CN108699443A - 可聚合的液晶材料及经聚合的液晶膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可聚合的LC材料,其包含至少一种单反应性介晶化合物、至少一种双反应性或多反应性介晶化合物及季戊四醇四(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基氢化肉桂酸酯)。此外,本发明还涉及用于制备该可聚合的LC材料的方法、可由该相应的可聚合的LC材料获得的具有经改进热耐久性的聚合物膜、制备此聚合物膜的方法,及此聚合物膜及所述可聚合的LC材料用于光学、电光学、装饰或安全器件的用途。

Description

可聚合的液晶材料及经聚合的液晶膜
发明领域
本发明涉及可聚合的LC材料,其包含至少一种单反应性介晶化合物、至少一种双反应性或多反应性介晶化合物及季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。此外,本发明还涉及用于制备该可聚合的LC材料的方法、可由该相应的可聚合的LC材料获得的具有经改进热耐久性的聚合物膜、制备此聚合物膜的方法,及此聚合物膜及所述可聚合的LC材料用于光学、电光学、装饰或安全器件的用途。
背景和现有技术
可聚合的液晶(LC)材料通常用于制备液晶显示器中的光学膜,诸如EP 0 940 707B1、EP 0 888 565 B1及GB 2 329 393 B1中所描述。这些材料通常含有一定量的具有两个或更多个可聚合基团(双官能性或多官能性)的化合物,该可聚合基团经交联以产生硬膜。
在室温下稳定的可聚合的液晶(LC)材料可在经受增加的温度时降解。举例而言,当加热一段时间时,阻滞减小且因此光学膜的性能随时间推移而降低。这可归因于聚合物收缩,该聚合物收缩为光学膜厚度的减小,且根据R=dΔn,该聚合物收缩减少通过的光的阻滞,其中d为双折射膜的厚度,且Δn为双折射率。聚合物收缩可通过利用具有多于一个可聚合基团且因此能够形成更具交联性及更刚性的聚合物的可聚合化合物而减少。然而,光阻滞膜的所需特性(如例如介晶化合物的均一配向、膜结构、温度稳定性及光学性能)高度依赖于可聚合的液晶材料的组成。举例而言,一种沿垂直于膜平面的方向调节配向概况的可能的方式为适当选择单反应性介晶化合物(即,具有一个可聚合的基团的化合物)与双反应性介晶化合物(即,具有两个可聚合的基团的化合物)的比率。
用于降解经聚合的膜的另一可能的机制为热氧化降解。这为在高温下通过氧化催化的聚合物网络的分解。
如通常已知,抗氧化剂添加剂或简称抗氧化剂可用于在聚合物经受增加的温度时降低聚合物的热氧化降解。当由于高温而将光学膜用于盒内(in-cell)应用时,这是尤其重要的。特定而言,当在LC盒中退火聚酰亚胺层时,光学膜必须耐受。
就此而言,文件WO 2009/86911 A1及JP 5354238 B1描述包含市售可得的抗氧化剂1076的可聚合的液晶(LC)材料。
另外,JP 2008-044989 A2描述可聚合的液晶材料,其包含基于磷的抗氧化剂。明确地,结合抗氧化剂添加剂1010(季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯))及基于磷的抗氧化剂168公开了仅由两种类型的双反应性介晶化合物组成的混合物。
所有上文所描述的材料具有以下明显缺点:尤其鉴于现代应用和/或其用于盒内应用的利用,所得聚合物膜的热耐久性不够高,或归因于所使用的LC材料,其应用带宽是有限的。
因此,仍然存在对新的及优选经改进的可聚合的液晶材料或混合物的需要,该液晶材料或混合物并未展现先前技术材料的缺陷或若展现的话,仅在较小程度上展现该缺陷。
有利地,可聚合的LC材料应用于制备不同的均一配向的聚合物膜且应尤其同时:
-展示对基板的有利粘合性,
-对VIS光高度透明,
-展现随时间推移减少的黄色着色(黄化)及
-展示有利的高温稳定性,且此外,
-均一配向的聚合物膜应通过用于大批量生产的相容的通常已知的方法来生产。
本领域技术人员由以下详细说明立即显而易知本发明的其他目标。
出人意料地,本发明的发明人发现可实现以上目标和可通过使用根据权利要求1的可聚合的LC材料来克服所提及的现有技术可聚合的LC材料的缺点。
发明概述
因此,本发明涉及可聚合的LC材料,其包含至少一种单反应性介晶化合物、至少一种双反应性或多反应性介晶化合物及季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。
另外,本发明还涉及生产可聚合的LC材料的相应方法。
本发明进一步涉及可由如上文及下文所描述的可聚合的LC材料获得(优选地由其获得)的聚合物膜及生产如上文及下文所描述的聚合物膜的方法。
