CN108948394A - 一种具有亮丽虹彩色的夹心蛋白石光子晶体塑料膜及其制备和在商标防伪的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有亮丽虹彩色的夹心蛋白石光子晶体塑料膜的制备方法及其在商标防伪中的应用。本发明通过改变组装单元的粒径以及组装，封装技术，采用两种折射率差值小的材料，制备出具有反射峰半峰宽窄(色泽鲜艳)、颜色可调、结构连续、高机械性能(抗磨擦柔软易弯曲)、高角度依存的红、绿、蓝多色的自支撑光子晶体塑料膜，并应用于商标防伪领域。本发明制备的塑料膜克服了传统的蛋白石结构光子晶体不连续结构导致其结构不稳定、易碎且易从基板表面脱落、无法实现自支撑和机械性能差等问题。利用印花打孔器和喷涂方法分别实现图案化，并拓展了在商标领域的应用。提供了一种操作简单、成本低、周期短的夹心蛋白石光子晶体塑料膜的制备方法。

Description

一种具有亮丽虹彩色的夹心蛋白石光子晶体塑料膜及其制备 和在商标防伪的应用
技术领域
本发明涉及一种具有亮丽虹彩色的夹心蛋白石光子晶体塑料膜的制备方法以及在商标防伪中的应用。
背景技术
光子晶体是由周期性排列的不同折射率的介质构成的规则光学结构。这种材料因为具有光子带隙而能够阻断特定频率的光子，从而影响光子的运动，当光子带隙位于可见光区时，表现为我们肉眼可见的结构色。通过改变构筑材料的颗粒直径或者采用不同折射率的构筑材料实现光子晶体结构色的变化。因为光子晶体这一独特的光学特性，其在调控自发辐射，显示，防伪等领域受到越来越多的关注。
但是，传统的蛋白石结构的三维光子晶体，其结构是组装微球之间的点接触模式，导致了膜结构的不连续，这一特点决定了光子晶体本身的机械强度差、易碎，很容易就从玻璃基板表面脱落而破坏其结构。Blanco et al.把制备的SiO2光子晶体膜结构高温烧结，增强其稳定性(Advanced Materials 1997,9(3),257，-260)，但是这种方法只适合耐高温的物质。Zhang et al.把组装好的PS光子晶体用紫外灯照射，促进球之间发生交联(Macromolecular Rapid Communications 2010,31(24),2115-2120.)，然而长时间的照射容易破坏PS球本身的结构导致强度受损。Gu et al.制备了PDA@SiO2，组装好的光子晶体通过碱蒸汽处理形成具有粘附力的物质，从而提高了球之间的连接强度(Nanoscale 2018,10(8),3673-3679)。但是一般来说，蛋白石三维光子晶体需要基底支撑，难以制备独立的自支撑膜。反蛋白石三维光子晶体的存在，为构筑独立的自支撑膜结构提供了基础。目前已有文献报道将高分子前驱物填充到光子晶体模板缝隙中构筑高分子类的光子晶体，多是利用蛋白石光子晶体为模板，然后利用化学刻蚀或者物理方法(如光照射，高温等)方法去掉模板，得到反蛋白石结构的塑料膜，如Li等人报道了使用P(St-MMA-AA)蛋白石光子晶体作为模板和热固性聚硅氮烷作为渗透聚合物制备了反蛋白石光子晶体薄膜(Journal of MaterialsChemistry 2012,22(12),5300-5303.)。Cong等以二氧化硅胶体晶体为模板将热响应和pH响应性液体聚合物前体填充到模板中并在球形模板的间隙中聚合，然后通过HF蚀刻去除模板后制备ICC阵列薄膜(Scientific Reports 2017,7(1),12112)。这些都需要引入牺牲模板，不仅操作复杂，而且浪费原料，制得的反蛋白石结构为多孔结构，空气的存在导致膜结构的不连续，而且重要的是反蛋白石结构光子晶体的反射峰宽、反射率低，导致其结构色暗淡。
