CN101173172B - 一种液晶的提纯方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶的提纯方法，该方法包括将液晶或液晶溶液与吸附剂混合接触，然后去除溶剂，其中，所述吸附剂为含有壳聚糖的吸附剂。本发明提供的液晶的提纯方法能够有效去除液晶中的各种离子，极大地提高液晶的电阻率，对于一般的液晶，均可使电阻率达到10¹³欧姆·厘米以上。

Description

一种液晶的提纯方法

技术领域

本发明是关于一种液晶的提纯方法。

背景技术

液晶显示器件因具有体积小、重量轻、功耗低、驱动电压低等优点，目前已广泛应用于各种显示终端中。液晶显示器件中的关键材料液晶对显示器的各方面性能有很大影响。液晶不仅要有很高的纯度，而且也需要有很高的电阻率，一般必须达到10¹¹欧姆·厘米以上，尤其对于高档STN、TFT等显示类型，对电阻率的要求更高，一般需要达到10¹³欧姆·厘米以上。

影响液晶纯度的因素很多，例如单体液晶或混合液晶中包含的溶剂、未反应完全的物质、各种反应副产物、水分、各种阴阳离子等，这些都会对液晶的性能造成影响，因此要获得性能良好的液晶必须要除去这些杂质。除去溶剂、未反应完全的物质、副反应物、水分等都可以用常规的化学方法使液晶单体达到所需的纯度。而其中的阴阳离子在达到一定纯度后很难再除去，从而使液晶电阻率的提高较为困难。而液晶中的阴阳离子又是影响液晶电阻率的关键因素之一，离子含量越高，液晶的电阻率越低。因而，要想提高液晶的电阻率，必须尽量除去液晶中的阴阳离子的含量。

目前，吸附法因其直接、简便、效果相对较好，因此对吸附法的研究比较多，也是除去阴阳离子最普遍使用的方法，常用的吸附剂有氧化铝、硅胶、活性炭、分子筛、聚酰亚胺颗粒等。例如，US 6056892公开了用平均粒径为0.1-5000微米、比表面不低于1平方米/克的聚酰亚胺做吸附剂提纯液晶，可以使Merck Japan Ltd.生产的ZLI-4792液晶的电阻率提高到1.2×10¹²欧姆·厘米。US 5540857公开了一种抗铁电液晶的提纯方法，该方法包括制备抗铁电液晶溶液、将所得溶液与沸石、氧化铝和硅胶中的至少一种吸附剂接触、过滤所得液晶溶液以及除去液晶溶液中的溶剂，得到电阻率至少为5×10¹²欧姆·厘米的液晶。

发明内容

本发明的目的是提供另一种简单有效的液晶提纯方法。

本发明提供的液晶的提纯方法包括将液晶和/或液晶溶液与吸附剂混合接触，然后去除溶剂，其中，所述吸附剂为含有壳聚糖的吸附剂。

本发明提供的液晶的提纯方法由于使用含有壳聚糖的吸附剂与液晶和/或液晶溶液接触，因而能够有效去除液晶中的各种离子，极大地提高液晶的电阻率，对于一般的液晶，均可使电阻率达到10¹³欧姆·厘米以上。

