[发明专利]使用喷墨打印方法制备复合带隙胶体光子晶体膜的方法

权利要求书

1.一种使用喷墨打印方法制备复合带隙胶体光子晶体膜的方法，其特征是：

室温下，将两种或两种以上含有不同粒径的单分散乳胶粒的乳液分别装于喷墨打印机的不同的墨盒中，其中每一墨盒中的单分散乳胶粒的粒径相同，且每一墨盒中的单分散乳胶粒在乳液中的浓度均为0.5～30wt％，经喷墨打印机进行图案打印并干燥后，在基材表面上得到复合带隙胶体光子晶体膜；

所述的单分散乳胶粒是单分散有机高分子乳胶粒或单分散无机氧化物乳胶粒。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：将两种含有不同粒径的单分散有机高分子乳胶粒或单分散无机氧化物乳胶粒的乳液分别装于喷墨打印机的2个墨盒中，且每一墨盒中乳液中的单分散有机高分子乳胶粒或单分散无机氧化物乳胶粒相同，得到双带隙胶体光子晶体膜。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：将两种以上含有不同粒径的单分散有机高分子乳胶粒或单分散无机氧化物乳胶粒的乳液分别装于喷墨打印机的不同墨盒中，且每一墨盒中乳液中的单分散有机高分子乳胶粒或单分散无机氧化物乳胶粒相同，得到多带隙胶体光子晶体膜。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：将与墨盒数目相同的含有不同粒径的单分散有机高分子乳胶粒或单分散无机氧化物乳胶粒的乳液分别装于喷墨打印机的不同墨盒中，且每一墨盒中乳液中的单分散有机高分子乳胶粒或单分散无机氧化物乳胶粒相同，得到与墨盒数目相同的多带隙胶体光子晶体膜。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征是：所述的胶体光子晶体膜是由单分散有机高分子乳胶粒或单分散无机氧化物乳胶粒堆砌而成的，所述的胶体光子晶体膜具有计算机设计的图案。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是：所述的单分散有机高分子乳胶粒或单分散无机氧化物乳胶粒的粒径范围为50～1500nm。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是：随着所述的单分散有机高分子乳胶粒或单分散无机氧化物乳胶粒的粒径从1500到50nm的减小，所得胶体光子晶体膜的光子带隙发生蓝移。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是：所述的胶体光子晶体膜的光子带隙分布在100～4000nm的紫外光区域、可见光区域或红外光区域。

9.根据权利要求1、2、3、4、6或7所述的方法，其特征是：所述的单分散有机高分子乳胶粒是单分散三嵌段聚合物乳胶粒、单分散聚苯乙烯乳胶粒或单分散聚甲基丙烯酸甲酯乳胶粒；所述的单分散无机氧化物乳胶粒是单分散二氧化硅乳胶粒或单分散二氧化钛乳胶粒；

所述的单分散三嵌段聚合物乳胶粒是由以下方法制备得到的：

将亲水性依次增加的单体1，单体2，单体3混合分散在含有pH缓冲剂及乳化剂的水溶液中，得到乳液聚合体系；将所得到的乳液聚合体系在搅拌转速为300～800rpm/分钟的转速下搅拌混合，并加热到65～85℃，加入引发剂总量1/2的引发剂使反应开始进行，反应2～4.5小时后再加入引发剂总量1/4的引发剂，其余的引发剂在继续反应2～4.5小时后加入，所述的引发剂总用量相当单体1、单体2和单体3总重量的0.2～1wt％；反应随后持续1～3小时结束，得到含有硬核-软壳结构的单分散三嵌段聚合物乳胶粒的聚合物乳液，乳液中的单分散三嵌段聚合物乳胶粒的粒径为50～1500nm；

其中，单体总用量为乳液聚合体系总重量的11～17wt％，单体1的用量为乳液聚合体系中单体总重量的88～94wt％，单体2为3～6wt％，单体3为0.05～6wt％，pH缓冲剂在乳液聚合体系中的浓度为0.02～0.99wt％，乳化剂在乳液聚合体系中的浓度为0～0.067wt％；

所述的单体1是苯乙烯、甲基苯乙烯或它们的混合物；

所述的单体2是丙烯酸酯、醋酸乙烯酯或它们的混合物；

所述的单体3是丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯氰或它们的任意混合物。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征是：所述的丙烯酸酯是甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯或它们之间的混合物；

所述的引发剂是以水溶液的形式引入到聚合体系中，其溶液浓度为2～5wt％；引发剂是碱金属硫酸盐、过硫酸铵或它们的混合物；

所述的乳化剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、及十二烷基苯磺酸钠中的一种以上的混合物；

所述的pH缓冲剂选自碳酸氢铵、碳酸氢钠、及磷酸氢钠中的一种以上的混合物。