技术摘要：
本发明公开了一种快速、简单的机械膨胀变色机理装置的制备方法，由空心管、双层弹性膜、底色填充物及活塞组成，所述双层弹性膜固定包覆所述空心管的一端，所述底色填充物填充于所述空心管内，所述活塞设置于所述空心管的另一端，本发明的装置成本低、制备简单、操作容  全部
背景技术：
变色材料或技术在显示、军事伪装及传感等领域有广阔的应用前景。然而，目前有 关变色材料器件的研究仍有较大不足，例如，现有的变色材料或装置，材料成本高，装置复 杂(如专利CN103105794B)，响应时间长(如专利CN109594112A)及仅能在特定几个颜色之间 变色的问题(如专利CN103757938B)，制约了他们的应用。本发明提出的光调控双层弹性膜 是指通过机械膨胀调节弹性膜的光透过及反射率，从而显示/隐藏下层底色填充物。变色前 为双层弹性膜的颜色A，变色后显示底色填充物的颜色B，从而达到快速变色的效果。该光调 控双层弹性膜，具有价格低、易制备、调光效果好和耐疲劳等特点。因此，利用光调控双层弹 性膜结合底色填充物、管状物及活塞，任意搭配双层弹性膜的颜色A和底色填充物的颜色B 可以随意调节变色组合，所以该变色装置可以实现对全色谱颜色的可控变色调节。该装置 具有制作简单、成本低、可程序化控制、变色响应快，色谱广等特点。同时，由于该装置可根 据需要，实现按需变色，因此，该装置具有应用于显示、军事伪装等领域的潜力。目前，相关 弹性变色膜大多数仅能实现两种颜色的变化，未见有相关弹性膜制备的快速响应、全色谱 变色装置报道。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种快速、简单的机械膨胀变色机 理装置的制备方法。 本发明通过以下技术方案来实现上述目的： 本发明由空心管、双层弹性膜、底色填充物及活塞组成，所述双层弹性膜固定包覆 所述空心管的一端，所述底色填充物填充于所述空心管内，所述活塞设置于所述空心管的 另一端，所述空心管的直径和长度分别为1μm～1cm和1mm～1m；双层弹性膜厚度为100～500 μm，膜内上下两层的厚度比为10/1－1/10，上层膜为弹性聚合物与无机颜料的混合膜，下层 膜为纯弹性聚合物；上层膜中的无机颜料的质量比为0.1％～70％；底色填充物中的染料质 量比为0.01％～70％。 进一步，所述双层弹性膜制备材料为高分子弹性材料。优选的，所述高分子弹性材 料为天然橡胶、合成橡胶、聚氨酯和聚对苯二甲酸己二酸丁二酯的一种或多种组合。 进一步，所述底色填充物为染料的水溶液、有机溶液或者染色的水凝胶、染色的橡 皮泥中的一种或多种。 本发明所述双层弹性膜的制备方法包括以下步骤： (1)通过机械搅拌/振动方法将高分子弹性体前驱体溶解于有机或无机溶剂中，其 中，混合液中聚合物的质量百分数浓度为1％～90％，形成弹性体溶液A，分成两份； 3 CN 111596454 A 说　明　书 2/5 页 (2)通过机械搅拌/振动方法将无机颜料颗粒分散于步骤(1)得到的一份溶液A中， 混合后形成均一混合液B；其中，无机染料颗粒的质量百分数浓度为1％～70％； (3)将一定质量的溶液A倒入培养皿中铺满整个培养皿，放入烘箱中烘至半干； (4)将混合液B倒入(3)得到的弹性体培养皿中，通放入烘箱中烘至全干，得到双层 弹性膜。 其中，步骤(1-2)所述的搅拌温度为30-120℃。步骤(1-2)所述的搅拌速度为50- 200转/分钟。步骤(1-2)所述的搅拌时间为1-5小时。步骤(3)所述的烘至半干是指能去除其 中的部分溶剂并保持其粘连性，其中，烘干温度为50～120℃，时间为10-240min。步骤(4)所 述的烘至全干是指能去除其中溶剂，获得固体弹性体，其中，烘干温度为50～120℃，时间为 10-720min。 本发明变色原理的核心为双层弹性膜。该双层弹性膜在膨胀/复原过程中可以调 控薄膜的光学透过率从而显示/隐藏下层底色填充物。变色前为双层弹性膜的颜色A，变色 后显示底色填充物的颜色B，从而达到快速变色的效果。由于双层弹性膜的颜色A和底色填 充物的颜色B可以随意调节组合，所以该变色装置可以实现对全色谱颜色的可控变色调节。 本发明的有益效果在于： 本发明是一种快速、简单的机械膨胀变色机理装置的制备方法，与现有技术相比， 本发明的装置成本低、制备简单、操作容易，可控制，方法所用设备简单，光控双层弹性膜及 底色填充物材料的颜色组成、结构和性能可以根据需要进行控制。装置具有结构稳定、快速 响应、全色谱、大尺寸及可重复变色等特点。该变色装置，主要用作变色显示、广告、军事伪 装及装饰等领域。 具体优点如下： (1)所得到的变色装置变色效果明显，原理简单，结构稳定； (2)制备方法简单、能耗小、成本低、流程短； (3)变色响应速度快(1秒以内)，可重复变色(寿命1万次以上)； (4)全光谱变色，根据变色需要任意搭配颜色(各种可见光颜色之间的变化)； (5)尺寸可控，可以根据变色及图形的需要，将装置组成显示阵列，任意尺寸大小。 附图说明 图1是本发明的结构示意图； 图2是本发明的俯视结构示意图； 图3是本发明的光谱图； 图4是本发明的阵列结构俯视图； 图5是本发明的阵列结构侧视图。 图中：1-空心管、2-双层弹性膜、3-底色填充物、4-活塞、5-钢板。