[发明专利]一种光变涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光变涂层及其制备方法，该方法原料易得、工艺简单、成本低、能耗低，易于实现，以正硅酸乙酯为硅源，无水乙醇为溶剂，氨水作为催化剂，生成粒径具有正态分布特征的二氧化硅粒子。配制一定质量分数的二氧化硅胶体溶液，在透明膜基材上自组装生成二氧化硅光子晶体结构色。整个制备方法反应条件温和、易于实施，采用前驱体多步滴加法，反应过程中通过双向滴加来控制二氧化硅的合成速率，最终制备出角度依赖型二氧化硅光子晶体，使结构色在整个可见光范围内循环变化，实现裸眼观测虹彩动态变换效果。

【技术领域】

本发明属于光子晶体技术领域，特别涉及一种光变涂层及其制备方法。

【背景技术】

光子晶体是由不同折射率的微纳米材料在三维空间上有序交替排列所构成的一种光学材料，能够屏蔽特定频率的光在其结构中进行传播，而这些特定频率的光与光子晶体结构相互作用，发生折射、漫反射、相干衍射，最后形成肉眼可见的明亮结构色。目前具有变色效果的光子晶体，主要通过物理和化学刺激两种方式。物理刺激主要基于光与光子晶体材料微观结构相互作用产生的物理色，结构色随入射光角度而变化，但其目前存在在可见光波长范围内颜色变化较窄的问题。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种光变涂层及其制备方法，以解决现有技术中结构色在可见光波长范围内变化较窄的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种光变涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，混合无水乙醇、去离子水和氨水后，加入正硅酸乙酯，反应后生成反应溶液A；

步骤2，混合无水乙醇、去离子水和氨水后，滴加反应溶液A，形成反应溶液B；

步骤3，在水中加入无水乙醇和氨水，形成反应溶液C；向反应溶液B中滴加正硅酸乙酯和反应溶液C，反应后生成溶液D；

步骤4，采用乙醇洗涤溶液D后，离心后将离心产物干燥获得二氧化硅微球；

步骤5，将二氧化硅微球制备成胶体溶液，将胶体溶液涂抹在玻璃片或透明膜基材上，获得光变涂层。

本发明的进一步改进在于：

优选的，步骤1中，无水乙醇、去离子水和氨水的混合体积比为(155-165)：(25-35)：(3-10)。

优选的，步骤1中，所述无水乙醇和正硅酸乙酯的混合体积比为(155-165)：(4-6)。

优选的，步骤1中，反应温度为55-65℃，反应时间为9-12h。

优选的，步骤2中，无水乙醇、去离子水、氨水和反应溶液A的混合体积比为(155-165)：(25-35)：(25-35)：(1-10)。

优选的，步骤3中，正硅酸乙酯和反应溶液C等体积。

优选的，步骤3中，反应时间为4-5h，反应温度为28-32℃。

优选的，步骤4中，离心转速为4000-6000rpm，离心时间为10min。

优选的，步骤4中，干燥温度为60-75℃，干燥时间为8-16h。

一种通上述任意一项制备方法制得的光变涂层，所述光变涂层通过胶体溶液涂覆形成，所述胶体溶液中有二氧化硅微球，所述二氧化硅微球的粒径为200-580nm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：