1.一种基于平面缺陷层的润湿响应结构色防伪薄膜,其特征在于:包括润湿响应变色的反蛋白石薄膜和含有平面缺陷的反蛋白石薄膜;
包括以下步骤:
步骤1:制备防伪薄膜底层含有平面缺陷的反蛋白石薄膜;
所述步骤1具体包括以下步骤:
步骤1.1:将用过氧化氢、去离子水、乙醇分别超声清洗10min的基底垂直浸入2~
7wt.%的单分散纳米微球悬浮液中,在0.8μm/s速度下进行匀速提拉,沉积形成第一层蛋白石结构;
步骤1.2:将沉积了第一层蛋白石结构的基底浸泡在0.2wt.%聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中20min;
步骤1.3:将步骤1.2处理好的基底倾斜放入装有去离子水的培养皿中使基底完全浸没,使用微量注射器向空气/水界面上微量、多次地滴加与步骤1.1不同粒径的单分散纳米微球与乙醇、正丁醇的悬浊液形成一层单层微球阵列,用吸管排出去离子水,随着液面下降,形成的单层微球阵列转移到基底上;
步骤1.4:待步骤1.3得到的基底表面干燥后,将其置于与制备第一层蛋白石结构相同的提拉条件下,提拉出与第一层蛋白石结构相同厚度的蛋白石结构;
步骤1.5:将添加炭黑的填充材料涂覆到步骤1.4制备的蛋白石结构上,待填充材料固化后将薄膜从基底上揭下,放入强碱溶液中刻蚀48h,制备出含平面缺陷的反蛋白石结构;
步骤1.6:使用硅胶对步骤1.5制备的含平面缺陷的反蛋白石结构的孔隙进行填充,得到含有平面缺陷的反蛋白石薄膜;
步骤2:制备复合防伪薄膜顶层润湿响应变色的反蛋白石薄膜;
步骤3:将步骤2制备的润湿响应变色的反蛋白石薄膜用未固化的填充材料固定在步骤
1制备的含有平面缺陷的反蛋白石薄膜上,制备得到基于平面缺陷层的润湿响应结构色双层复合防伪薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种基于平面缺陷层的润湿响应结构色防伪薄膜,其特征在于:所述润湿响应变色的反蛋白石薄膜包括填充材料反蛋白石结构(1)和填充材料透明层(2);所述含有平面缺陷的反蛋白石薄膜包括硅胶填充的平面缺陷结构(3)和掺有炭黑的填充材料薄膜(4)。
3.一种权利要求1或2所述的一种基于平面缺陷层的润湿响应结构色防伪薄膜的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:制备防伪薄膜底层含有平面缺陷的反蛋白石薄膜;
所述步骤1具体包括以下步骤:
步骤1.1:将用过氧化氢、去离子水、乙醇分别超声清洗10min的基底垂直浸入2~
7wt.%的单分散纳米微球悬浮液中,在0.8μm/s速度下进行匀速提拉,沉积形成第一层蛋白石结构;
步骤1.2:将沉积了第一层蛋白石结构的基底浸泡在0.2wt.%聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中20min;
步骤1.3:将步骤1.2处理好的基底倾斜放入装有去离子水的培养皿中使基底完全浸没,使用微量注射器向空气/水界面上微量、多次地滴加与步骤1.1不同粒径的单分散纳米微球与乙醇、正丁醇的悬浊液形成一层单层微球阵列,用吸管排出去离子水,随着液面下降,形成的单层微球阵列转移到基底上;
步骤1.4:待步骤1.3得到的基底表面干燥后,将其置于与制备第一层蛋白石结构相同的提拉条件下,提拉出与第一层蛋白石结构相同厚度的蛋白石结构;
步骤1.5:将添加炭黑的填充材料涂覆到步骤1.4制备的蛋白石结构上,待填充材料固化后将薄膜从基底上揭下,放入强碱溶液中刻蚀48h,制备出含平面缺陷的反蛋白石结构;
步骤1.6:使用硅胶对步骤1.5制备的含平面缺陷的反蛋白石结构的孔隙进行填充,得到含有平面缺陷的反蛋白石薄膜;
步骤2:制备复合防伪薄膜顶层润湿响应变色的反蛋白石薄膜;
步骤3:将步骤2制备的润湿响应变色的反蛋白石薄膜用未固化的填充材料固定在步骤
1制备的含有平面缺陷的反蛋白石薄膜上,制备得到基于平面缺陷层的润湿响应结构色双层复合防伪薄膜。
4.根据权利要求3所述的一种基于平面缺陷层的润湿响应结构色防伪薄膜的制备方法,其特征在于:所述单分散纳米微球为二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和硫化镉纳米微球中的一种;所述基底为载玻片、硅片和聚乙烯片中一种。
5.根据权利要求3所述的一种基于平面缺陷层的润湿响应结构色防伪薄膜的制备方法,其特征在于:所述乙醇的体积大于正丁醇的体积。
6.根据权利要求3所述的一种基于平面缺陷层的润湿响应结构色防伪薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤1.5的填充材料为环氧树脂、聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。
7.根据权利要求3所述的一种基于平面缺陷层的润湿响应结构色防伪薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤2具体包括以下步骤:步骤2.1:测试步骤1制备的含有平面缺陷的反蛋白石薄膜的反射峰光谱,根据光谱选择合适粒径的微球制备薄膜,使制备的薄膜的结构色拥有相近反射峰;将用过氧化氢、去离子水、乙醇分别超声清洗10min的基底垂直浸入2~7wt.%的单分散纳米微球悬浮液中,在
0.8μm/s速度下进行匀速提拉,沉积形成蛋白石结构;
步骤2.2:将填充材料均匀涂覆到步骤2.1制备的蛋白石结构上,待填充材料固化后将薄膜从基底上揭下,放入强碱溶液中刻蚀48h,制备出润湿响应变色的反蛋白石薄膜;所述填充材料为环氧树脂、聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。