[发明专利]一种光子晶体结构色釉的制备方法

说明书

本发明涉及一种光子晶体结构色釉的制备方法，属于色釉制备技术领域。本发明通过氧化锌纳米晶初级粒子首先成核，随后通过与二氧化钛粒子的相互聚集形成多晶的胶体粒子，由于核壳结构的纳米粒子内部重新排列，最终形成了具有高的结晶度，大的比表面积和均匀的形貌，具有相对较高的折射率的球形的光子晶体，提高光子晶体周期性结构的有序性，且由于其表面本身具有若干毛细孔，会对胶体粒子产生总的垂直朝向瓷胎表面的毛细管力，这种力将会使微球受力更平衡，使其更易于趋于热力学平衡状态，因此微球排列会更致密有序，得到的结构色薄膜的颜色也会更艳丽；本发明方法简单易行，环境友好，适合工业化生产，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种光子晶体结构色釉的制备方法，属于色釉制备技术领域。

背景技术

结构色是由物质对光产生的反射和干涉或衍射等的作用而产生的颜色，是现今颜色化学的一个崭新方向。结构生色主要通过介电层堆叠、蚀刻平版印刷与胶体组装等技术实现，其中胶体组装法简单易行，速度相对较快，目前应用最为广泛。主要是将胶体微球进行有序自组装，使高低折射率材料形成交替排列的光子晶体，这种光子晶体具有光子带隙特性，处于禁带中的光，不能照射过光子晶体，被强烈反射，产生色彩。目前，结构色在纤维、涂料、化妆品、光子纸张、显示材料等方面的研究应用已取得重要进展，而在玻璃、陶瓷尤其是陶瓷表面的应用却鲜有研究。以光子晶体结构生色来实现瓷釉着色，可很好地解决传统釉色需要高温烧成、污染大、难控制等诸多难题，这将革命性地促进陶瓷色釉行业的发展。

光子晶体结构色光子晶体结构色是由两种或多种介电常数不同的物质在空间依照某些规律，有序排布产生的可以附带禁带特性的规则性结构，处于禁带的光波将不能在晶体中传播而被强烈反射，若该反射波在可见光范围内，则会产生美丽的色彩，即结构色。因此，光子晶体结构色是这种周期性微结构对可见光进行选择性作用的结果。自然界中，像这种由光子晶体结构所形成的色彩也广泛存在着，例如非生物领域中被人们俗称为泊欧的蛋白石，其因观看角度不同而显示闪光颜色（虹彩），正是由于其微观结构是由极小的二氧化硅球体规则地排列成三维面心立方结构，进而对光产生作用的结果。

由于光子晶体结构色具有色素色所没有的特性，因此具有广阔的应用前景。目前，光子晶体结构色的应用主要集中在生物传感器、涂料、化妆品、光纤、光子纸张、及显示材料等领域。随着对光子晶体的不断探索和研究，人们了解到自然界中自然生成的光子晶体很多都是赋有结构色的物体。因此，对于光子晶体，其结构色方面越来越受到人们的关注。

相比于色素色，结构色具有色彩饱和度高、结构不变永不褪色、绿色环保等优点。将结构生色应用于陶瓷色釉是一种陶瓷釉着色的全新方法，并能克服化学离子着色所带来的污染大、难控制等种种缺点，获得色料呈色所不能实现的特殊着色效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对传统釉色具有污染大、难控制的问题，提供了一种光子晶体结构色釉的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）取氨水、无水乙醇加入去离子水中保温搅拌，再加入醋酸锌，搅拌加热反应，得混合液；

（2）向混合液中滴加钛酸四丁酯乙醇溶液，在80～90℃下搅拌反应，冷却后过滤、洗涤、干燥，得单分散微球；

（3）取单分散微球加入无水乙醇中超声分散10～15min，得分散液；

（4）将陶瓷基材浸泡在双氧水中20～30h，再用无水乙醇超声清洗后干燥，得预处理陶瓷基材；

（5）将预处理陶瓷基材垂直浸入分散液中，并在40～50℃下烘烤至干，再转入马弗炉中煅烧2～3h，得光子晶体结构色釉。

步骤（1）所述氨水、无水乙醇、去离子水、醋酸锌的重量份为3～5份氨水，25～30份无水乙醇，60～80份去离子水，1.0～2.4份醋酸锌，所述氨水质量分数为20～25%。