CN107703667A - 一种彩色聚合物分散液晶薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种彩色聚合物分散液晶薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种彩色聚合物分散液晶薄膜材料，质量配方包括：混合料100份；固化剂1‑10份；间隔粒子；0.1‑2份；染料0.5‑3份；所述混合料的质量百分数配方包括：可热聚合单体40%‑70%；液晶30%‑60%。本发明还公开了该材料的制备方法：将热可聚合单体、向列相液晶、固化剂、染料、间隔粒子按照一定的比例混合，搅拌均匀后，将混合物夹在两片镀有氧化铟锡的导电薄膜中间，通过辊轴挤压后，放入热固化机进行固化，获得厚度为10‑30微米厚的聚合物分散液晶薄膜。其优点在于通过此方法制备的薄膜热稳定性好，薄膜的粘结力强，通过不同的染料可以制备不同颜色的薄膜，色彩丰富，视觉效果好，应用领域广。

Description

一种彩色聚合物分散液晶薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于液晶材料技术领域，主要涉及一种彩色聚合物分散液晶薄膜及其制备方法。
背景技术
聚合物分散液晶薄膜（PDLC）是一种新型液晶功能膜材料，其工作原理是当入射光进入PDLC薄膜时，由于光通过液晶微滴的有效折射率与通过聚合物基体的折射率相差较大，光线在液晶与聚合物界面上多次反射与折射，PDLC薄膜呈强烈的散射态；液晶分子拥有光学各向异性和介电各向异性，当在PDLC薄膜上施加电场时，液晶微滴指向矢沿着电场取向，当液晶的寻常光折射率与聚合物基体的折射率匹配，光线在膜内不发生反射而直接透射出来，薄膜呈透明态。基于这种光电特性，PDLC薄膜在大尺寸柔性显示器件、非线性光学材料、电控智能玻璃、选择透过性膜、热敏器件、液晶光栅、全息薄膜、光开关等方面表现出极大的应用前景。用PDLC薄膜制得的光阀在工作中无需偏振片， 可以降低由于偏振对光的吸收损耗，视角大，显示亮度好，并且在其制作过程中不需对基板进行表面处理，应用于TFT显示器件的制作时极大地提高了成品率。由于PDLC是固态膜，使液晶的防泄和膜厚的控制很方便，有利于制作大面积或可弯曲的柔性显示器。PDLC光阀可用于电控窗帘和汽车顶板，控制光线入射，保密并防止宇宙射线。PDLC薄膜除了作为光阀在显示方面的应用外，它还可以作为光学非线形材料应用于光敏保护、光转换和光计算，也可以作为光敏元件和应力敏感元件应用。
现在产业化的PDLC膜大多都是白色的，由于其色彩比较单一，其用途还是受到了部分限制。本专利通过在向液晶中添加一定比例的染料，然后通过聚合单体的热聚合来制备不同颜色的PDLC。
发明内容
为了实现上述需求，本发明的目的是提供一种彩色聚合物分散液晶薄膜及其制备方法。本发明改善聚合物分散液晶薄膜的色彩，获得视觉美观的聚合物分散液晶薄膜材料。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种彩色聚合物分散液晶薄膜，通过调节不同染料的颜色、质量百分比及多硫醇化合物与双酚A型环氧树脂的质量百分比来调节聚合物分散液晶薄膜的颜色及电光性能，从而制备颜色鲜艳的对比度较好的薄膜。
本发明的关键是要确定选用的染料类型，并控制可热聚合单体的配比。
本发明采用热聚合相分离方法制备彩色PDLC膜。基体材料是可热聚合单体，液晶为向列相液晶。双酚A型环氧树脂和多硫醇化合物的质量比在1:1-1.5:1；所述可热聚合单体占体系总质量的40%-70%；液晶占体系总质量的30%-60%，间隔粒子占体系总质量的0.1%-2%，染料占体系总质量的0.5%-3%；固化剂占体系总质量的向列相液晶与聚合单体的1%-10%。将液晶，聚合单体，染料，固化剂，间隔粒子按照一定的质量比混合均匀后，将混合物夹在两层镀有氧化铟锡的聚酯导电膜中间，用辊轴进行挤压，得到厚度为10-20微米厚的膜层，在温度为50-80摄氏度下固化3-8小时，制备成彩色的聚合物分散液晶薄膜。
本发明所使用的热聚合单体为多硫醇化合物（T-35）和双酚A型环氧树脂（E-51）或双酚A型环氧树脂（E-54）；所使用的染料为油溶性蒽醌类染料或者油溶性偶氮类染料；固化剂为1,8-二氮杂环十一碳-7-烯（DBU）。
本发明所使用的液晶是向列相液晶，对所使用的液晶材料没有其它特殊要求。
本发明还提供了该彩色聚合物分散液晶薄膜材料的制备方法，包括：将可热聚合单体、固化剂、液晶、染料和间隔粒子按照配方比例混合均匀后，将混合物夹在两层镀有氧化铟锡的聚酯导电膜中间，用辊轴进行挤压，得到厚度为10-30微米厚的膜层，在温度为50-80摄氏度下固化3-8小时，最终获得彩色的聚合物分散液晶薄膜。
本发明的有益效果为：通过再热聚合单体与液晶中加入油溶性染料，通过热聚合分相法制备出具有染色艳丽，对比度高，视觉效果美观的彩色聚合物分散液晶薄膜。
附图说明
图1为实施例1所制备的调光膜的电光曲线图。
具体实施方式
实施例1
选用向列相液晶E7，多硫醇化合物（T-35）和双酚A型环氧树脂（E-51），其中两种热聚合单体的质量比为1:1，液晶与聚合单体的质量比为4:6。选择油溶性偶氮类蓝色染料，占液晶与聚合单体总质量的1%，室温下先将染料与液晶混合均匀，再加入双酚A型环氧树脂搅拌。然后选直径为20微米的间隔粒子加入到搅拌体系中，间隔粒子占液晶与聚合单体总质量的0.5%。再加入多硫醇化合物，搅拌5分钟后加入固化剂，固化剂占聚合单体总质量的2%.搅拌3分钟后将混合物夹在两层镀有氧化铟锡的聚酯导电膜中间，用辊轴进行挤压，得到厚度为20微米厚的膜层，在温度为60摄氏度下固化5小时后制备出蓝色聚合物分散液晶薄膜材料。
将本实施例所制备的调光膜进行电光性能测试，测试结果如图1所示。图1结果显示本专利所制备的彩色聚合物分散液晶薄膜具有较低的驱动电压和较高的开态透过率，是一种性能优异的聚合物分散液晶薄膜产品。
实施例2
选用向列相液晶slc1717，多硫醇化合物（T-35）和双酚A型环氧树脂（E-51），其中两种热聚合单体的质量比为1:1.2，液晶与聚合单体的质量比为9:11。选择油溶性蒽醌类红色染料，占液晶与聚合单体总质量的1.5%，室温下先将染料与液晶混合均匀，再加入双酚A型环氧树脂搅拌。然后选直径为15微米的间隔粒子加入到搅拌体系中，间隔粒子占液晶与聚合单体总质量的0.5%。再加入多硫醇化合物，搅拌4分钟后加入固化剂，固化剂占聚合单体总质量的5%，搅拌3分钟后将混合物夹在两层镀有氧化铟锡的聚酯导电膜中间，用辊轴进行挤压，得到厚度为15微米厚的膜层，在温度为65摄氏度下固化4小时后制备出红色聚合物分散液晶薄膜材料。
实施例3
选用向列相液晶slc7011，多硫醇化合物（T-35）和双酚A型环氧树脂（E-54），其中两种热聚合单体的质量比为1:1，液晶与聚合单体的质量比为1:1。选择油溶性偶氮类黄色染料，占液晶与聚合单体总质量的2%，室温下先将染料与液晶混合均匀，再加入双酚A型环氧树脂搅拌。然后选直径为25微米的间隔粒子加入到搅拌体系中，间隔粒子占液晶与聚合单体总质量的0.6%。再加入多硫醇化合物，搅拌5分钟后加入固化剂，固化剂占聚合单体总质量的7%。搅拌3分钟后将混合物夹在两层镀有氧化铟锡的聚酯导电膜中间，用辊轴进行挤压，得到厚度为25微米厚的膜层，在温度为55摄氏度下固化6小时后制备出黄色聚合物分散液晶薄膜材料。