另外，光子晶体由于普遍存在的光散射问题导致结构色泛白，并且反射光谱的反射峰宽，这些都导致光子晶体膜颜色的纯度不高，目前解决方法主要是在光子晶体构筑单元悬浮液中掺杂炭黑或引入吸光集团，提高色彩的饱和度。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种具有亮丽虹彩色的夹心蛋白石光子晶体塑料膜的制备及其在商标防伪中的应用。本发明方法是采用降低构筑光子晶体的两种材料的折射率差值，提高色彩的饱和度，本发明采用PS或PMMA微球构筑光子晶体，采用PDMS作为封装和填充高分子，提出制备一种蛋白石结构的光子晶体塑料膜，其具有完全连续的膜结构，不但可自支撑、柔软易弯曲和良好的机械性能等优点，还具有窄的半峰宽(大约19nm)、亮丽的色泽、不同观察角度可以清晰显示多种亮丽的颜色。
本发明的创新性在于引入夹心结构，以PDMS作为基底，PDMS作为一种商品化的热固性弹性体以及具有低杨氏模量引起的高疏水性；将制备的PS微球通过加热自组装到PDMS表面，然后引入表面封装层，同时渗入PS球之间的空隙，通过有机溶剂调控封装层PDMS的粘度，静置保证其完全渗入，使得材料整体应力均衡，从而提高光子晶体塑料膜的机械强度，加热固化得到夹心结构的颜色亮丽，半峰宽窄，机械强度好的连续的光子晶体塑料膜。
同样的，我们利用印花打孔器和喷涂的方法可以方便的实现图案化，应用于商标防伪。
本发明光子晶体膜与传统的光子晶体膜相比，本发明通过夹心结构，利用两种折射率差值比较小的材料，实现了光子晶体膜的自支撑，结构连续，高机械强度，窄的半峰宽，亮丽的结构色，在生产工艺、制造过程节能环保简便、材料色彩牢度方面具有明显的优势，同时机械强度提高、耐摩擦耐压抗拉伸方面性能优异，自然光下具有亮丽色泽的光子晶体塑料膜。图案化的光子晶体塑料膜可应用于商标防伪。
本发明具体通过以下技术方案实现：
本法发明提供一种具有亮丽虹彩色的夹心蛋白石光子晶体塑料膜，其特征在于：所述晶体塑料膜由三部分构成：PDMS高分子基底，聚苯乙烯PS微球或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA微球自组装的蛋白石结构光子晶体夹心，和填充在微球缝隙和覆盖在蛋白石光子晶体表面的、具有热固性的起封装整个结构功能的上层PDMS。该光子晶体塑料膜不但具有可自支撑、具有完全连续的结构、柔软易弯曲和优良的机械性能等优点，而且具有窄的发射半峰宽(约19nm)、亮丽的色泽、颜色可调和高角度依存性。自支撑结构可以通过模型剪裁(印花打孔器)图案化，也可以通过喷涂的方法实现图案化，图案化后的产品可以作为商标使用。
本发明提供一种上述具有亮丽虹彩色的夹心蛋白石光子晶体塑料膜的制备方法，其特征在于包括如下制备过程：
1)以乳液聚合法制备得到单分散的不同粒径的PS微球或PMMA微球
通过调控表面活性剂SDS或者水用量进而控制得到的PS或者PMMA微球的粒径，反应至少5h，以保证单体完全反应；
2)基板上刮涂配置好的PDMS预聚体，50-100℃固化
PDMS预聚液具有比较大的粘度，因此用刮板刮涂一层厚度均匀的PDMS基底，要保证一定的厚度便于后续的剥离；
3)以均匀单分散的PS或PMMA微球为原料分散于溶剂中，在基底PDMS膜表面通过热辅助自组装成蛋白石结构的光子晶体；