本发明进一步涉及通过在聚合之前将季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)添加至LC材料而增加可由如上文及下文所描述的可聚合的LC材料获得(优选地由其获得)的聚合物膜的耐久性的方法。
本发明进一步涉及如上文及下文所描述的聚合物膜或可聚合的LC材料在光学、电光学、信息储存、装饰及安全应用(如液晶显示器、投影系统、偏振器、补偿器、配向层、圆形偏振器、滤色器、装饰图像、液晶颜料、具有在空间上不同的反射色彩的反射膜、多色图像、如身份证或信用卡或钞票的不可伪造的文件)中的用途。
本发明还涉及光学组件或器件、偏振器、图案化延迟器、补偿器、配向层、圆偏振器、滤色器、装饰图像、液晶镜片、液晶颜料、具有空间变化反射颜色的反射膜、用于装饰或信息存储的多色图像,其包含如上下文所描述的至少一种聚合物膜或可聚合LC材料。
本发明还涉及液晶显示器,其包含如上下文所述的至少一种聚合物膜或可聚合LC材料或光学组件。
本发明还涉及认证、验证或安全标记,用于安全用途的彩色或多色图像,不可伪造的物体或有价文件如身份证或信用卡或钞票,其包含如上下文所描述的至少一种聚合物膜或可聚合LC材料或光学组件。
术语和定义
如本文所用的,术语“聚合物”将被理解为是指包含一种或多种不同类型的重复单元(分子的最小构成单元)的主链的分子,并且其包括公知的术语“低聚物”、“共聚物”、“均聚物”等。此外,应当理解术语聚合物除了该聚合物本身之外,还包含来自引发剂、催化剂和伴随这样的聚合物的合成的其他要素的残留物,其中这样的残留物被理解为不是共价掺入其中。此外,这样的残留物和其他要素尽管通常在聚合后纯化过程中被移除,但是它们通常与聚合物混合或掺和,使得当聚合物在容器之间或溶剂或分散介质之间转移时,它们通常保留在聚合物中。
在本发明中所用的术语“(甲基)丙烯酸类聚合物”包括由丙烯酸类单体得到的聚合物,可由甲基丙烯酸类单体得到的聚合物,以及可由这样的单体的混合物得到的相应的共聚物。
术语“聚合”是指通过使多个可聚合基团或包含这样的可聚合基团的聚合物前体(可聚合化合物)键合在一起以形成聚合物的化学方法。
术语“膜”或“层”包括刚性或柔性,自承或自立的具有机械稳定性的膜,以及在支撑基材上或两个基材之间的涂层或层。
术语“液晶”或(LC)涉及在一些温度范围内(热致性LC)或在溶液中的一些浓度范围内(溶致性LC)具有液晶中间相的材料。它们必定含有介晶化合物。
术语“介晶化合物”和“液晶化合物”是指包含一种或多种棒状(棒或板/板条形)或盘状(圆盘形)介晶基团的化合物。术语“介晶基团”是指具有诱导液晶相(或中间相)行为的能力的基团。包含介晶基团的化合物自身未必必须呈现液晶中间相。它们也可以仅在与其他化合物的混合物中,或当介晶化合物或材料或其混合物聚合时展示出液晶中间相。此液晶中间相包括低分子量非反应性液晶化合物、反应性或可聚合的液晶化合物和液晶聚合物。
棒状介晶基团通常包含由一个或多个芳族或非芳族环状基团彼此直接连接或经由连接基团连接组成的介晶核,任选地包含附接至介晶核的末端的端基,且任选地包含一个或多个附接至介晶核的长侧的侧基,其中这些端基和侧基通常选自例如碳基(carbyl)或烃基、极性基团(如卤素、硝基、羟基等)或可聚合的基团。
术语“反应性介晶”是指可聚合的介晶或液晶化合物,优选单体化合物。这些化合物可用作纯化合物或用作反应性介晶与充当光引发剂、抑制剂、表面活性剂、稳定剂、链转移剂、不可聚合的化合物等的其他化合物的混合物。
具有一个可聚合基团的可聚合化合物也被称为“单反应性”化合物,具有两个可聚合基团的化合物也被称为“二反应性”化合物,和具有多于两个可聚合基团的化合物也被称为“多反应性”化合物。不含有可聚合基团的化合物也被称为“非反应性或不可聚合”化合物。
术语“非介晶化合物或材料”是指不含有如上文所限定的介晶基团的化合物或材料。
可见光是具有在约400nm至约740nm范围内的波长的电磁辐射。紫外(UV)光是具有在约200nm至约450nm范围内的波长的电磁辐射。
辐照度(Ee)或辐射功率被定义为入射在表面上的每单位面积(dA)的电磁辐射(dθ)的功率:
Ee=dθ/dA。
辐射暴露量或辐射剂量(He)为每时刻(t)的辐照或辐射功率(Ee):
He=Ee·t。
所有温度,例如液晶的熔点T(C,N)或T(C,S),从近晶(S)向向列(N)相的转变T(S,N)和清亮点T(N,I)以摄氏度给出。所有温度差以差别的度数给出。
术语“清亮点”是指具有最高温度范围的中间相和各向同性相出现之间的转变的温度。
术语“指向矢”是现有技术已知的并且是指液晶或RM分子的长分子轴(在棒状化合物的情况下)或者短分子轴(在盘状化合物的情况下)的优选的取向方向。在这样的各向异性分子单轴有序化的情况下,指向矢是各向异性轴。
