CN110527124A - 一种低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，属于结构生色材料制备的技术领域。解决了结构显色薄膜的角度依赖性问题，找到了特定的制备工艺和条件制备高质量生色薄膜材料。提供了一种在弱碱环境下生成特定黑色材料，将之包覆在其他材料表面形成核壳结构，再结合多种介质及工艺来制备结构显色薄膜的方法。该制备方法的特征在于利用弱碱环境，结合多种材料以及工艺形成具有特定结构的结构显色薄膜材料，核壳粒子的粒径为在135‑275nm之间，薄膜反射光谱峰在460‑650nm之间。利用本发明制备的结构生色薄膜材料具有显色效果好、各向同性和环保等诸多优点，在颜料、显示、防伪及传感等方面具有应用价值。

Description

一种低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法
技术领域
本发明属于结构生色材料制备的技术领域，具体涉及一种低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法
背景技术
结构色是物质的微观结构与光进行相互作用如反射、透射、衍射及干涉等所产生的特殊光色效应。低角度依赖性结构显色薄膜材料是一种以物理结构呈色为原理的生色材料，其所具有的特殊的性质可使之呈现出的颜色具有各向同性、明亮、高饱和度等特点，只要材料的结构不改变，其颜色永不褪色。由于低角度依赖性结构色材料的这些优点，其在印刷材料、防伪、显示及传感等领域具有很大的潜在应用前景。
现阶段，人造结构色材料的制备，主要是采用单分散性良好的胶体微球如聚苯乙烯和二氧化硅微球作为基本结构单元进行自组装，制备颜色艳丽的结构色薄膜。但是研究发现，单独由胶体微球所制备出的结构色薄膜的颜色往往对比度较低，需要在强光或特定角度下才能观察到较为明显的结构色彩。一般情况下，结构色材料的制备，采用的是能够稳定分散在特定溶剂中的大小均一、表面光滑的纳米微球，利用传统的自组装方法制备，所制备的结构色薄膜材料均具有角度依赖性，这种特性被称为虹彩结构色。这是因为，纳米微球在自组装过程中由于系统熵的关系会自动排列为高度有序的结构，而这样的周期性结构往往是各向异性的，即同一波长不同方向的入射光线在经过高度有序的光子结构时会得到不同波长的反射光，因此人眼观察到的颜色会因观测角度的变化而不同。但是结构色的角度依赖性大大限制了其在色彩、显示等领域的实际应用。为了解决结构色的角度依赖性问题，大量学者试图通过制备非晶光子晶体结构使结构色材料显示出低角度依赖的颜色特性，这是因为非晶光子晶体的结构具有各向同性的性质，即不论入射光线从哪个方向射入，这种结构的散射光的波长总是一致的。
为了解决可见光波段结构显色的角度依赖性问题，以寻找适合的制备条件和工艺来促使所述的结构色材料显现出低角度依赖性，本发明提供了一种在弱碱环境下生成类似真黑素的黑色材料，将其包覆在其他材料表面形成核壳结构，用之结合其他介质材料来制备低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法。所制备的黑色材料可以吸收非晶光子晶体与光相互作用时产生的非相干散射光，使得颜色不随观察角度的变化而变化，还可以增强结构色的颜色饱和度。所提出的制备方法的安全性高，同时节省了能源、降低了生产成本。这种结构显色薄膜材料可广泛运用于某些需要与观看角度无关、对显色要求不变的诸多应用领域，如颜料、显示、防伪及传感等。
发明内容
本发明的目的在于解决在可见光波段结构显色材料的角度依赖性问题，以寻找适合的制备条件和工艺来促使所述的结构色材料显现出低角度依赖性特征，本发明提供了一种在弱碱环境下生成类似真黑素的黑色材料，将之包覆在其他材料表面形成特定核壳结构，再结合其他介质材料来制备低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种技术方案，一种低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将0.5-4ml正硅酸乙酯加入到35-40ml无水乙醇中，搅拌25-30min使之混合均匀，制成溶液A；将2-5ml浓度为25％-28％氨水、40-45ml无水乙醇和30-35ml去离子水混合，搅拌25-30min使之混合均匀，制成溶液B；