具体实施方式

根据本发明提供的方法，所述含有壳聚糖的吸附剂为含有壳聚糖和含有壳聚糖的复合吸附剂中的至少一种的吸附剂，所述含有壳聚糖的复合吸附剂含有多孔载体和负载在该载体上的壳聚糖。所述多孔载体可以选自多孔耐热无机氧化物、活性炭、分子筛中的一种或几种，优选为多孔耐热无机氧化物、活性炭、分子筛以重量比0.5-5∶1∶0.5-5的混合多孔载体。所述多孔耐热无机氧化物选自氧化铝、硅胶、无定型硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化硼中的一种或几种，所述分子筛选自A型分子筛、X型分子筛、Y型分子筛、超稳Y沸石、β沸石、具有MFI结构的沸石中的一种或几种，优选为A型分子筛如3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛，尤其优选4A型分子筛。除非特别说明，本发明实施例中所述分子筛均为4A分子筛。本发明的发明人发现，在其它条件相同的情况下，含有重量比为硅胶∶活性炭∶分子筛＝0.5-5∶1∶0.5-5的混合多孔载体的含有壳聚糖的复合吸附剂提高液晶电阻率的效果更佳，因此，本发明优选所述含有壳聚糖的复合吸附剂中的多孔载体为重量比为硅胶∶活性炭∶分子筛＝0.5-5∶1∶0.5-5、优选为硅胶∶活性炭∶分子筛＝1-3∶1∶1-3的混合多孔载体。所述含有壳聚糖的复合吸附剂中，壳聚糖与多孔载体的重量比优选为1∶10-30。

所述含有壳聚糖的复合吸附剂可以通过各种方法制备得到，例如，可以按照常规的浸渍法将多孔载体浸渍在壳聚糖溶液中，使壳聚糖负载到多孔载体上，也可以通过CN 1736859A公开的方法制备得到，该方法包括将壳聚糖溶液与多孔载体和交联剂在碱性环境中混合接触，除去溶剂后将所得固体用0.001-0.02摩尔/升的氢氧化钠或氢氧化钾碱性溶液浸泡，水洗至中性后烘干得到。所述混合接触在40-80℃或者微波照射下进行。所述交联剂可以是甲醛、戊二醛、环氧氯丙烷中的一种或几种。交联剂的加入量可以是每克壳聚糖加入0.2-0.5克交联剂，所述多孔载体的总加入量可以为每克壳聚糖加入10-30克。所述壳聚糖溶液可以是浓度为1-5重量％的壳聚糖的醋酸溶液。

所述壳聚糖可以直接商购得到，优选壳聚糖的脱乙酰度＞90％，更优选壳聚糖的脱乙酰度不低于98％。

所述含有壳聚糖的吸附剂中，壳聚糖和含有壳聚糖的复合吸附剂中的至少一种的含量不低于50重量％，优选为60-100重量％。

所述液晶溶液可以是液晶的环己烷、正己烷和甲苯溶液中的一种或几种。任意浓度的液晶溶液均可实现本发明的目的，但由于吸附剂在吸附离子杂质的同时也会少量的吸附液晶，因此，为了减少液晶的损失，优选溶液的浓度为每克液晶5-40毫升溶剂，更优选为每克液晶10-20毫升溶剂。

所述吸附剂的用量可以是吸附剂的常规用量，优选情况下，本发明中的吸附剂的用量为液晶重量的1-15重量％，更优选为2-6重量％。

液晶溶液与吸附剂的混合接触优选在搅拌条件下进行，搅拌的时间优选为5-48小时，混合接触的温度优选为15-60℃。

所述除去溶剂的方法可以是各种常规方法，如旋转蒸发的方法。

优选情况下，本发明提供的方法还包括将混合接触后的液晶溶液与吸附剂的混合物过滤或不过滤后通过色谱柱进行柱层析，所述色谱柱可以是以硅胶、氧化铝、碳纤维、上述含有壳聚糖的吸附剂中的一种或几种为固定相的色谱柱，固定相的高度优选不低于20厘米，固定相的加入量优选为液晶重量的4-10倍；色谱柱的流动相优选为正己烷。所述柱层析的具体操作已为本领域技术人员所公知。

本发明提供的方法适用于各种单体液晶或混合液晶的提纯。

下面的实施例将对本发明作进一步的说明。实施例中，电阻率采用XC-36型高阻仪在20℃下进行测定。为了便于描述，下述实施例中将多孔载体为活性炭的含有壳聚糖的复合吸附剂称为壳聚糖/活性炭复合吸附剂，将多孔载体为分子筛的含有壳聚糖的复合吸附剂称为壳聚糖/分子筛复合吸附剂，将多孔载体为氧化铝的含有壳聚糖的复合吸附剂称为壳聚糖/氧化铝复合吸附剂，将多孔载体为硅胶和活性炭的含有壳聚糖的复合吸附剂称为壳聚糖/活性炭/硅胶复合吸附剂，其它以此类推。

