[发明专利]利用喷墨打印技术制备具有响应性及图案化的光子晶体复合膜的方法

权利要求书

1.一种利用喷墨打印技术制备具有超快响应性及图案化的光子晶体复合膜的方法，其特征是：

将由相同粒径或不同粒径的单分散乳胶粒、相同响应性功能聚合物的单体、交联剂、引发剂、高沸点助剂和水混合得到的混合液分别装于喷墨打印机的不同墨盒中，且每一墨盒中装载的单分散乳胶粒的粒径相同；或

将由相同粒径或不同粒径的单分散乳胶粒、具有不相同响应性功能聚合物的单体、交联剂、引发剂、高沸点助剂和水混合得到的混合液分别装于喷墨打印机的不同墨盒中，且每一墨盒中装载的是具有相同响应性功能聚合物的单体及相同粒径的单分散乳胶粒；

然后经喷墨打印机对具有浸润性的基材表面进行图案打印、再经光照或加热引发所述的响应性功能聚合物的单体进行交联聚合后，在具有浸润性的基材表面上得到由微滴单元构成的图案化的对湿度响应、对温度响应、对酸性气体响应和/或对碱性气体响应的光子晶体复合膜；所述的微滴单元是由单分散乳胶粒骨架堆砌，且在单分散乳胶粒骨架的空隙中填充有由响应性功能聚合物的单体进行交联聚合后得到的响应性的交联聚合物；

所述的响应性功能聚合物的单体选自对湿度响应的丙烯酰胺、对温度响应的异丙基丙烯酰胺、对酸性气体响应的丙烯酸、对碱性气体响应的丙烯酸中的一种；

所述的高沸点助剂为乙二醇；

所述的具有浸润性的基材为与水的接触角是65～90°的聚合物薄膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的经光照引发所述的响应性功能聚合物的单体进行交联聚合的光照条件为用波长为200～400nm的紫外灯作为光源，光照强度为200mW/cm²～1W/cm²；所述的加热引发所述的响应性功能聚合物的单体进行交联聚合的加热温为30～90℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的微滴单元的直径为1～300μm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的由相同粒径或不同粒径的单分散乳胶粒、相同响应性功能聚合物的单体、交联剂、引发剂、高沸点助剂和水混合得到的混合液中的单分散乳胶粒的含量为5～20wt％、响应性功能聚合物的单体的含量为1～20wt％、交联剂的含量为0.1～5wt％、引发剂的含量为0.1～5wt％、高沸点助剂的含量为20～40wt％，余量为水；

所述的由相同粒径或不同粒径的单分散乳胶粒、具有不相同响应性功能聚合物的单体、交联剂、引发剂、高沸点助剂和水混合得到的混合液中的单分散乳胶粒的含量为5～20wt％、响应性功能聚合物的单体的含量为1～20wt％、交联剂的含量为0.1～5wt％、引发剂的含量为0.1～5wt％，高沸点助剂的含量为20～40wt％，余量为水。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征是：所述的单分散乳胶粒的粒径范围是100～1100nm；

所述的单分散乳胶粒选自单分散聚苯乙烯乳胶粒、单分散聚甲基丙烯酸甲酯乳胶粒、单分散聚丙烯酸乳胶粒、单分散聚(苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)三嵌段共聚物乳胶粒、单分散二氧化钛乳胶粒、单分散二氧化硅乳胶粒中的一种。

6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征是：所述的交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺；所述的引发剂为光引发剂或热引发剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征是：所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮或1-羟基环己基苯基甲酮；

所述的热引发剂选自水溶性的过硫酸铵、水溶性的过硫酸钾、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐中的一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的聚合物薄膜选自聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜中的一种。

9.一种由权利要求1～8任意一项所述的方法制备得到的具有响应性及图案化的光子晶体复合膜，其特征是：所述的具有响应性及图案化的光子晶体复合膜的光子带隙分布为250～2500nm，由单分散乳胶粒骨架堆砌，且在单分散乳胶粒骨架的空隙中填充有由响应性功能聚合物的单体进行交联聚合后得到的响应性的交联聚合物；

所述的具有响应性及图案化的光子晶体复合膜的响应类型为：对湿度响应、对温度响应、对酸性气体响应和/或对碱性气体响应。