步骤2：将步骤1制备的溶液A与溶液B混合并搅拌使之混合均匀，在30-50℃条件下搅拌反应3-5h，获得反应产物；将冷却至室温的所述的反应产物进行离心处理、倒掉上清液，得到产物C；分别用乙醇和去离子水对产物C进行离心处理、倒掉上清液，重复此过程2-3次，得到SiO2沉淀物，再将所述的SiO2沉淀物在50-60℃条件下烘干获得产物D；
步骤3：将0.05-0.06g三羟甲基氨基甲烷(Tris)加入到50-60ml去离子水中并使之完全溶解，利用盐酸将溶液PH值调整为7.5-9.5，获得溶液E；将步骤2制得的0.1-0.2g产物D加入到溶液E中，超声使之分散均匀，得到混合溶液F；将0-80mg多巴胺加入到溶液F中，在20-25℃条件下搅拌反应18-24h并将获得的反应产物进行离心处理，倒掉上层清液，得到离心产物G；
步骤4：将步骤3的产物G加入到无色透明溶剂中并搅拌使之充分分散，配置成固含量为5-10wt％的乳浊液，将配置的乳浊液涂到折射率为1.38-1.65的无色透明介质薄膜上，在15-30℃条件下静置、彻底干燥得到产物F；
步骤5：在步骤4的产物F的上表面均匀涂布或镀一层厚度为0.5-1μm的折射率为1.38-2.0的无色透明介质，在15-30℃条件下静置、彻底干燥形成保护层，最终得到具有低角度依赖性的结构显色薄膜。
所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤2和步骤3所述的搅拌反应的搅拌转速均为1800-2400转/分；步骤2和步骤3所述的离心处理的离心转速，分别为4000-6000转/分和5000-7000转/分，离心时间均为20-30分钟。
所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤2所述的产物D为SiO2纳米颗粒，颗粒的粒径为130-255nm，颗粒的形状为球形；所述的SiO2纳米颗粒，可以通过选择不同数量的TEOS和氨水、不同的反应温度以及反应时间来调控其颗粒粒径大小。
所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤3所述的产物G为聚多巴胺包裹二氧化硅的核壳结构复合纳米颗粒，颗粒的粒径为135-275nm，核壳结构复合纳米颗粒的形状为球形。
所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤4所述的无色透明溶剂为去离子水、乙醇、乙酸乙酯、丙酮和氯仿。
所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤4所述的产物F具有两层结构，底层为透明介质，表层为由产物G形成的无序不规则排列的复合纳米颗粒微结构。
所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤5所述的保护层的上表面具有凹凸不平的特征，其是由步骤5所述的均匀涂布或镀一层无色透明介质经静置、干燥而形成的。
所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤4所述的无色透明介质薄膜，可以为氟化镁(MgF2)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等介质薄膜；步骤5所述的无色透明介质，可以为氟化镁(MgF2)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、二氧化锆(ZrO2)等。
本发明提供的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，还具有下列特点：
1.本发明利用弱碱环境下生成类似真黑素的黑色材料，并将其包覆在其他材料表面形成核壳结构。这种黑色材料可以吸收非晶光子晶体与光相互作用时产生的非相干散射光，使得颜色不随观察角度的变化而变化，还可以增强结构色的颜色饱和度。
2.本发明的步骤1涉及多种药品的溶解混合，在溶解混合过程中要求受热均匀，比如可以采用磁力搅拌的方法进行控制，搅拌速率最好维持在1800转/分附近，并且其对温度控制的要求很严格，可以使用水浴控热，使温度保持稳定。
