CN106366235A

CN106366235A - 一种彩色聚合物分散液晶材料的制备方法

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Publication number: CN106366235A
Application number: CN201510439042.XA
Authority: CN
Inventors: 杨槐; 郭姝萌; 张翠红; 王慧慧; 胡威; 周乐; 粱霄; 陈梅
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2017-02-01

Abstract

本发明公开了一种彩色聚合物分散液晶材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：1)将液晶、紫外可聚合单体或者热可聚合单体、引发剂、染色剂、玻璃微珠按配比混配成各向同性液体；2)将各向同性液体压膜或灌入两片镀有氧化铟锡导电玻璃基板或两片镀有氧化铟锡导电薄膜之间；3)采用紫外可聚合单体时，紫外聚合体系对应365nm紫外光辐照1～30min；采用热聚合单体时，热聚合体系对应将样品热固化30min～600min；4)经紫外光辐照或热固化后得到彩色聚合物分散液晶材料。该方法在保证聚合物分散液晶材料优异的电光性能前提下，通过向聚合物分散液晶材料中掺入染色剂，来制备性能优良的彩色聚合物分散液晶材料。

Description

一种彩色聚合物分散液晶材料的制备方法

技术领域

本发明属于液晶应用技术领域，具体的，特别是提供了一种彩色聚合物分散液晶材料的制备方法，制备的材料可广泛用于显示、智能玻璃及其相关领域。

背景技术

随着我国经历几十年的经济高速发展，人们已逐渐意识到不仅要发展，还要选择好的发展及发展路径。国家的发展已逐渐走向新常态，人们在生活中各领域的需求也逐渐向智能化、人性化、绿色环保转变，在玻璃、薄膜领域，现有的玻璃、薄膜产品已不能满足人们的多样化需求。在社会经济的新常态发展下，开发智能、环保、美观、节能的多样玻璃、薄膜产品具有顺历史潮流而下的现实意义。

聚合物分散液晶材料可广泛应用于智能玻璃、薄膜领域，这种材料可夹在两片镀有导电层的玻璃或薄膜之间，通过施加电压改变液晶的排布状态，从而实现透过率的变化，改变光的透过或散射状态，从而实现调节室温，达到环保节能的目的。同时，此种液晶材料在一些巧妙的设计下也可实现不经人为操作，而自主变化的智能效果。这种材料已在国外得到一定应用，在国内发展也已起步。

上述聚合物分散液晶材料是在一种白色与无色透明态之间进行转变，似乎与这个多彩的世界格格不入，彩色聚合物分散液晶材料的研究成为人们对美观追求的必然趋势。在现有的技术中，彩色玻璃、薄膜制品多是在玻璃、薄膜表面额外镀一层彩色膜，这种膜在实现彩色的基础上也增加了透明态时对光的散射作用，即降低了产品本身的对比度，且增加了制作流程及制作成本。此外，亦有关于染料直接掺入聚合物分散液晶材料的报道研究，但此类研究报道中涉及材料颜色种类单一，并未实现真正意义上的彩色聚合物分散液晶材料的制备。

发明内容

本发明目的在于，提供了一种彩色聚合物分散液晶材料的制备方法，该方法在保证聚合物分散液晶材料优异的电光性能前提下，通过向聚合物分散液晶材料中掺入染色剂，来制备性能优良的彩色聚合物分散液晶材料。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种彩色聚合物分散液晶材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

1)将液晶、紫外可聚合单体或者热可聚合单体、引发剂、染色剂、玻璃微珠按配比混配成各向同性液体；

2)将各向同性液体压膜或灌入两片镀有氧化铟锡导电玻璃基板或两片镀有氧化铟锡导电薄膜之间；

3)采用紫外可聚合单体时，紫外聚合体系对应365nm紫外光辐照1～30min；采用热聚合单体时，热聚合体系对应将样品热固化30min～600min；

4)经紫外光辐照或热固化后得到彩色聚合物分散液晶材料。

本发明中，以质量百分比计，液晶为30％～90％，紫外可聚合单体或者热可聚合单体为10％～70％；

基于液晶和可聚合单体的总质量，引发剂的添加量为总质量的0.4％～2.8％，染料或颜料的添加量为总质量的0.2％～2％，玻璃微珠的添加量为总质量的0.3～0.8％。

