技術領域

本發明屬于顏料的制備技術領域，特別涉及通過單分散小球與共組裝材料進行共組裝快速、批量制備的光子晶體膠囊顏料，以及該光子晶體膠囊顏料在涂料、油墨、印染、塑料制品、橡膠制品、陶瓷和化妝品等領域的應用。

背景技術

顏料主要應用于涂料、油墨、印染、塑料制品、造紙、橡膠制品和陶瓷等行業，隨著下游行業的快速發展，對顏料的需求不斷擴大，中國顏料行業的發展前景十分廣闊，據《2013-2017年中國顏料行業產銷需求與投資預測分析報告》的數據統計，2010年中國顏料行業的銷售規模達到409.63億元。

目前所用顏料就其來源又可分為天然顏料和合成顏料。天然顏料以礦物為來源的，如：朱砂、紅土、雄黃、孔雀綠、重質碳酸鈣、硅灰石、重晶石粉、滑石粉、云母粉、高嶺土等；以生物為來源的，如來自動物的：胭脂蟲紅、天然魚鱗粉等；來自植物的：藤黃、茜素紅、靛青等。合成顏料是通過人工合成得到的，如鈦白、鋅鋇白、鉛鉻黃、鐵藍等無機顏料，以及大紅粉、偶淡黃、酞菁藍、喹吖啶酮等有機顏料。人工合成的顏料種類有限，而天然顏料制備繁瑣成本高，并且目前顏料調出來的顏色純度總是不夠高。

膠體光子晶體材料以單分散乳膠粒的有序組裝所形成的具有周期性排列的結構，具有光子帶隙的特征，對于特定波長的反射使得材料呈現亮麗的色彩。這種具有周期性排列的結構的材料所呈現的結構色，可以通過改變組成膠體光子晶體的材料、膠體光子晶體的結構的種類和膠體光子晶體的結構的周期性常數實現對材料所呈現的色彩的精確調控，這種具有結構色的顏料不僅可克服通常顏料在制備過程中的不可再生能源的消耗，對環境造成污染等問題，還可從根本上解決顏料對人體的毒害作用。

由于傳統方法很難實現膠體光子晶體膜的大批量制備，使得其制備成本居高不下，其制備工藝過程費時費力，不能批量制備，例如中國專利申請號01141733.1，00815379.5，01137309.1所公開的技術方案；同時膠體光子晶體的光子帶隙與所處環境，對膠體光子晶體材料的折光指數密切相關，多孔結構的膠體光子晶體，很容易滲入其其它物質中，引起膠體光子晶體顏色的改變，并且膠體光子晶體的結構也容易被破壞，同時片狀的膠體光子晶體的顏色有角度依賴性，不均一，例如中國專利申請號200510011219.2所公開的技術方案。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種光子晶體膠囊顏料。

本發明的目的之二是提供一種通過單分散小球與共組裝材料進行共組裝快速、批量制備的光子晶體膠囊顏料的制備方法。

本發明的目的之三是提供光子晶體膠囊顏料在涂料、油墨、印染、塑料制品、橡膠制品、陶瓷和化妝品等領域的應用。

本發明首次提出了利用噴霧干燥的方法批量制備光子晶體膠囊顏料，光子晶體膠囊的各向同性，光子晶體膠囊顏料的顏色純度高，并且可以通過調控制備光子晶體膠囊顏料中的單分散小球的粒徑，和根據改變具有不同折射率的共組裝材料，精確調控光子晶體膠囊顏料的顏色，同時通過選用不同的共組裝材料，可以制備出具有高強度、耐溶劑的單一顏色的純度高且為全色系的光子晶體膠囊顏料。

本發明的光子晶體膠囊顏料是由粒徑為100～1500nm的單分散小球與共組裝材料進行共組裝，并由所述的單分散小球自組裝成的有序密堆積的光子晶體微球，且所述的有序密堆積中的單分散小球具有周期性排列的結構；在有序密堆積的所述的單分散小球之間的空隙中填充有由所述的共組裝材料中的可聚合單體聚合得到的聚合物；或填充有所述的共組裝材料中的0<粒徑≤30nm的納米晶體顆粒。

所述的單分散小球是單分散高聚物小球或單分散無機物小球等。

所述的共組裝材料是由可聚合單體、引發劑、交聯劑和水配制的混合溶液，所述的混合溶液中的引發劑和交聯劑的質量分別為可聚合單體質量的1%～10%；或所述的共組裝材料是含有0<粒徑≤30nm的納米晶體顆粒的水溶液，且當選擇單分散無機物小球時，所選擇的單分散無機物小球是不同于所選擇的納米晶體顆粒的物質種類的單分散無機物小球。

所述的光子晶體膠囊顏料是單一顏色的全色系的光子晶體膠囊顏料。

所述的光子晶體微球的粒徑為1～1000μm。

所述的光子晶體微球中的單分散小球的排列方向為各向同性。