[发明专利]一种生色复合薄膜及其应用

说明书

本发明涉及生色新材料制备领域，公开了一种生色复合薄膜，其中，所述生色复合薄膜为一维薄膜和胶体光子晶体薄膜在基底上依次堆叠而形成的复合光学结构材料，其中，所述一维薄膜为单层干涉薄膜或一维光子晶体薄膜。本发明的生色复合薄膜兼具高亮度和高饱和度，同时该生色复合薄膜在防伪、显示、涂料等领域都有着潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及生色新材料制备领域，具体地涉及一种生色复合薄膜及其应用。

背景技术

结构色在自然界和生活中都广泛的存在。结构色与染料不同，结构色是由于光和物质微观结构相互作用，发生干涉，散射，衍射等现象产生，因此结构色依赖于物质的结构，相较于染料而言更加稳定、环保，只要结构不被破坏，就不会出现褪色。

目前，胶体光子晶体经常被用来产生结构色。

CN103288491A公开了一种蓝绿色光子晶体结构色薄膜及其制备方法；CN104418972A公开了光子晶体胶囊颜料及其制备方法和应用，所述的光子晶体胶囊颜料是由粒径为100-1500nm的单分散小球与共组装材料进行共组装，并由所述的单分散小球自组装成的有序密堆积的光子晶体微球；CN102517801A公开了一种结构色纤维膜的制备方法，其中，聚合物微球选自二氧化硅微球、聚苯乙烯微球和聚甲基丙稀酸甲酯微球中的一种或多种；但是，光子晶体产生的结构色，由于非相干散射的存在，通常存在饱和度不高的缺陷。

因此，人们会向其中加入强吸收性材料，比如炭黑等，吸收非相干散射，提高颜色的饱和度，例如，CN105174302A公开了一种红色低角度依赖性硫化锌结构色色料及其制备方法；CN103173039A公开了一种无角度依存结构色材料的制备方法，掺杂少量黑色染料增加结构色强度；CN106833076A公开了一种结构色中国画颜料及其制备方法，该颜料是一种含有分散度不超过5％的真球形纳米粒子的悬浊液；CN107033598A公开了一种色彩保持稳定的结构色纳米复合薄膜，其具有有序或者无序结构的尺寸与形状各异的胶体粒子微米组装体；CN104073869A公开了一种提高光子晶体结构色饱和度的方法；但是，同时，均不可避免的降低了颜色的亮度。

除此之外，CN107655856A和CN106199770A公开了薄膜干涉也是一种常用的结构色制备方法，但是，这种方法需要平整的薄膜，对技术要求比较高。另外，文献AdvancedOptical Materials,2017,1700029 1-9报道，通过构筑Fabry-Perot谐振腔得到的结构色，一般饱和度比较高，这是由于在谐振腔中发生多次干涉产生共振，导致颜色更纯，但这种结构一般需要用到重金属，不够环保，加工方法也很繁琐；而文献Nano Letter，2017，17，6034-6039，以及专利CN105259600A，CN105206175A报道，通过构筑等离子体共振材料构筑纳米阵列得到结构色，一般需要用到复杂昂贵的微纳加工仪器才能得到相应的结构，制备过程复杂，制作成本高。

因此，有必要设计出一种能够通过简单的方法就能得到同时具备高饱和度以及高亮度颜色的结构材料，而且成本低廉，环保。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种生色复合薄膜及其应用，该生色复合薄膜兼具高亮度和高饱和度，在不同角度下能够观察到具有不同的颜色，同时该生色复合薄膜在防伪、显示、涂料等领域都有着潜在的应用价值。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种生色复合薄膜，其中，所述生色复合薄膜为一维薄膜和胶体光子晶体薄膜在基底上依次堆叠而形成的复合光学结构材料，其中，所述一维薄膜为单层干涉薄膜或一维光子晶体薄膜。

本发明第二方面提供一种上述所述的生色复合薄膜在显示、防伪或涂料领域上的应用。

通过上述技术方案，本发明的有益效果为：

(1)本发明的由胶体光子晶体薄膜和一维薄膜复合而成的复合光学结构材料，能够兼具高饱和度和高亮度的结构色的生色复合薄膜；