术语“配向”或“取向”涉及材料的各向异性单元(例如小分子或大分子的片段)沿一致方向(被称为“配向方向”)的配向(取向有序化)。在液晶材料或RM材料的配向层中,液晶指向矢与配向方向一致使得配向方向对应于材料的各向异性轴的方向。
液晶或RM材料的术语“均匀取向”或“均匀配向”,例如在材料的层中,是指该液晶或RM分子的长分子轴(在棒状化合物的情况下)或短分子轴(在盘状化合物的情况下)基本上沿相同的方向取向。换言之,液晶指向矢的线是平行的。
术语“垂面结构”或“垂面取向”是指其中光学轴基本上垂直于膜平面的膜。
双折射率△n如下定义
△n=ne-no
其中ne是非寻常折射率和no是寻常折射率,且平均折射率nav.由以下等式给出:
nav.=((2no 2+ne 2)/3)1/2
平均折射率nav.和寻常折射率no可以使用Abbe折射计测量。然后可以由以上等式计算△n。
如有疑问,如在C.Tschierske,G.Pelzl和S.Diele,Angew.Chem.2004,116,6340-6368中给出的定义将适用。
除非另外说明,以下术语具有以下含义:
“碳基”表示含有至少一个碳原子的单价或多价有机基团,其不含其他原子(诸如-C≡C-)或任选地含有一个或多个其他原子,诸如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge(例如羰基等)。“烃基”表示碳基,其另外含有一个或多个H原子和任选的一个或多个杂原子,诸如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge。
碳基或烃基可为饱和或不饱和基团。不饱和基团为例如芳基、烯基或炔基。具有大于3个C原子的碳基或烃基可为直链、支链和/或环状且可含有螺连接或稠合环。
优选的碳基和烃基为具有1至40个C原子,优选1至25个C原子,特别优选1至18个C原子的任选地被取代的烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基和烷氧基羰基氧基,具有6至40个C原子,优选6至25个C原子的任选地被取代的芳基或芳氧基,或具有6至40个C原子,优选6至25个C原子的任选地被取代的烷基芳基、芳基烷基、烷基芳氧基、芳基烷基氧基、芳基羰基、芳氧基羰基、芳基羰基氧基和芳氧基羰基氧基。其他优选的碳基和烃基为C1-C40烷基、C2-C40烯基、C2-C40炔基、C3-C40烯丙基、C4-C40烷基二烯基、C4-C40多烯基、C6-C40芳基、C6-C40烷基芳基、C6-C40芳基烷基、C6-C40烷基芳氧基、C6-C40芳基烷基氧基、C2-C40杂芳基、C4-C40环烷基、C4-C40环烯基等。特别优选C1-C22烷基、C2-C22烯基、C2-C22炔基、C3-C22烯丙基、C4-C22烷基二烯基、C6-C12芳基、C6-C20芳基烷基和C2-C20杂芳基。
其他优选的碳基和烃基为具有1至40个C原子,优选1至25个C原子,更优选1至12个C原子的直链、支链或环状烷基,其未被取代或由F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代,且其中一个或多个不相邻的CH2基团可各自彼此独立地被-C(Rx)=C(Rx)-、-C≡C-、-N(Rx)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-以使得O和/或S原子不直接彼此相连的方式替代。
Rx优选表示H、卤素、具有1至25个C原子的直链、支链或环状烷基链,其中此外一个或多个不相邻的C原子可经-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代,且其中一个或多个H原子可经氟、具有6至40个C原子的任选地被取代的芳基或芳氧基或具有2至40个C原子的任选地被取代的杂芳基或杂芳氧基替代。
优选的烷基为例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、正己基、环己基、2-乙基己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、十二烷基、三氟甲基、全氟正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基、全氟己基等。
优选的烯基为例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、环戊烯基、己烯基、环己烯基、庚烯基、环庚烯基、辛烯基、环辛烯基等。
