[发明专利]一种蓝绿色光子晶体结构色薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷釉料制备技术领域，具体涉及一种蓝绿色光子晶体结构色薄膜的制备方法。

背景技术

蓝绿色料装饰陶瓷最早见于低温琉璃彩中，高温颜料出现在元代。氧化铜与强碱金属着色形成的蓝绿色在明代琉璃瓦中最为常见，其色彩雅致中透出艳丽，极为美观。至清康熙年间，出现了天蓝、洒蓝釉等许多新品种。传统的蓝绿色料是在无色基体釉中加入适量的天然钴土矿或氧化铬绿或氧化铜或氧化铁等着色剂制备而成。

现代蓝绿色釉多采用的制备方法是，先制备出蓝绿色料，再在基础釉料中加入色料烧制而成。此方法需要预先制备色料，而色料的制备过程工序复杂，耗能且污染较强。此外，着色剂主要采用的是钴蓝、铬绿等，而这些原料的价格很昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种色彩鲜艳、无毒无污染、制备周期短的蓝绿色光子晶体结构色薄膜的制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种蓝绿色光子晶体结构色薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1）按1:8～12的体积比，取正硅酸乙酯与无水乙醇，混匀后得到溶液A；

2）按（1～2）:（5～8）:（1～2）的体积比，取水、无水乙醇及质量浓度为25～28%的氨水，混匀后得到溶液B，将溶液B超声分散20～30min后，将溶液A加入溶液B中，在20～34℃下，搅拌反应2～22h，得到反应液，将反应液离心后，取沉淀，沉淀经洗涤、干燥后，得到单分散SiO₂微球；

3）将单分散SiO₂微球加入无水乙醇中，超声分散40～60min，得到SiO₂微球乳浊液；所述单分散SiO₂微球占SiO₂微球乳浊液质量的0.4～0.8%；

4）取基底材料，垂直浸入SiO₂微球乳浊液中，在40～60℃下，真空干燥至SiO₂微球乳浊液中的无水乙醇完全挥发后，在基底材料表面制得蓝绿光子晶体结构色薄膜。

还包括对制得的蓝绿色光子晶体结构薄膜进行热处理，是在500～600℃下，保温1～3h后，冷却，得到表面色彩均匀的蓝绿光子晶体结构色薄膜。

所述的热处理是在马弗炉中进行的。

所述的冷却是随炉冷却至室温。

步骤2）所述的水为去离子水。

步骤2）所述的将溶液A加入溶液B中是将溶液A分2～3次，逐滴加入溶液B中。

步骤2）所述的离心是在4000～8000r/min下，离心10～20min。

步骤2）所述对沉淀的洗涤是将沉淀先经去离子水洗2～4次，再经无水乙醇水洗2～4次。

步骤2）所述的干燥是在60～80℃下进行的。

所述的基底材料为陶瓷片或玻璃片，且在使用前经双氧水清洗。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过配方的调制，采用垂直沉积法，使二氧化硅纳米微球粒子在基底材料表面自组装为周期性排列结构，从而制得了蓝绿光子晶体结构色薄膜。解决了现有技术中的中、低温色料对有毒重金属如Pb、Hg、Cr、Cd等的依赖问题，同时，由于制备过程中不引入化学色料或着色氧化物，因而降低了蓝绿光子晶体结构色的生产成本。

本发明制备方法简单，操作方便，原料易得，制备周期短，节能无污染，成本低，适合工业化大规模生产。通过此方法制得的蓝绿光子晶体结构色薄膜颜色鲜艳，不易褪色。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

实施例1

蓝绿色光子晶体结构色薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1）按1:10的体积比，取正硅酸乙酯和无水乙醇，混匀后得到溶液A；

2）按1:5:1的体积比，取去离子水、无水乙醇和氨水，混匀后得到溶液B，将溶液B超声分散25min后，在25℃下，将溶液A分2次，逐滴加入溶液B中，搅拌反应10h，得到反应液，将反应液在6000r/min下，离心15min，取沉淀，用去离子水洗2次，再用无水乙醇洗2次后，置于电热鼓风干燥箱中，在60℃下干燥，得到单分散SiO₂微球；