[发明专利]一种基于单宁酸的结构色织物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于单宁酸的结构色织物的制备方法，包括以下步骤：S1.将聚苯乙烯纳米微球分散于pH值为7‑7.5的缓冲溶液中，加入单宁酸，于30‑50℃下搅拌反应5‑60min；然后加入金属离子，继续反应5‑20min；反应完毕后，分散、超声、离心，收集得到聚多酚包覆的纳米微球；S2.将所述聚多酚包覆的纳米微球分散于水中，得到质量分数为5％‑10％的微球乳液；接着，将所述微球乳液滴加于织物上，在50‑80℃的条件下自组装2‑4小时；S3.将自组装完成后的织物于100‑120℃下干燥，即获得所述基于单宁酸的结构色织物。本发明的基于单宁酸的结构色织物的制备方法，可快速制备色谱齐全、颜色鲜艳、色牢度良好的结构色织物。

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种基于单宁酸的结构色织物及其制备方法。

背景技术

自然界中有许多光子晶体结构生色的实例，随着对结构色材料研究的不断深入，科学家们发现因为非晶光子晶体产生的结构色不像光子晶体那样耀眼和具备虹彩效应，便于自然界中的动植物隐藏自己，非晶光子晶体的结构材料在自然界中占大多数，在微观结构上看，其排列看似杂乱无章，但是通过快速傅里叶和径向分布函数分析发现其排列虽然不具有长程有序，却具备很好的短程有序。并且只要非晶光子晶体结构不被破坏，无虹彩结构色永不褪色且具有明亮而柔和的特点，在涂料、化妆品、纺织和显示等领域具有广阔的应用前景。

微球自组装法通常被用于人工制备长程和短程皆有序的光子晶体结构和仅具备短程有序的非晶光子晶体结构，该方法具备工艺简单、成本低并可大面积制备样品的特点。要获得仅短程有序的非晶光子晶体结构，现有基于自组装的制备方法是通过加入盐电解质来调节胶体微球间的范德华力，采用混合两种胶体微球或者采用促进溶剂的快速挥发来实现，但由于非相关散射光的影响，制备的结构色材料颜色泛白。如果要获得可视性较好的颜色，需要另外加入一种深色物质吸收非相关散射光。

专利申请CN107201690B公开了一种通过将胶体微球水溶液雾化，再将黑色基底置于雾气中雾化，制备非晶光子晶体结构色的方法。专利申请CN109201438A公开了一种将单分散的纳米微球，与微球带相同电荷的聚合物乳液以及炭黑或碳纳米管或石墨烯或聚多巴胺等天然黑色素，在热辅助条件下进行共混自组装制备非晶光子晶体结构的方法。但是通过上述方法制备的结构色织物都具备色牢度差等特点。专利申请CN107121714A公开了一种利用多巴胺的粘附性，使其在碱性有氧环境中发生自氧化聚合，生成了一种黑色的聚多巴胺@聚苯乙烯微球用于制备结构色材料。但多巴胺聚合速度非常缓慢，往往需要大约20h的制备时间，此过程需要不断搅拌耗能，耗费时间和能源成为上述方案中的一大问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速制备颜色鲜艳、色牢度良好的结构色织物的方法，该方法具备处理温度低、能耗少、生产流程短、效率高，便于工业化生产的优点。

本发明提供了一种基于单宁酸的结构色织物的制备方法，包括以下步骤：

S1.将聚苯乙烯(PS)纳米微球分散于pH值为7-7.5的缓冲溶液中，加入单宁酸，于30-50℃下搅拌反应5-60min；然后加入金属离子，继续反应5-20min；反应完毕后，分散、超声、离心，收集得到聚多酚(TA)包覆的纳米微球；

S2.将所述聚多酚包覆的纳米微球分散于水中，得到质量分数为5％-10％的微球乳液；接着，将所述微球乳液滴加于织物上，在50-80℃的条件下自组装2-4小时；

S3.将自组装完成后的织物于100-120℃下干燥，即获得所述基于单宁酸的结构色织物。

单宁酸是一种基于植物衍生的多酚，与多巴胺相比，单宁酸无神经毒性和细胞毒性，具有较低的成本和出色的可用性。本发明利用单宁酸易于发生沉积，与金属离子发生络合后可显示出较深的颜色的特性，通过在聚苯乙烯纳米微球表面黏附覆盖深色聚单宁酸涂层的方法，大幅度提高了光子晶体结构色的饱和度，且制备的结构色织物牢度显著提高。