优选的炔基为例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。
优选的烷氧基为例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基等。
优选的氨基为例如二甲氨基、甲氨基、甲基苯基氨基、苯基氨基等。
芳基和杂芳基可为单环或多环,即它们可具有一个环(诸如苯基)或两个或更多个环,该环也可稠合(诸如萘基)或共价连接(诸如联苯),或含有稠合环与连接环的组合。杂芳基含有一个或多个杂原子,优选选自O、N、S和Se。
特别优选具有6至25个C原子的单环、双环或三环芳基和具有2至25个C原子的单环、双环或三环杂芳基,其任选地含有稠合环并且其任选地被取代。此外,优选的是5元、6元或7元芳基和杂芳基,其中此外一个或多个CH基团可以经N、S或O以使得O原子和/或S原子不直接彼此相连的方式替代。
优选的芳基基团例如为苯基、联苯基、联三苯基、[1,1':3',1”]-联三苯-2'-基、萘、蒽、联萘、菲、芘、二氢芘、二萘嵌苯、并四苯、并五苯、苯并芘、芴、茚、茚并芴、螺双芴(spirobifluorene)等。
优选的杂芳基基团例如为5-元环,例如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、异噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑、6-元环,例如吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪或稠合基团,例如吲哚、异吲哚、吲嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘并咪唑、菲并咪唑、吡啶并咪唑、吡嗪并咪唑、喹喔啉并咪唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、异噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、异喹啉、蝶啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并异喹啉、吖啶、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并哒嗪、苯并嘧啶、喹喔啉、吩嗪、萘啶、氮杂咔唑、苯并咔啉、菲啶、菲咯啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、异苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑噻吩,或者这些基团的组合。杂芳基也可经烷基、烷氧基、硫代烷基、氟、氟烷基或其他芳基或杂芳基取代。
(非芳族)脂环基团和杂环基既包含饱和的环,即仅含有单键的那些,且包含部分不饱和的环,即也可以包含多重键的那些。杂环含有一个或多个杂原子,优选选自Si、O、N、S和Se。
(非芳族)脂环基团和杂环基团可为单环的,即仅含一个环(例如环己烷),或者是多环的,即含有多个环(例如十氢化萘或者双环辛烷)。特别优选饱和的基团。此外优选具有3-25个原子的单-、双-或三环状基团,其任选含有稠合环且其为任选取代的。进一步优选的是5-、6-、7-或8-元碳环基团,其中此外,一个或多个C原子可被Si替代和/或一个或多个CH基团可被N替代和/或一个或多个不相邻的CH2基团可被-O-和/或-S-替代。
优选的脂环基团和杂环基团例如为5-元基团,例如环戊烷、四氢呋喃、四氢噻吩、吡咯烷;6-元基团,例如环己烷、硅杂环己烷(silinane)、环己烯、四氢吡喃、四氢噻喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、哌啶;7-元基团,例如环庚烷;和稠合基团,例如四氢化萘、十氢化萘、茚满、双环[1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基。
芳基、杂芳基、碳基及烃基任选具有一个或多个取代基,其优选选自包含甲硅烷基、磺基、磺酰基、甲酰基、胺基、亚胺基、腈基、巯基、硝基、卤素、C1-12烷基、C6-12芳基、C1-12烷氧基、羟基或这些基团的组合。
优选的取代基为例如溶解性促进基团,例如烷基或烷氧基;吸电子基团,例如氟、硝基或腈;或者是用于提高聚合物玻璃化转变温度(Tg)的取代基,特别是大体积基团,例如叔丁基或任选取代的芳基。