3.本发明用到了易挥发性的药品，在制备过程中应该随时保持使反应药品均处于密封状态，尽量避免反应混合物与空气的长时间接触。
4.本发明的步骤2中，干燥后的二氧化硅粉末要进行研磨，使粉末更加精细，以便在步骤3中能更好的溶在Tris-HCl溶液中。
5.本发明的步骤3中，将Tris-HCl缓冲溶液配置成PH为7.5-9.5时，应将HCl逐滴加入到Tris溶液中，并实时检测混合溶液中的PH值，当PH值接近所需值时，应该每加一滴HCl，就要检测一次PH值，直至最终的Tris-HCl缓冲溶液PH达到所需值，PH值的偏差对后续反应影响较大。
6.本发明提供的制备方法，制备过程较为简单，制备过程的安全性高，也节省能源成本。
7.本发明步骤4中，无需加热，只需要将一定浓度的乳浊液滴涂在透明介质薄膜基材上，在15-30℃条件下静置、干燥即可。
8.本发明步骤4中，将产物G加入到无色透明溶剂中搅拌并分散，可以采用超声分散，由于超声时间的延长，溶液温度逐渐升高，也加速了溶剂的挥发，从而会使产物G粘附在烧杯内壁。因此，在超声时可以进行手动搅拌，便于产物G的快速分散。
9.利用本发明制备的低角度依赖性结构显色薄膜，具有各向同性、非虹彩效应、颜色饱和度高的颜色特性，其颜色饱和度较高，颜色不会随观察角度的变化而变化，在印刷颜料、显示器、防伪以及生物、化学传感等方面具有很大的应用前景。
附图说明
图1为本发明的一种低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法所述的产物G的制备流程图。
图2为本发明的一种低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法所述的结构显色薄膜的制备流程图。
图3为本发明的实施例一低角度依赖性结构显色薄膜的反射光谱图。
图4为本发明的实施例一低角度依赖性结构显色薄膜的不同观察角度下的反射光谱图。
图5为本发明的实施例一低角度依赖性结构显色薄膜的步骤4的产物F的SEM图。
图6为本发明的实施例一中图5所对应的二维傅里叶变换图。
图7为本发明的实施例三的反射光谱图。
图8为本发明的实施例四的反射光谱图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
图1和图2组成了本发明的一种低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法的完整流程图，再结合本发明的技术方案所提供的步骤、制备条件和工艺，就能制备出本发明所述的低角度依赖性结构显色薄膜材料。本发明提供的下列实施例就是依据图1和图2流程图以及本发明提供的技术方案来实现的，具体实施例如下：
实施例一
步骤1：将2.5ml正硅酸乙酯加入到38ml无水乙醇中，搅拌25min使之混合均匀，制成溶液A；将5ml浓度为25％-28％氨水、40ml无水乙醇和30ml去离子水混合，搅拌25min使之混合均匀，制成溶液B；所制备的A和B溶液均为无色透明的。
步骤2：将步骤1制备的溶液A与溶液B混合并搅拌使之混合均匀，混合溶液为白色，在50℃条件下搅拌反应4h，搅拌转速为1800转/分，获得反应产物，反应产物的混合溶液为混合均匀的乳白色溶液；将冷却至室温的所述的反应产物进行离心处理(转速为5000转/分，时间为25分钟)、倒掉上清液，得到产物C；分别用乙醇和去离子水对产物C进行离心处理(转速为4000转/分，时间为30分钟)、倒掉上清液，重复此过程2次，得到SiO2沉淀物，再将所述的SiO2沉淀物在60℃条件下烘干获得产物D。经检测，所制备的纳米粒子胶体产物的粒子粒径为160-200nm，其中粒径为174nm的粒子居多，颗粒的形状为球形。
步骤3：将0.05g三羟甲基氨基甲烷加入到50ml去离子水中并使之完全溶解，利用盐酸将溶液PH值调整为9.5，获得溶液E；将步骤2制得的0.1g产物D加入到溶液E中，超声使之分散均匀，可在40-50kHz条件下超声60分钟，得到混合溶液F；将0-80mg多巴胺加入到溶液F中，溶液的颜色逐渐由乳白色变为浅棕色，在20℃条件下搅拌反应20h，搅拌转速为1800转/分，溶液最终变为棕黑色，并将获得的反应产物进行离心处理(转速为6000转/分，时间为25分钟)，倒掉上层清液，得到离心产物G，产物G为聚多巴胺包裹二氧化硅的核壳结构复合纳米粒子，粒子形状为球形，所述复合粒子的粒径或直径分布为165-210nm，直径为178-185nm复合粒子的数量最多。
