[发明专利]采用计算模型优化包核颜料核/壳比的确定方法

摘要

本发明提供一种采用计算模型优化包核颜料核/壳比的确定方法，该方法构建的核/壳结构包核颜料吸收光谱与颜料层厚度之间的计算模型，运用Matlab软件进行计算模拟，运用FDTD软件进行数据修正，从而得到包核颜料对光吸收波长和对光吸收强度与颜料层厚度之间的关系图。通过关系图确定包核颜料核/壳比第一范围；通过关系图确定包核颜料核/壳比第二范围；最后，取核/壳比第一范围和核/壳比第二范围的交集作为优化的包核颜料核/壳比。本发明效果是采用计算模型优化包核颜料核/壳比，简化了包核颜料核/壳比的优化过程，省去大量条件实验和系列性能测试优化过程，具有较强适用性，适用于以球形微硅粉和二氧化硅为核材料，以多种偶氮颜料为颜料层的多个包核颜料。

主权项

一种采用计算模型优化包核颜料核/壳比的确定方法，该方法通过麦克斯韦方程和拉普拉斯方程，构建得到核/壳结构包核颜料包括吸收波长和吸收强度的吸收光谱与颜料层厚度之间的计算模型，而后结合未包核颜料的紫外漫反射吸收光谱和未包核颜料的色相，对包核颜料的核/壳比进行优化，运用在计算机中的Matlab软件对上述计算模型进行模拟计算，该方法包括以下步骤：(1)包核颜料核/壳计算模型的构建根据麦克斯韦方程和拉普拉斯方程，以包核颜料中核材料及核材料表面颜料的折射率和介电常数为常量，构建核/壳结构包核颜料的吸收光谱σabs与包核颜料的核/壳比关系的计算模型，系列公式如下：φ1＝‑AE0rcosθ,r<r1φ2=(Brt1+Crt2)E0cosθ,r1<r<r2]]>φ3=(-r+Dr2)E0cosθ,r>r2]]>E→i=-▿φi(r,θ)]]>E1=AE0(cosθe^r-sinθe^θ),r<r1]]>E2=-E0[(Bt1rt1-1+Ct2rt2-1)cosθe^r-(Brt1-1+Crt2-1)sinθe^θ)],r1<r<r2]]>E3=E0[(1+2Dr3)cosθe^r+(-1+Dr3)sinθe^θ)],r>r2]]>σabs=kϵ0Im(α),]]>上述公式中，ε为介电常数；为电势；φ1为核材料电势；φ2为颜料层电势；φ3为周围介质电势；r和θ为球形包核颜料坐标系；r1为核材料半径；r2为颜料层半径；E1为核材料介质电场；E2为颜料层介质电场；E3为周围介质电场；α为球极化率；A对应r＝r1的边界系数；B和C对应r1＝r2的边界系数；D对应r＝r2的边界系数；p为偶极子的极化强度；再固定核材料半径r1，以颜料层半径r2为变量，以5‑10nm为颜料层厚度R的变化步长，在所述计算机中运用Matlab软件对上述计算模型系列公式进行模拟计算，并采用计算机中FDTD软件进行辅助验证，从而通过模拟计算得到包核颜料对光的吸收波长与颜料层厚度R之间的变化图，以及包核颜料对光的吸收强度与颜料层厚度R之间的关系图；(2)通过未包核颜料的漫反射吸收光谱确定包核颜料核/壳比第一范围测定未包核颜料的漫反射吸收光谱，以包核颜料光吸收强度低于未包核颜料的光吸收强度为依据，对照步骤(1)中所得包核颜料对光的吸收强度与颜料层厚度R之间的关系图，确定图中包核颜料的颜料厚度值R1，进而确定包核颜料的核/壳比第一范围；(3)通过未包核颜料的色相确定核/壳比第二范围依据未包核颜料的色相，确定核材料表面颜料层对光的吸收波长，而后对照步骤(1)中包核颜料对光的吸收波长与颜料层厚度R之间的变化图，确定图中包核颜料的颜料厚度值R2，进而确定包核颜料的核/壳比第二范围；(4)包核颜料最佳核/壳比的确定将步骤(2)中确定的核/壳比第一范围和步骤(3)中所得核/壳比第二范围进行对比，确定这两个范围的交集为包核颜料优化的核/壳比范围，即优化的包核颜料核/壳比范围＝核/壳比第一范围∩核/壳比第二范围。