优选取代基(在下文也被称作“L”)为:例如F、Cl、Br、I、-OH、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(Rx)2、-C(=O)Y1、-C(=O)Rx、-C(=O)ORx、-N(Rx)2,其中Rx具有上文所提及的含义,且Y1表示卤素、任选经取代的甲硅烷基、具有4至40个环原子,优选4至20个环原子的任选经取代的芳基或杂芳基及具有1至25个C原子的直链或支链烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子可任选经F或Cl替代。
“经取代的甲硅烷基或芳基”优选意指经卤素、-CN、R0、-OR0、-CO-R0、-CO-O-R0、-O-CO-R0或-O-CO-O-R0取代,其中R0具有上文所提及的含义。
尤其优选的取代基L为例如F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5,此外为苯基。
在展示于上文及下文的式中,经取代的亚苯基环,
优选地为
其中L在每次出现时相同或不同地具有上文及下文所给出的含义之一,且优选为F、Cl、CN、NO2、CH3、C2H5、C(CH3)3、CH(CH3)2、CH2CH(CH3)C2H5、OCH3、OC2H5、COCH3、COC2H5、COOCH3、COOC2H5、CF3、OCF3、OCHF2、OC2F5或P-Sp-,非常优选为F、Cl、CN、CH3、C2H5、OCH3、COCH3、OCF3或P-Sp-,最优选为F、Cl、CH3、OCH3、COCH3或OCF3
“卤素”表示F、Cl、Br或I,优选F。
可聚合的基团P优选选自含有C=C双键或C≡C三键的基团,及适用于用开环聚合的基团,诸如氧杂环丁烷基团或环氧基团。
非常优选可聚合的基团(P)选自由以下组成的组:CH2=CW1-COO-、CH2=CW1-CO-、 CH2=CW2-(O)k3-、CW1=CH-CO-(O)k3-、CW1=CH-CO-NH-、CH2=CW1-CO-NH-、CH3-CH=CH-O-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH-CH2)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、(CH2=CH-CH2)2N-、(CH2=CH-CH2)2N-CO-、CH2=CW1-CO-NH-、CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-、CH2=CH-(CO)k1-Phe-(O)k2-、Phe-CH=CH-,
其中
W1表示H、F、Cl、CN、CF3、苯基或具有1至5个C原子的烷基,特定而言H、F、Cl或CH3
W2表示H或具有1至5个C原子的烷基,特定而言H、甲基、乙基或正丙基,
W3及W4各自彼此独立地表示H、Cl或具有1至5个C原子的烷基,Phe表示1,4-亚苯基,其任选经如上文所定义但不同于P-Sp的一个或多个基团L取代,及
k1、k2及k3各自彼此独立地表示0或1,k3优选表示1,且k4为1至10的整数。
尤其优选的基团P为CH2=CH-COO-、CH2=C(CH3)-COO-、CH2=CF-COO-、CH2=CH-、CH2=CH-O-、(CH2=CH)2CH-OCO-、(CH2=CH)2CH-O-、其中W2表示H或具有1至5个C原子的烷基,特定而言H、甲基、乙基或正丙基。
其他优选基团P为乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧杂环丁烷及环氧基,最优选为丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
优选地,所有可聚合化合物及其子式包含一个或多个包含两个或更多个可聚合基团P的支链基团(多反应性可聚合基团),而不是一个或多个基团P-Sp-。
合适的该类型的基团和包含它们的可聚合化合物描述于例如US 7,060,200 B1或US 2006/0172090 A1中。
特别优选选自下式的多反应性可聚合基团:
其中
alkyl表示单键或具有1至12个C原子的直链或支链亚烷基,其中一个或多个不相邻CH2基团可以使得O原子和/或S原子彼此不直接键联的方式各自彼此独立地经-C(Rx)=C(Rx)-、-C≡C-、-N(Rx)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-替代,且其中另外,一个或多个H原子可经F、Cl或CN替代,其中Rx具有上文所提及的含义且优选表示如上文所定义的R0
aa及bb各彼此独立地表示0、1、2、3、4、5或6,
X具有针对X’所指示的含义之一,且
P1-5各自彼此独立地具有上文针对P所指示的含义之一。