Claims (8)

1.一种彩色聚合物分散液晶薄膜材料，其特征在于，质量配方包括：
混合料 100份
固化剂 1-10份
间隔粒子 0.1-2份
染料 0.5-3份；
所述混合料的质量百分数配方包括：
可热聚合单体 40%-70%
液晶 30%-60%。
2.根据权利要求1所述的一种彩色聚合物分散液晶薄膜材料，其特征在于，所述可聚合物单体包括多硫醇化合物、双酚A型环氧树脂、双酚A型环氧树脂。
3.根据权利要求2所述的一种彩色聚合物分散液晶薄膜材料，其特征在于，所述可热聚合单体包括双酚A型环氧树脂、多硫醇化合物，双酚A型环氧树脂、多硫醇化合物的质量比为（1-1.5）:1。
4.根据权利要求1所述的一种彩色聚合物分散液晶薄膜材料，其特征在于，所述固化剂包括1,8-二氮杂环十一碳-7-烯。
5.根据权利要求1所述的一种彩色聚合物分散液晶薄膜材料，其特征在于，所述染料包括油溶性蒽醌类染料、油溶性偶氮类染料。
6.根据权利要求1所述的一种彩色聚合物分散液晶薄膜材料，其特征在于，所述液晶包括向列相液晶。
7.根据权利要求1所述的一种彩色聚合物分散液晶薄膜材料，其特征在于，所述液晶包括slc1717、E7、slc7011、slc1011。
8.一种彩色聚合物分散液晶薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将可热聚合单体、固化剂、液晶、染料和间隔粒子按照配方比例混合均匀后，将混合物夹在两层镀有氧化铟锡的聚酯导电膜中间，用辊轴进行挤压，得到厚度为10-30微米厚的膜层，在温度为50-80摄氏度下固化3-8小时，最终获得彩色的聚合物分散液晶薄膜。
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