本发明中，所述染色剂包括染料和/或颜料，染料可以为油溶性染料或散粉染料，颜料可以为有机颜料。

本发明中，染色剂的颜色选自红色、黄色和蓝色中一种或多种。

本发明中，红色、蓝色按1：1配比混合掺入聚合物分散液晶材料体系，得到紫色聚合物分散液晶材料；

红色、黄色按1：1混合掺入聚合物分散液晶材料体系，得到粉色聚合物分散液晶材料；

蓝色、黄色按1：1配比混合掺入体系，得到绿色聚合物分散液晶材料；

红色、蓝色、黄色按1：1：1配比混合掺入聚合物分散液晶材料体系，得到黑色聚合物分散液晶材料。

优选地，红色染色剂为1-(甲氨基)蒽醌，莱克红C，4-[(5-氯-4-甲基-2-磺酰苯基)偶氮]-3-羟基-2-萘甲酸钙；蓝色染色剂为1,4-二(丁氨基)-9,10-蒽二酮，4352酞菁蓝B，1,4-二[(1-甲乙基)氨基]-(9,10)-蒽醌；黄色染色剂为2,2'-(3,3'-二氯-1,1'-联苯-4,4'-双偶氮)双[N-(2-甲基苯基)-3-氧代-丁酰胺]，苝二甲酸二异丁酯，4,5-二氯-2-[[4,5-二氢-3-甲基-5-氧代-1-(3-磺酰基苯基)-1H-吡唑-4-基]偶氮]苯磺酸钙盐。

上述化合物的结构式如下：

1-(甲氨基)蒽醌：

莱克红C：

4-[(5-氯-4-甲基-2-磺酰苯基)偶氮]-3-羟基-2-萘甲酸钙：

1,4-二(丁氨基)-9,10-蒽二酮：

4352酞菁蓝B：

1,4-二[(1-甲乙基)氨基]-(9,10)-蒽醌：

2,2'-(3,3'-二氯-1,1'-联苯-4,4'-双偶氮)双[N-(2-甲基苯基)-3-氧代-丁酰胺]：

苝二甲酸二异丁酯：

4,5-二氯-2-[[4,5-二氢-3-甲基-5-氧代-1-(3-磺酰基苯基)-1H-吡唑-4-基]偶氮]苯磺酸钙盐：

优选地，所述紫外可聚合单体为1,4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)或丙烯酸-3,5,5-三甲基己酯(TMHA)。结构式如下：

BDDA：

TMHA：

优选地，所述热可聚合单体为双酚A型环氧树脂或聚硫醇3800。

优选地，所述引发剂为安息香双甲醚(651)或DMPT30。结构式如下：

651：

DMPT30：

本发明中的液晶可以适用于所有可以采用的液晶化合物，在具体实施方式中选择的向列型液晶材料为SLC1717，Δn＝0.201，TN-I＝365K，石家庄永生华清液晶有限公司。本领域技术人员根据需要还可以选择其他液晶。

本发明选用与聚合物分散液晶材料匹配良好的三原色染色剂，利用改变三原色染色剂配比混配出多种颜色聚合物分散液晶材料。

具体实施方式

下面以具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

在实施例1、2、3中选择的向列型液晶材料为SLC1717，Δn＝0.201，TN-I＝365K，石家庄永生华清液晶有限公司。

实施例1

所选用的液晶、紫外光可聚合单体、引发剂、染色剂、玻璃微珠，名称、配比如表1所列。将表中样品在室温下(20℃)搅拌形成各向同性液体，混合均匀，涂覆于两片镀有氧化铟锡(ITO)透明导电膜的塑料薄膜中间，用辊压匀形成薄膜。将此薄膜在室温(25℃)下由波长为365nm的紫外光进行辐照，紫外光强为20mw/cm²,光照时间为30分钟，即得到实施例1的聚合物分散液晶材料薄膜。薄膜颜色利用常用颜色国际色卡对照表为，淡珊瑚色，HEX RGB码为#F08080(240，128，128)。

表1 淡珊瑚色聚合物分散液晶材料配比表

实施例2

所选用的液晶、热可聚合单体、引发剂、染色剂、玻璃微珠，配比如表2所列。将表中样品在低温下(15℃)搅拌形成各向同性液体，混合均匀，涂覆于两片镀有氧化铟锡(ITO)透明导电膜的塑料薄膜中间，用辊压匀形成薄膜。将此薄膜放入50℃热固化箱中固化10小时，即得到实施例2的聚合物分散液晶材料薄膜。薄膜颜色利用常用颜色国际色卡对照表为，蓝色，HEX RGB码为#0000FF(0，0，255)。

表2 蓝色聚合物分散液晶材料配比表

实施例3

所选用的液晶、紫外光可聚合单体、引发剂、染色剂、玻璃微珠，配比如表3所列。将表中样品在室温下(25℃)搅拌形成各向同性液体，混合均匀，涂覆于两片镀有氧化铟锡(ITO)透明导电膜的塑料薄膜中间，用辊压匀形成薄膜。将此薄膜在室温(25℃)下由波长为365nm的紫外光进行辐照，紫外光强为20mw/cm²，光照时间为20分钟，即得到实施例3的聚合物分散液晶材料薄膜。薄膜颜色利用常用颜色国际色卡对照表为，暗淡灰色，HEX RGB码为#F696969(105，105，105)。

