[发明专利]包含多分散聚合物纳米球的微球和多孔金属氧化物微球

说明书

通过一种方法制备多孔金属氧化物微球，所述方法包括形成多分散聚合物纳米粒子和金属氧化物的液体溶液或分散体；由所述溶液或分散体形成液体微滴；干燥所述液体微滴以提供包含聚合物纳米球和金属氧化物的聚合物模板微球；和从模板微球中除去聚合物纳米球以提供多孔金属氧化物微球。所述多孔微球表现出饱和色并适合作为用于各种最终用途的着色剂。

公开了多孔金属氧化物微球、它们的制备方法及其用途。该微球适合例如用作结构着色剂。

背景

传统颜料和染料依靠化学结构通过光吸收和反射表现出颜色。结构着色剂依靠物理结构而非化学结构通过光干涉效应表现出颜色。结构着色剂(Structural colorants)在自然界中存在，例如在鸟羽毛、蝴蝶翅膀和某些宝石中。结构着色剂是含有足够小以干涉可见光和产生颜色的微观结构化表面的材料。这些材料可基于光子材料，包括但不限于蛋白石、反蛋白石、光子颗粒、光子球或复合光子晶体。术语“光子材料”是指在其结构中具有一定程度的周期性变化的材料。

结构着色剂可表现出高稳定性。因此需要在成批存在时表现出肉眼可察觉的不同可见光颜色的结构着色剂。这样的结构着色剂可替代较不稳定和/或较不环保的颜料或染料配制到消费品中。

已经发现，某些多孔金属氧化物微球在成批时表现出高品质颜色。微球在成批时提供可见颜色。

概述

相应地，公开了一种制备包含多分散聚合物纳米球(polydisperse polymernanospheres)的聚合物微球(polymer microspheres)的方法，所述方法包括形成单分散聚合物纳米粒子的液体溶液或分散体；形成单分散聚合物纳米粒子的至少一种另外的液体溶液或分散体；将各溶液或分散体混合在一起；形成所述混合物的微滴；和干燥所述微滴以提供包含多分散聚合物纳米球的聚合物微球；其中各溶液或分散体的单分散聚合物纳米粒子的平均直径不同。

还公开了包含多于一个单分散聚合物纳米球群体的聚合物微球，其中各个单分散聚合物纳米球群体具有不同的平均直径。聚合物微球的成批样品可表现出人眼可察觉的颜色。

还公开了一种制备多孔金属氧化物微球的方法，所述方法包括形成单分散聚合物纳米粒子的液体溶液或分散体；形成单分散聚合物纳米粒子的至少一种另外的液体溶液或分散体；将各溶液或分散体混合在一起；其中将金属氧化物添加到一种或多种该溶液或悬浮液中和/或其中将金属氧化物添加到所述混合物中以形成聚合物纳米粒子和金属氧化物的液体分散体；形成所述液体分散体的液体微滴；干燥所述微滴以提供包含多分散聚合物纳米球和金属氧化物的聚合物模板微球；和从模板微球中除去聚合物纳米球以提供多孔金属氧化物微球；其中各溶液或分散体的单分散聚合物纳米粒子的平均直径不同。

还公开了包含金属氧化物的多孔微球，其中所述微球具有大约0.5μm至大约100μm的平均直径和大约0.10至大约0.90或大约0.10至大约0.80的平均孔隙率；其中所述多孔微球具有多于一个孔隙群，各群具有平均孔径，其中各群具有不同的平均孔径；并且其中平均孔径为大约50nm至大约999nm；例如，其中所述微球具有平均孔径为大约50nm至大约999nm的第一孔隙群和平均孔径为大约50nm至大约999nm的第二孔隙群，其中第一和第二平均孔径不同。

还公开了包含金属氧化物的多孔微球，其中多孔微球的成批样品表现出人眼可察觉的颜色。

还公开了包含基质和本微球的组合物；例如其中所述组合物是水性配制剂、油性配制剂、涂料配制剂、墨水、食品、塑料、化妆品配制剂或用于医疗用途或安全用途的材料。

附图简述

在附图中作为实例而非作为限制图解本文中描述的公开内容。为了图示的简单和清楚起见，图中所示的要素不一定按比例绘制。例如，为清楚起见一些要素的尺寸可能相对于其它要素放大。此外，当认为适当时，参考标记在附图之间重复以指示相应或类似的元件。

图1显示用于制备本多孔微球的一般概述。