所述PS或PM MA微球的浓度为5-15wt％；所述PS或P MMA微球的粒径为150-350nm；微球自组装的温度为40-100℃，相对湿度为30-80％，组装时间为12-30h；所述的基板为普通玻璃片、光滑金属片或聚四氟乙烯板；
4)将PDMS聚合物单体、固化剂及有机溶剂按照一定的体积比(5：1：5)共混，配置成一定浓度的溶液。将所述的溶液填充到光子晶体缝隙中，静置过夜保证溶剂的完全渗透并在光子晶体表面形成一层薄膜。
溶剂的选择为与PDMS预聚体有较好的混溶能力而且能够明显降低体系粘度的正己烷、环己烷等有机溶剂，便于渗入微球缝隙。
5)步骤4)得到的材料固化后，将其从基板上剥离得到蛋白石结构高分子光子晶体膜材料。
步骤5)中，固化方式采用热固化。热引发使得填充到光子晶体模板空隙中和停留在光子晶体表面的PDMS预聚体溶液发生聚合，得到具有亮丽结构色的复合光子晶体塑料膜。
所得到的是完全连续的光子晶体膜材料，具有窄的半峰宽(大约19nm)，高的角度依存性和优异的机械性能(抗拉伸，抗弯折等)。
本发明提供一种图案化光子晶体膜的制备方法，其特征在于：
将制备的复合结构从玻璃基底剥离，用印花打孔器轻易的实现图案化；
将PDMS与玻璃基底剥离，将剥离的复合膜结构，小心的放入印花打孔器中央，实现图案化。
本发明提供一种图案化光子晶体膜的制备方法，其特征在于：
喷涂的方法是要用图案模板覆盖在步骤3)的产品表面，然后喷涂其他纳米粒子或颜料或者染料，遮盖掉没被模板覆盖的部分的结构色，去掉模板，重复步骤4)，5)得到最终的图案化的光子晶体塑料膜。要保证模板的光滑清洁，避免损伤光子晶体结构，得到亮丽的图案，由于窄的发射峰和高的色纯度可以使图案在不同角度清晰显示不同亮丽颜色的转变，制备的图案化后的复合膜仍然具有优异的机械性能(抗拉伸，抗弯折等)。
本发明提供一种上述的具有亮丽虹彩色的夹心蛋白石光子晶体塑料膜在商标防伪中的应用。
本发明提供一种上述的述方法得到的图案化光子晶体膜作为商标图案的应用。
本发明设计了一种PDMS/PS(PMMA)PDMS三明治结构的光子晶体复合膜。利用常用高分子PDMS最为支持基底和封装材料，常见的聚合物微球PS和PMMA作为组装单元，通过有机溶剂环己烷或者正己烷稀释PDMS预聚液粘度，使其能完全渗入我们的组装单元PS或者PMMA微球之间的空隙，从而改变了光子晶体构筑材料的相对折射率差值，降低了光子晶体反射峰的半峰宽(～19nm)，进一步加热固化，得到了我们的三明治结构的复合膜。该材料克服了传统的三维光子晶体膜机械强度差，膜结构不连续，结构色暗淡和反射峰半峰宽较宽的缺点。得到的光子晶体塑料膜的优点在于膜结构连续、可自支撑、抗压、抗拉伸、抗弯折、抗摩擦性能良好，而且半峰宽窄，色泽亮丽、自然光下色饱和度高、可在不同角度清晰显示亮丽的不同颜色。同时利用印花打孔器和喷涂的方法可以方便的实现图案化，可应用于商标防伪。由于材料本身的特点我们相信其在柔性材料显色、产品彩色包装等方面也有重要的应用前景。