步骤4：将步骤3的产物G加入到去离子水中并搅拌使之充分分散，可在40-50kHz条件下超声20-30分钟，配置成固含量为10wt％的乳浊液，将配置的乳浊液涂到PVC(折射率为1.54)透明介质薄膜上，在15℃条件下静置、彻底干燥得到产物F；产物F具有两层结构，底层为透明介质，表层为由产物G形成的无序不规则排列的复合纳米颗粒微结构。
步骤5：在步骤4的产物F的上表面均匀涂布或镀一层厚度为0.5μm的透明介质PMMA(折射率为1.49)，在30℃条件下静置、彻底干燥形成保护层，保护层的上表面具有凹凸不平的特征(由所述的均匀涂布或镀的透明介质经静置、干燥而形成)，最终得到具有低角度依赖性的结构色薄膜。
图3是本发明的实施例一制备的0mg、5mg、10mg、30mg和80mg多巴胺的低角度依赖性结构色薄膜材料的反射光谱图。参见图3，随着多巴胺含量的增加，反射光谱的波峰所对应的波长逐渐向右移动，光谱峰介于460-650nm之间，因此，随着多巴胺含量的增加，结构色薄膜的颜色逐渐红移。实例一所制备材料的上述特性为其在印刷颜料、颜色显示器、光学防伪以及生物、化学传感等方面具有巨大的潜在应用前景。
图4是本发明的实施例一制备的低角度依赖性结构色薄膜材料在不同观察角度下的反射光谱图。参见图4，随着观察角度从0、30、60度的改变，反射光谱的波峰所对应的波长基本不变，因此，制备出的结构色薄膜显示出了低角度依赖性的颜色特性，这是因为非晶光子晶体结构具有各向同性的性质，即不论入射光线从哪个方向射入，非晶光子结构的散射光的波长总是一致的。实例一所制备材料的上述特性为其在印刷颜料、颜色显示器、光学防伪以及生物、化学传感等方面具有巨大的潜在应用前景。
图5是实施例一制备低角度依赖性结构显色薄膜的步骤4的产物F的SEM图，图6是图5SEM图所对应的二维傅里叶变换图形。参见图5和图6，图5中的纳米微球呈现无定形排列，二维傅里叶变换图形为圆形，表现出纳米微球的有序度低。因此，实施例一制备出的结构色薄膜显示出低角度依赖性的颜色特性，这是因为非晶光子晶体结构具有各向同性的性质，即不论入射光线从哪个方向射入，非晶光子结构的散射光的波长总是一致的。实例一所制备材料的上述特性为其在印刷颜料、颜色显示器、光学防伪以及生物、化学传感等方面具有巨大的潜在应用前景。
实施例二
步骤1：将0.5ml正硅酸乙酯加入到35ml无水乙醇中，搅拌30min使之混合均匀，制成溶液A；将3.5ml浓度为25％-28％氨水、45ml无水乙醇和35ml去离子水混合，搅拌30min使之混合均匀，制成溶液B；所制备的A和B溶液均为无色透明的；
步骤2：将步骤1制备的溶液A与溶液B混合并搅拌使之混合均匀，混合溶液为白色，在40℃条件下搅拌反应5h，搅拌转速为2000转/分，获得反应产物，反应产物的混合溶液为混合均匀的乳白色溶液；将冷却至室温的所述的反应产物进行离心处理(转速为6000转/分，时间为20分钟)、倒掉上清液，得到产物C；分别用乙醇和去离子水对产物C进行离心处理(转速为5000转/分，时间为25分钟)、倒掉上清液，重复此过程3次，得到SiO2沉淀物，再将所述的SiO2沉淀物在50℃条件下烘干获得产物D，经检测，所制备的纳米粒子胶体产物的粒子粒径为130-165nm，其中粒径为153nm的粒子居多，颗粒的形状为球形。
步骤3：将0.055g三羟甲基氨基甲烷加入到60ml去离子水中并使之完全溶解，利用盐酸将溶液PH值调整为8.5，获得溶液E；将步骤2制得的0.15g产物D加入到溶液E中，超声使之分散均匀，可在40-50kHz条件下超声60分钟，得到混合溶液F；将0-30mg多巴胺加入到溶液F中，溶液的颜色逐渐由乳白色变为浅棕色，在22℃条件下搅拌反应24h，搅拌转速为2400转/分，溶液最终变为棕黑色，并将获得的反应产物进行离心处理(转速为7000转/分，时间为20分钟)，倒掉上层清液，得到离心产物G，产物G为聚多巴胺包裹二氧化硅的核壳结构复合纳米粒子，粒子形状为球形，所述复合粒子的粒径或直径分布为135-170nm，直径为160-165nm复合粒子的数量最多。