实施例1

本实施例用于说明本发明提供的液晶的提纯方法。

将100克浓度为2重量％的壳聚糖的醋酸溶液与0.6克戊二醛在室温下搅拌接触1小时，然后与40克活性炭在50℃下搅拌接触1小时，除去溶剂后将所得固体用0.01摩尔/升的氢氧化钠或氢氧化钾碱性溶液浸泡20分钟，水洗至中性后烘干，得到35克壳聚糖/活性炭复合吸附剂固体物质。将该固体物质破碎，得到D₅₀平均粒径为20微米的壳聚糖/活性炭复合吸附剂。

将15克电阻率为4×10¹¹欧姆·厘米的4-(反式-4’-丙基环己基)苯氰单体液晶溶于150毫升环己烷中，溶解后与5克上述制得的壳聚糖复合吸附剂在室温下搅拌12小时，得到含有液晶、溶剂和壳聚糖/活性炭复合吸附剂的混合物。在直径为6厘米的玻璃柱中湿法填入100克250目的硅胶，得到层析用色谱柱，然后将上述混合物加入色谱柱中，用300毫升正己烷淋洗，将所得溶液合并后旋转蒸发除去溶剂，得到13克电阻率为5.0×10¹³欧姆·厘米的液晶。

实施例2

本实施例用于说明本发明提供的液晶的提纯方法。

将100克浓度为2重量％的壳聚糖的醋酸溶液与0.6克戊二醛在室温下搅拌接触1小时，然后与20克200目的硅胶在50℃下搅拌接触1小时，除去溶剂后将所得固体用0.01摩尔/升的氢氧化钠或氢氧化钾碱性溶液浸泡20分钟，水洗至中性后烘干，得到15克壳聚糖/硅胶复合吸附剂固体物质。将该固体物质破碎，得到D₅₀平均粒径为20微米的壳聚糖/硅胶复合吸附剂。

按照上述方法分别制备D₅₀平均粒径为20微米的壳聚糖/活性炭复合吸附剂和壳聚糖/分子筛复合吸附剂。

将15克电阻率为4×10¹¹欧姆·厘米的4-(反式-4’-丙基环己基)苯氰单体液晶溶于150毫升环己烷中，溶解后与2克上述制得的壳聚糖/硅胶复合吸附剂、1克壳聚糖/活性炭复合吸附剂、2克壳聚糖/分子筛复合吸附剂在室温下搅拌6小时，得到含有液晶、溶剂和含有壳聚糖的复合吸附剂的混合物。在直径为6厘米的玻璃柱中湿法填入100克250目的硅胶，得到层析用色谱柱，然后将上述混合物加入色谱柱中，用300毫升正己烷淋洗，将所得溶液合并后旋转蒸发除去溶剂，得到13.5克电阻率为6.8×10¹³欧姆·厘米的液晶。

实施例3

本实施例用于说明本发明提供的液晶的提纯方法。

按照实施例2所述的方法提纯液晶，不同的是，所用的液晶为电阻率为5×10¹¹欧姆·厘米的混合液晶，得到13克电阻率9×10¹³欧姆·厘米的混合液晶。

实施例4

本实施例用于说明本发明提供的液晶的提纯方法。

按照实施例3所述的方法提纯液晶，不同的是，得到的含有液晶、溶剂和含有壳聚糖的复合吸附剂的混合物直接进行旋转蒸发除去溶剂，而不进行柱层析，得到12.5克5×10¹³欧姆·厘米的混合液晶。

