[发明专利]一种可变色逆反射材料的制备方法

说明书

本发明属于光学功能材料技术领域，具体为将单层胶体微球一定程度陷入到透明基材的粘胶层一面形成单层阵列，制备成可变色的逆反射材料。本发明主要步骤包括：1）将微米尺寸的胶体微球组装成单层微球阵列；2）将单层微球阵列转移到具有粘胶层的透明基材上，使胶体微球陷入到粘胶层中。本发明中所制备的可变色逆反射材料具有制备简单、反光亮度高和反光颜色均一等优点，并且其具有两个独特的反光特性，即照明/观察同轴不变色性和照明/观察异轴变色性，从而具有很好的理论研究和实际应用价值。

技术领域

本发明属于光学功能材料技术领域，涉及一种可变色逆反射材料的制备方法，具体涉及将单层胶体微球阵列转移到具有粘胶层的透明基材上，让微球一定程度陷入到基材的粘胶层中，制备成可变色的逆反射材料。

背景技术

逆反射是光线照射到物体表面后，反射光线射回光源方向的现象。具有逆反射性能的材料也被称作逆反射材料。逆反射材料广泛应用在道路交通标志标线、交通工具反光标识和特殊作业服装等领域，在保证交通安全等方面起到了重要作用。目前，逆反射材料主要分为玻璃微珠型和微棱镜型。玻璃微珠型逆反射材料主要依赖于高折射率的玻璃微珠的逆反射效应。微棱镜型逆反射材料的反射原理是利用微棱镜镜面的多次反射效果。然而，上述的商用逆反射材料的反光颜色一般为单一的颜色，如白色或外加颜色填料所致。

结构色，又称为物理色，是可见光波与材料上的微纳物理结构发生反射、折射、散射、衍射或干涉等作用，而产生的各种颜色。结构色广泛存在于大自然的生物体上，例如鸟类的羽毛、蝴蝶的翅膀和甲虫的皮肤等。结构色与色素着色无关，具有不褪色、环保和虹彩效应等优点。结构色的产生机制和人工制备一直备受科研工作者关注，在信号传输、传感、显示成像等领域具有重要的应用。目前，结构色的研究主要集中于光子晶体。光子晶体主要是由亚微米尺寸的胶体微球组装的二维或三维周期性结构，通过调节胶体微球的粒径和折射率等参数可获得不同的颜色，并且其颜色可随观察角度的变化而变化。然而，光子晶体的结构色具有观察角度有限、亮度不高及观察距离有限等不足。其他的仿制自然界生物体微观结构的结构色通常需要复杂的人工设计，成本高昂，从而不适合大规模应用。

发明内容

本发明提供了一种新颖的可变色逆反射材料的制备方法。该逆反射材料具有反光亮度高和反光颜色均一等优点，并且其具有两种特殊的反光特性，即照明/观察同轴不变色性和照明/观察异轴变色性，从而具有很好的理论研究和实际应用价值。

本发明提出的一种可变色逆反射材料的制备方法，具体步骤为：

（1）通过自组装的方法，将胶体微球在基底材料的表面制备成单层微球阵列；所述单层胶体微球的材料包含以下有机或无机成分：聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚碳酸酯、聚氨酯、环氧树脂、二氧化硅、二氧化钛或三氧化二铝中的若干种；

（2）将步骤（1）中制备的单层微球阵列转移到具有粘胶层的透明基材上，使单层微球阵列陷入到粘胶层中，制备成可变色逆反射材料。

本发明中，步骤（1）中所述单层胶体微球的粒径范围在1 μm至1000 μm之间。

本发明中，步骤（1）中所述单层胶体微球为单一粒径的微球，或两种以上粒径微球的混合物。

本发明中，步骤（1）中制备单层微球阵列的方法为液体挥发组装法、界面组装法、模版组装法、机械喷涂法、旋涂法或摩擦组装法中任一种。

本发明中，步骤（2）中所述具有粘胶层的透明基材为透明胶带。

本发明中，步骤（2）中所述的单层微球阵列陷入到粘胶层中，是指单层微球阵列的部分体积陷入到粘胶层中。

本发明中制备的可变色逆反射材料的有益效果在于：

（1）由于微球间具有紧密的排列，且每个微球都可作为一个反光点，所以逆反射材料的反光强度高，反光效果好。