本发明的有益效果如下：本发明将PS或PMMA聚合物微球组装在PDMS表面形成光子晶体后，填充经过处理的粘度降低的PDMS预聚液，静置一段时间后加热固化得到颜色纯度更高的光子晶体塑料膜，由于PDMS和PS或PMMA微球之间相对折射率差值的降低，提高了蛋白石结构光子晶体塑料膜的颜色的纯度和饱和度，降低了反射峰的半峰宽，赋予了该光子晶体膜在自然光下亮丽的虹彩结构色，同时由于PDMS本身优异的成膜性能和机械性能，克服了传统的三维光子晶体膜机械强度差，膜结构不连续，结构色暗淡和反射峰半峰宽较宽的缺点。本发明发展了一种简单、快速制备色纯度高，半峰宽窄，可自支撑、机械强度优良的蛋白石结构光子晶体塑料膜的制备方法。同时利用简单的图案化方法拓展了光子晶体在商标领域的应用。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明
图1夹心结构构筑过程示意图；
图2喷涂法图案化的过程示意图；
图3(a)表示出本实施例1的PDMS/PS光子晶体反射光谱(5°-50°)和平面(b)实施例1制备的具有亮丽结构色的PDMD/PS/PDMS复合蛋白石结构塑料膜的反射光谱及其数码照片，5°为红色，10°为橘红色，20°为金色，30°为黄色，40°为黄绿色，50°为绿色；
图4(a)实施例1PDMD/PS/PDMS复合蛋白石结构塑料膜的截面扫描电镜以及它的(b)中间层光子晶体封装的局部放大图；
图5示出本实施例1的复合膜的第一种图案化方案，图案清晰，颜色变化清楚的枫叶形状；a为红色，b为浅红色，c为橙红色d为橙黄色e为黄色f为绿色；
图6是实施例3，1，2，4制备的光子晶体工程塑料膜的反射光谱的等高线剖面图；
图7是实施例1制备的复合结构的机型性能表征(a)蓝色线(厚度约为，1.3mm)和黑色线为纯的PDMS的应力应变曲线，红色线为复合膜的应力应变曲线(厚度约为，1.3mm)(b)复合膜的抗弯曲性能测试，每25次记录一次光谱数据，共100次；插图a结构色为红色，b结构色为绿色；
图8示出本实施例1和2的图案化后具有亮丽的结构色的数码照片(a)颜色变化数码照片，从左至右：5°，,红色和绿色，20°，橘红色和青绿色,35°，黄色和青色,50°，绿色和蓝色(b)实施例1作为商标应用在衣服上且在自然光下不同角度的数码照片，5°为红色，35°为黄色，50度为绿色；
图9(a)(b)是实施例6和实施例5制备复合结构的反射光谱(测试角度从5°到50°)；
图10是实施例5制备复合结构的颜色变化数码照片。从左至右依次为红色，黄色和绿色。
具体实施方式
PS微球和PMMA微球的制备方法
量取100-135ml去离子水于三口烧瓶中，称取10-15g苯乙烯或者甲基丙烯酸甲酯单体加入三口烧瓶中，机械搅拌设置转速300转，惰性气氛下搅拌30分中，升温至75-85℃,加入一定量的过硫酸钾(0-0.2g),反应5h,最终得到的不同粒径的PS或者PMMA微球。
PDMS基底的制备方法
按照质量比10：1称取PDMS预聚液和固化剂，充分混合，静置除泡，取干净的玻璃片或者聚四氟乙烯板或者金属片作为基底(剪裁成2.5*2.5cm或者2.5*1.2cm的大小)，量取一定体积的PDMS预聚液滴加到基板表面，最终得到厚度0.5-1.5mm厚的PDMS基底，通过控制滴加PDMS预聚液的体积和刮涂厚度来控制最终PDMS基底的厚度。
实施例1
1.PDMS/PS光子晶体的制备
选取粒径247nm的PS微球分散于水中形成10wt％乳液，控制温度为80℃，相对湿度为10％，滴加100-300μL分散液于PDMS基底表面，采用加热对流组装方法在PDMS上让微球自组装成FCC结构光子晶体，组装时间为0.5h。
2.夹心蛋白石结构高分子光子晶体塑料膜的制备
(1)PDMS预聚体，固化剂，环己烷按照一定的体积比(5：1：5)混合，在保证能被固化的条件下让整个体系粘度尽可能的低