实施例5

本实施例用于说明本发明提供的液晶的提纯方法。

将100克浓度为2重量％的壳聚糖的醋酸溶液与15克硅胶、7.5克活性炭和15克分子筛在50℃下搅拌接触1小时，除去溶剂后将所得固体用0.01摩尔/升的氢氧化钠或氢氧化钾碱性溶液浸泡20分钟，水洗至中性后烘干，得到30克壳聚糖/硅胶/活性炭/分子筛复合吸附剂固体物质。将该固体物质破碎，得到D₅₀平均粒径为20微米的壳聚糖/硅胶/活性炭/分子筛复合吸附剂。

将15克电阻率为4×10¹¹欧姆·厘米的4-(反式-4’-丙基环己基)苯氰单体液晶溶于150毫升环己烷中，溶解后与15克上述制得的含有壳聚糖复合吸附剂在室温下搅拌18小时，得到含有液晶、溶剂和含有壳聚糖复合吸附剂的混合物。在直径为6厘米的玻璃柱中湿法填入100克250目的硅胶，得到层析用色谱柱，然后将上述混合物加入色谱柱中，用300毫升正己烷淋洗，将所得溶液合并后旋转蒸发除去溶剂，得到12.5克电阻率为4.0×10¹³欧姆·厘米的液晶。

实施例6

本实施例用于说明本发明提供的液晶的提纯方法。

将15克电阻率为4×10¹¹欧姆·厘米的4-(反式-4’-丙基环己基)苯氰单体液晶溶于150毫升环己烷中，溶解后与5克脱乙酰度为99％的壳聚糖在室温下搅拌12小时，得到含有液晶、溶剂和壳聚糖的混合物。在直径为6厘米的玻璃柱中湿法填入100克250目的硅胶，得到层析用色谱柱，然后将上述混合物加入色谱柱中，用300毫升正己烷淋洗，将所得溶液合并后旋转蒸发除去溶剂，得到13.5克电阻率为3.1×10¹³欧姆·厘米的液晶。

实施例7

本实施例用于说明本发明提供的液晶的提纯方法。

按照实施例6的方法提纯液晶，不同的是，5克脱乙酰度为99％的壳聚糖由2克脱乙酰度为99％的壳聚糖与3克硅胶的混合物代替，得到13.0克电阻率为2.1×10¹³欧姆·厘米的液晶。

Claims (9)

1.一种液晶的提纯方法，该方法包括将液晶或液晶溶液与吸附剂混合接触，然后去除溶剂，其特征在于，所述吸附剂为含有壳聚糖的吸附剂，所述液晶为4-(反式-4’-丙基环己基)苯氰单体液晶，所述液晶的溶液为4-(反式-4’-丙基环己基)苯氰单体液晶的溶液，所述含有壳聚糖的吸附剂为含有壳聚糖和含有壳聚糖的复合吸附剂中的至少一种的吸附剂，所述含有壳聚糖的复合吸附剂含有多孔载体和负载在该载体上的壳聚糖。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多孔载体选自多孔耐热无机氧化物、活性炭、分子筛中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多孔载体为多孔耐热无机氧化物、活性炭、分子筛以重量比0.5-5∶1∶0.5-5的混合多孔载体。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述多孔耐热无机氧化物选自氧化铝、硅胶、无定型硅铝、氧化锆、氧化钛、氧化硼中的一种或几种，所述分子筛选自A型分子筛、X型分子筛、Y型分子筛、超稳Y沸石、β沸石、具有MFI结构的沸石中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述壳聚糖与多孔载体的重量比为1∶10-30。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有壳聚糖的吸附剂中，壳聚糖和含有壳聚糖的复合吸附剂中的至少一种的含量不低于50重量％。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述含有壳聚糖的吸附剂中，壳聚糖和含有壳聚糖的复合吸附剂中的至少一种的含量为60-100重量％。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述含有壳聚糖的吸附剂的加入量为液晶重量的1-15重量％。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合接触的温度为15-60℃，混合接触的时间为5-48小时。