步骤4：将步骤3的产物G加入到乙醇中并搅拌使之充分分散，可在40-50kHz条件下超声20-30分钟，配置成固含量为5wt％的乳浊液，将配置的乳浊液涂到MgF2(折射率为1.38)透明介质薄膜上，在20℃条件下静置、彻底干燥得到产物F；产物F具有两层结构，底层为透明介质，表层为由产物G形成的无序不规则排列的复合纳米颗粒微结构。
步骤5：在步骤4的产物F的上表面均匀涂布或镀一层厚度为1.0μm的透明介质ZrO2(折射率为2.0)，在20℃条件下静置、彻底干燥形成保护层，保护层的上表面具有凹凸不平的特征(由所述的均匀涂布或镀的透明介质经静置、干燥而形成)，最终得到具有低角度依赖性的结构色薄膜。
图7是本发明的实施例二制备的0mg、5mg、10mg、30mg多巴胺的低角度依赖性结构显色薄膜材料的反射光谱图。参见图7，随着多巴胺含量的增加，反射光谱的波峰所对应的波长逐渐向右移动，光谱峰介于460-650nm之间，因此，随着多巴胺含量的增加，结构色薄膜颜色逐渐红移。实例二所制备材料的上述特性为其在印刷颜料、颜色显示器、光学防伪以及生物、化学传感等方面具有巨大的潜在应用前景。
本发明的实施例二制备的低角度依赖性结构色薄膜材料在不同观察角度下的反射光谱图与图4所示的图形相近。本发明实施例二制备的低角度依赖性结构显色薄膜的步骤4的产物F的SEM图，与图5所示的图形相近。本发明实施例二制备的低角度依赖性结构显色薄膜的步骤4的产物F的SEM图所对应的二维傅里叶变换图形，与图6所示的图形相近。
实施例三
步骤1：将4ml正硅酸乙酯加入到40ml无水乙醇中，搅拌28min使之混合均匀，制成溶液A；将2ml浓度为25％-28％氨水、43ml无水乙醇和32ml去离子水混合，搅拌28min使之混合均匀，制成溶液B；所制备的A和B溶液均为无色透明的；
步骤2：将步骤1制备的溶液A与溶液B混合并搅拌使之混合均匀，混合溶液为白色，在30℃条件下搅拌反应3h，搅拌转速为2400转/分，获得反应产物，反应产物的混合溶液为混合均匀的乳白色溶液；将冷却至室温的所述的反应产物进行离心处理(转速为4000转/分，时间为30分钟)、倒掉上清液，得到产物C；分别用乙醇和去离子水对产物C进行离心处理(转速为6000转/分，时间为20分钟)、倒掉上清液，重复此过程2次，得到SiO2沉淀物，再将所述的SiO2沉淀物在55℃条件下烘干获得产物D，经检测，所制备的纳米粒子胶体产物的粒子粒径为190-255nm，其中粒径为253nm的粒子居多，颗粒的形状为球形。
步骤3：将0.06g三羟甲基氨基甲烷加入到55ml去离子水中并使之完全溶解，利用盐酸将溶液PH值调整为7.5，获得溶液E；将步骤2制得的0.2g产物D加入到溶液E中，超声使之分散均匀，可在40-50kHz条件下超声60分钟，得到混合溶液F；将0-30mg多巴胺加入到溶液F中，溶液的颜色逐渐由乳白色变为浅棕色，在25℃条件下搅拌反应18h，搅拌转速为2000转/分，溶液最终变为棕黑色，并将获得的反应产物进行离心处理(转速为5000转/分，时间为30分钟)，倒掉上层清液，得到离心产物G，产物G为聚多巴胺包裹二氧化硅的核壳结构复合纳米粒子，粒子形状为球形，所述复合粒子的粒径或直径分布为200-275nm，直径为258-265nm复合粒子的数量最多。
步骤4：将步骤3的产物G加入到丙酮中并搅拌使之充分分散，可在40-50kHz条件下超声20-30分钟，配置成固含量为8wt％的乳浊液，将配置的乳浊液涂到PET(折射率为1.65)透明介质薄膜上，在30℃条件下静置、彻底干燥得到产物F；产物F具有两层结构，底层为透明介质，表层为由产物G形成的无序不规则排列的复合纳米颗粒微结构。
步骤5：在步骤4的产物F的上表面均匀涂布或镀一层厚度为0.8μm的透明介质MgF2(折射率为1.38)，在15℃条件下静置、彻底干燥形成保护层，保护层的上表面具有凹凸不平的特征(由所述的均匀涂布或镀的透明介质经静置、干燥而形成)，最终得到具有低角度依赖性的结构色薄膜。