(2)预先配制填充缝隙的高分子前驱液均匀地滴加到PDMS表面的PS光子晶体模板表面，静置直到完全渗透
(3)利用加热板80-100℃加热固化，小心的将复合膜从玻璃基板上剥离，我们得到了自支撑的，高机械强度的颜色亮丽的蛋白石结构高分子光子晶体复合膜。
3.光子晶体膜图案化
两种图案化方案
(1)将制备的光子晶体膜通过打孔器直接图案化，
(2)另一种是用喷涂的方法利用模板，喷涂ZnS纳米颗粒在PDMS/PS光子晶体表面，被ZnS覆盖的部分结构色消失，剩下的部分封装PDMS，达到图案化。
实施例2
1.PDMS/PS光子晶体的制备
选取粒径209nm的PS微球分散于水中形成10wt％乳液，控制温度为80℃，相对湿度为10％，滴加100-300μL分散液于PDMS基底表面，采用加热对流组装方法在PDMS上让微球自组装成FCC结构光子晶体，组装时间为0.5h。
2.夹心蛋白石结构高分子光子晶体工程塑料的制备
(1)PDMS预聚体，固化剂，环己烷按照一定的体积比(5：1：5)混合，在保证能被固化的条件下让整个体系粘度尽可能的低，
(2)预先配制填充缝隙的高分子前驱液均匀地滴加到PDMS表面的PS光子晶体模板表面，静置直到完全渗透
(3)利用加热板80-100℃加热固化，小心的将复合膜从玻璃基板上剥离，我们得到了自支撑的，高机械强度的颜色亮丽的蛋白石结构高分子光子晶体复合膜。
3.光子晶体膜图案化
两种图案化方案
(1)将制备的光子晶体膜通过打孔器直接图案化，
(2)另一种是用喷涂的方法利用模板，喷涂ZnS纳米颗粒在PDMS/PS光子晶体表面，被ZnS覆盖的部分结构色消失，剩下的部分封装PDMS，达到图案化。
实施例3
1.PDMS/PS光子晶体的制备
选取粒径274nm的PS微球分散于水中形成10wt％乳液，控制温度为80℃，相对湿度为10％，滴加100-300μL分散液于PDMS基底表面，采用加热对流组装方法在PDMS上让微球自组装成FCC结构光子晶体，组装时间为0.5h。
2.夹心蛋白石结构高分子光子晶体工程塑料的制备
(1)PDMS预聚体，固化剂，环己烷按照一定的体积比(5：1：5)混合，在保证能被固化的条件下让整个体系粘度尽可能的低。
(2)预先配制填充缝隙的高分子前驱液均匀地滴加到PDMS表面的PS光子晶体模板表面，静置直到完全渗透。
(3)利用加热板80-100℃加热固化，小心的将复合膜从玻璃基板上剥离，我们得到了自支撑的，高机械强度的颜色亮丽的蛋白石结构高分子光子晶体复合膜。
3.光子晶体膜图案化
两种图案化方案
(1)将制备的光子晶体膜通过打孔器直接图案化，
(2)另一种是用喷涂的方法利用模板，喷涂ZnS纳米颗粒在PDMS/PS光子晶体表面，被ZnS覆盖的部分结构色消失，剩下的部分封装PDMS，达到图案化。
实施例4
1.PDMS/PS光子晶体的制备
选取粒径177nm的PS微球分散于水中形成10wt％乳液，控制温度为80℃，相对湿度为10％，滴加100-300μL分散液于PDMS基底表面，采用加热对流组装方法在PDMS上让微球自组装成FCC结构光子晶体，组装时间为0.5h。
2.夹心蛋白石结构高分子光子晶体工程塑料的制备
(1)PDMS预聚体，固化剂，环己烷按照一定的体积比(5：1：5)混合，在保证能被固化的条件下让整个体系粘度尽可能的低，
(2)预先配制填充缝隙的高分子前驱液均匀地滴加到PDMS表面的PS光子晶体模板表面，静置直到完全渗透