表3 暗淡灰色聚合物分散液晶材料配比表

实施例4

所选用的液晶、紫外光可聚合单体、引发剂、染色剂、玻璃微珠，配比如表4所列。将表中样品在室温下(25℃)搅拌形成各向同性液体，混合均匀，涂覆于两片镀有氧化铟锡(ITO)透明导电膜的塑料薄膜中间，用辊压匀形成薄膜。将此薄膜放入50℃热固化箱中固化30分钟，即得到实施例4的聚合物分散液晶材料薄膜。薄膜颜色利用常用颜色国际色卡对照表为，深紫罗兰色，HEX RGB码为#F9400D3(148，0，211)。

表4 深紫罗兰色聚合物分散液晶材料配比表

实施例5

所选用的液晶、紫外光可聚合单体、引发剂、染色剂、玻璃微珠，配比如表5所列。将表中样品在室温下(25℃)搅拌形成各向同性液体，混合均匀，灌入两片镀有氧化铟锡导电玻璃基板。将其在室温(25℃)下由波长为365nm的紫外光进行辐照，紫外光强为20mw/cm²，光照时间为10分钟，即得到实施例5的聚合物分散液晶材料薄膜。薄膜颜色利用常用颜色国际色卡对照表为，粉色，HEX RGB码为#FFC0CB(255，192，203)。

表5 粉色聚合物分散液晶材料配比表

实施例6

所选用的液晶、紫外光可聚合单体、引发剂、染色剂、玻璃微珠，配比如表6所列。将表中样品在室温下(25℃)搅拌形成各向同性液体，混合均匀，涂覆于两片镀有氧化铟锡(ITO)透明导电膜的塑料薄膜中间，用辊压匀形成薄膜。将此薄膜在室温(25℃)下由波长为365nm的紫外光进行辐照，紫外光强为20mw/cm²，光照时间为5.0分钟，即得到实施例6的聚合物分散液晶材料薄膜。薄膜颜色利用常用颜色国际色卡对照表为，苍白绿色，HEX RGB码为#98FB98(152，251，152)。

表6 苍白绿色聚合物分散液晶材料配比表

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种彩色聚合物分散液晶材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

3)采用紫外可聚合单体时，紫外聚合体系对应紫外光辐照1～30min；采用热聚合单体时，热聚合体系对应将样品热固化30min～600min；

4)经紫外光辐照或热固化后得到彩色聚合物分散液晶材料。

2.根据权利要求1所述彩色聚合物分散液晶材料的制备方法，其特征在于，以质量百分比计，液晶为30％～90％，紫外可聚合单体或者热可聚合单体为10％～70％；

基于液晶和可聚合单体的总质量，引发剂的添加量为总质量的0.4％～2.8％，染色剂的添加量为总质量的0.2％～2％。

3.根据权利要求1所述彩色聚合物分散液晶材料的制备方法，其特征在于，染色剂的颜色选自红色、黄色和蓝色中一种或多种。

4.根据权利要求3所述彩色聚合物分散液晶材料的制备方法，其特征在于，红色、蓝色按1：1配比混合掺入聚合物分散液晶材料体系，得到紫色聚合物分散液晶材料；

5.根据权利要求3或4所述彩色聚合物分散液晶材料的制备方法，其特征在于，红色染色剂为1-(甲氨基)蒽醌、莱克红C或4-[(5-氯-4-甲基-2-磺酰苯基)偶氮]-3-羟基-2-萘甲酸钙；蓝色染色剂为1,4-二(丁氨基)-9,10-蒽二酮、4352酞菁蓝B或1,4-二[(1-甲乙基)氨基]-(9,10)-蒽醌；黄色染色剂为2,2'-(3,3'-二氯-1,1'-联苯-4,4'-双偶氮)双[N-(2-甲基苯基)-3-氧代-丁酰胺]、苝二甲酸二异丁酯或4,5-二氯-2-[[4,5-二氢-3-甲基-5-氧代-1-(3-磺酰基苯基)-1H-吡唑-4-基]偶氮]苯磺酸钙盐。

6.根据权利要求1所述彩色聚合物分散液晶材料的制备方法，其特征在于，所述紫外可聚合单体为1,4-丁二醇二丙烯酸酯和丙烯酸-3,5,5-三甲基已酯中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述彩色聚合物分散液晶材料的制备方法，其特征在于，所述热可聚合单体为双酚A型环氧树脂和聚硫醇3800中的一种或两种。

8.根据权利要求1所述彩色聚合物分散液晶材料的制备方法，其特征在于，所述引发剂为安息香双甲醚或DMPT30。