图8是本发明的实施例三制备的0mg、5rng、10mg、30mg多巴胺的低角度依赖性结构显色薄膜材料的反射光谱图。参见图8，随着多巴胺含量的增加，反射光谱的波峰所对应的波长逐渐向右移动，光谱峰介于460-650nm之间，因此，随着多巴胺含量的增加，结构色薄膜颜色逐渐红移。实例三所制备材料的上述特性为其在印刷颜料、颜色显示器、光学防伪以及生物、化学传感等方面具有巨大的潜在应用前景。
本发明的实施例三制备的低角度依赖性结构色薄膜材料在不同观察角度下的反射光谱图与图4所示的图形相近。本发明实施例三制备的低角度依赖性结构显色薄膜的步骤4的产物F的SEM图，与图5所示的图形相近。本发明实施例三制备的低角度依赖性结构显色薄膜的步骤4的产物F的SEM图所对应的二维傅里叶变换图形，与图6所示的图形相近。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都是属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将0.5-4ml正硅酸乙酯加入到35-40ml无水乙醇中，搅拌25-30min使之混合均匀，制成溶液A；将2-5ml浓度为25％-28％氨水、40-45ml无水乙醇和30-35ml去离子水混合，搅拌25-30min使之混合均匀，制成溶液B；
步骤2：将步骤1制备的溶液A与溶液B混合并搅拌使之混合均匀，在30-50℃条件下搅拌反应3-5h，获得反应产物；将冷却至室温的所述的反应产物进行离心处理、倒掉上清液，得到产物C；分别用乙醇和去离子水对产物C进行离心处理、倒掉上清液，重复此过程2-3次，得到SiO2沉淀物，再将所述的SiO2沉淀物在50-60℃条件下烘干获得产物D；
步骤3：将0.05-0.06g三羟甲基氨基甲烷加入到50-60ml去离子水中并使之完全溶解，利用盐酸将溶液PH值调整为7.5-9.5，获得溶液E；将步骤2制得的0.1-0.2g产物D加入到溶液E中，超声使之分散均匀，得到混合溶液F；将0-80mg多巴胺加入到溶液F中，在20-25℃条件下搅拌反应18-24h并将获得的反应产物进行离心处理，倒掉上层清液，得到离心产物G；
步骤4：将步骤3的产物G加入到无色透明溶剂中并搅拌使之充分分散，配置成固含量为5-10wt％的乳浊液，将配置的乳浊液涂到折射率为1.38-1.65的无色透明介质薄膜上，在15-30℃条件下静置、彻底干燥得到产物F；
步骤5：在步骤4的产物F的上表面均匀涂布或镀一层厚度为0.5-1μm的折射率为1.38-2.0的无色透明介质，在15-30℃条件下静置、彻底干燥形成保护层，最终得到具有低角度依赖性的结构显色薄膜。
2.根据权利要求1所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤2和步骤3所述的搅拌反应的搅拌转速均为1800-2400转/分；步骤2和步骤3所述的离心处理的离心转速，分别为4000-6000转/分和5000-7000转/分，离心时间均为20-30分钟。
3.根据权利要求1所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤2所述的产物D为SiO2纳米颗粒，颗粒的粒径为130-255nm，颗粒的形状为球形。
4.根据权利要求1所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤3所述的产物G为聚多巴胺包裹二氧化硅的核壳结构复合纳米颗粒，颗粒的粒径为135-275nm，核壳结构复合纳米颗粒的形状为球形。
5.根据权利要求1所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤4所述的无色透明溶剂为去离子水、乙醇和丙酮。
6.根据权利要求1所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤4所述的产物F具有两层结构，底层为透明介质，表层为由产物G形成的无序不规则排列的复合纳米颗粒微结构。
7.根据权利要求1所述的低角度依赖性结构显色薄膜的制备方法，其特征在于：步骤5所述的保护层的上表面具有凹凸不平的特征，其是由步骤5所述的均匀涂布或镀一层无色透明介质经静置、干燥而形成的。
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