(3)利用加热板80-100℃加热固化，小心的将复合膜从玻璃基板上剥离，我们得到了自支撑的，高机械强度的颜色亮丽的蛋白石结构高分子光子晶体复合膜。
3.光子晶体膜图案化
两种图案化方案
(1)将制备的光子晶体膜通过打孔器直接图案化，
(2)另一种是用喷涂的方法利用模板，喷涂ZnS纳米颗粒在PDMS/PS光子晶体表面，被ZnS覆盖的部分结构色消失，剩下的部分封装PDMS，达到图案化。
实施例5
1.PDMS/PMMA光子晶体的制备
选取粒径254nm的PMMA微球分散于水中形成7wt％乳液，控制温度为80℃，相对湿度为10％，滴加100-300μL分散液于PDMS基底表面，采用加热对流组装方法在PDMS上让微球自组装成FCC结构光子晶体，组装时间为0.5h。2.夹心蛋白石结构高分子光子晶体工程塑料的制备
(1)PDMS预聚体，固化剂，环己烷按照一定的体积比(5：1：5)混合，在保证能被固化的条件下让整个体系粘度尽可能的低。
(2)预先配制填充缝隙的高分子前驱液均匀地滴加到PDMS表面的PDMS光子晶体模板表面，静置直到完全渗透。
(3)利用加热板80-100℃加热固化，小心的将复合膜从玻璃基板上剥离，我们得到了自支撑的，高机械强度的颜色亮丽的蛋白石结构高分子光子晶体复合膜。
3.光子晶体膜图案化
两种图案化方案
(1)将制备的光子晶体膜通过打孔器直接图案化，
(2)另一种是用喷涂的方法利用模板，喷涂ZnS纳米颗粒在PDMS/PS光子晶体表面，被ZnS覆盖的部分结构色消失，剩下的部分封装PDMS，达到图案化。
实施例6
1.PDMS/PMMA光子晶体的制备
选取粒径225nm的PMMA微球分散于水中形成7wt％乳液，控制温度为80℃，相对湿度为10％，滴加100-300μL分散液于PDMS基底表面，采用加热对流组装方法在PDMS上让微球自组装成FCC结构光子晶体，组装时间为0.5h。
2.夹心蛋白石结构高分子光子晶体工程塑料的制备
(1)PDMS预聚体，固化剂，环己烷按照一定的体积比(5：1：5)混合，在保证能被固化的条件下让整个体系粘度尽可能的低。
(2)预先配制填充缝隙的高分子前驱液均匀地滴加到PDMS表面的PDMS光子晶体模板表面，静置直到完全渗透。
(3)利用加热板80-100℃加热固化，小心的将复合膜从玻璃基板上剥离，我们得到了自支撑的，高机械强度的颜色亮丽的蛋白石结构高分子光子晶体复合膜。
3.光子晶体膜图案化
两种图案化方案
(1)将制备的光子晶体膜通过打孔器直接图案化，
(2)另一种是用喷涂的方法利用模板，喷涂ZnS纳米颗粒在PDMS/PS光子晶体表面，被ZnS覆盖的部分结构色消失，剩下的部分封装PDMS，达到图案化。
实施例7
1.PDMS/PMMA光子晶体的制备
选取粒径190nm的PMMA微球分散于水中形成7wt％乳液，控制温度为80℃，相对湿度为10％，滴加100-300μL分散液于PDMS基底表面，采用加热对流组装方法在PDMS上让微球自组装成FCC结构光子晶体，组装时间为0.5h。2.夹心蛋白石结构高分子光子晶体工程塑料的制备
(1)PDMS预聚体，固化剂，环己烷按照一定的体积比(5：1：5)混合，在保证能被固化的条件下让整个体系粘度尽可能的低。
(2)预先配制填充缝隙的高分子前驱液均匀地滴加到PDMS表面的PDMS光子晶体模板表面，静置直到完全渗透。
(3)利用加热板80-100℃加热固化，小心的将复合膜从玻璃基板上剥离，我们得到了自支撑的，高机械强度的颜色亮丽的蛋白石结构高分子光子晶体复合膜。
3.光子晶体膜图案化
两种图案化方案
(1)将制备的光子晶体膜通过打孔器直接图案化，
(2)另一种是用喷涂的方法利用模板，喷涂ZnS纳米颗粒在PDMS/PS光子晶体表面，被ZnS覆盖的部分结构色消失，剩下的部分封装PDMS，达到图案化。
实施例7
1.PDMS/PMMA光子晶体的制备
选取粒径295nm的PMMA微球分散于水中形成10wt％乳液，控制温度为80℃，相对湿度为10％，滴加100-300μL分散液于PDMS基底表面，采用加热对流组装方法在PDMS上让微球自组装成FCC结构光子晶体，组装时间为0.5h。2.夹心蛋白石结构高分子光子晶体工程塑料的制备
(1)PDMS预聚体，固化剂，环己烷按照一定的体积比(5：1：5)混合，在保证能被固化的条件下让整个体系粘度尽可能的低。
(2)预先配制填充缝隙的高分子前驱液均匀地滴加到PDMS表面的PDMS光子晶体模板表面，静置直到完全渗透。
(3)利用加热板80-100℃加热固化，小心的将复合膜从玻璃基板上剥离，我们得到了自支撑的，高机械强度的颜色亮丽的蛋白石结构高分子光子晶体复合膜。
3.光子晶体膜图案化
两种图案化方案
(1)将制备的光子晶体膜通过打孔器直接图案化，
(2)另一种是用喷涂的方法利用模板，喷涂ZnS纳米颗粒在PDMS/PS光子晶体表面，被ZnS覆盖的部分结构色消失，剩下的部分封装PDMS，达到图案化。

Claims (6)

1.一种具有亮丽虹彩色的夹心蛋白石光子晶体塑料膜，其特征在于：所述光子晶体塑料膜由三部分构成：PDMS高分子基底，聚苯乙烯PS微球或聚甲基丙烯酸甲酯PMMA微球自组装的蛋白石结构光子晶体夹心，和填充在微球缝隙和覆盖在蛋白石光子晶体表面的上层PDMS；所述PS微球或PMMA微球粒径为150-350nm。
2.如权利要求1所述一种具有亮丽虹彩色的夹心蛋白石光子晶体塑料膜的制备方法，其特征在于包括如下制备过程：
1)以乳液聚合法制备得到单分散的粒径为150-350nm的PS微球或PMMA微球；
2)基板上刮涂配置好的PDMS预聚体，50-100℃固化；
3)以均匀单分散的PS或PMMA微球为原料分散于溶剂中，得到浓度为5-15wt％PS或PMMA微球，在基底PDMS膜表面通过热辅助自组装成蛋白石结构的光子晶体；
微球自组装的温度为40-100℃，相对湿度为30-80％，组装时间为12-30h；所述的基板为普通玻璃片、光滑金属片或聚四氟乙烯板；
4)将PDMS聚合物单体、固化剂及有机溶剂共混，配置成一定浓度的溶液，将所述的溶液填充到光子晶体缝隙中，静置保证溶剂的完全渗透并在光子晶体表面形成一层薄膜；
所述有机溶剂选自正己烷、环己烷；
5)步骤4)得到的材料固化后，将其从基板上剥离得到蛋白石结构高分子光子晶体膜材料，
步骤5)中，固化方式采用热固化。
3.图案化光子晶体膜的制备方法，其特征在于：
将权利要求1中光子晶体塑料膜用印花打孔器实现图案化。
4.图案化光子晶体膜的制备方法，其特征在于：
将带有镂空图案的模板覆盖在权利要求2中步骤3)的产品表面，然后喷涂其他纳米粒子或颜料或者染料遮盖没被模板覆盖部分的结构色，去掉模板，重复步骤4)、5)得到最终的图案化的光子晶体塑料膜。
5.如权利要求1所述的具有亮丽虹彩色的夹心蛋白石光子晶体塑料膜在商标防伪中的应用。
6.如权利要求3或4所述方法得到的图案化光子晶体膜作为商标图案的应用。
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