优选的间隔基团Sp选自式Sp’-X’,使得基团“P-Sp-”遵循式“P-Sp’-X’-”,其中
Sp’表示具有1至20个C原子,优选1至12个C原子的亚烷基,其任选经F、Cl、Br、I或CN单取代或多取代,且其中,另外,一个或多个不相邻CH2基团可以使得O原子和/或S原子彼此不直接键联的方式各自彼此独立地经O-、-S-、-NH-、-NR01-、-SiR01R02-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR01-CO-O-、-O-CO-NR01-、-NR01-CO-NR01-、-CH=CH-或-C≡C-替代,
X’表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR01-、-NR01-CO-、-NR01-CO-NR01-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01-、-CY01=CY02-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或单键,
R01及R02各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基,且
Y01及Y02各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN。
X’优选为-O-、-S--CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0-、-NR01-CO-、-NR01-CO-NR01-或单键。
典型的间隔基团Sp’为例如-(CH2)p1-、-(CH2CH2O)q1-CH2CH2-、-CH2CH2-S-CH2CH2-、-CH2CH2-NH-CH2CH2-或-(SiR01R02-O)p1-,其中p1为1至12的整数,q1为1至3的整数,且R01及R02具有上文所提及的含义。
尤其优选的基团-X’-Sp’-为-(CH2)p1-、-O-(CH2)p1-、-OCO-(CH2)p1-、-OCOO-(CH2)p1-。
特别优选的基团Sp'在每种情况下是例如直链亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基、亚十八烷基、亚乙基氧基亚乙基、亚甲基氧基亚丁基、亚乙基硫代亚乙基、亚乙基-N-甲基亚氨基亚乙基、1-甲基亚烷基、亚乙烯基、亚丙烯基和亚丁烯基。
对于本发明,
表示反式-1,4-亚环己基,且
表示1,4-亚苯基。
“聚合物网络”是其中所有聚合物链通过许多交联点相互连接以形成单独的宏观实体的网络。聚合物网络可以以以下类型出现:
-接枝聚合物分子是其中一个或多个侧链与主链结构上或构型上不同的支化聚合物分子。
-星形聚合物分子是其中单一支化点产生多个线性链或臂的支化聚合物分子。如果臂是相同的,则星形聚合物分子被称为规整的。如果相邻的臂由不同的重复子单元构成,则星形聚合物分子被称为多样化的。
-梳形聚合物分子由具有两个或更多个三向支化点和线性侧链的主链组成。如果臂是相同的,则梳形聚合物分子被称为规整的。
-刷形聚合物分子由具有线性、非支化侧链的主链组成,并且其中支化点中的一个或多个具有四向官能度或更大。
贯穿本说明书的描述及权利要求,措词“包含”及“含有”及该措词的变化形式(例如“包含(comprising)”及“包含(comprises)”)意指“包括但不限于”,且不意欲(且不)排除其他组分。另一方面,措词“包含”还涵盖但不限于术语“由……组成”。
所有浓度以重量百分比引述且涉及整体各个混合物,所有温度以摄氏度引述且所有温度差异以度数差(differential degree)引述。
详细说明
优选地,在整体可聚合的LC材料中的季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)的最小量多于0.1重量%,特定而言多于0.3重量%,最优选多于0.5重量%。季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)的最大量优选少于整体可聚合的LC材料的5重量%、非常优选少于3重量%,特定而言少于1重量%。
优选的可聚合的单反应性、双反应性或多反应性液晶或介晶化合物公开于例如WO93/22397、EP 0 261 712、DE 195 04 224、WO 95/22586、WO 97/00600、US 5,518,652、US5,750,051、US 5,770,107及US 6,514,578中。
根据本发明的单反应性、双多反应性或多反应性介晶化合物优选选自式RM化合物的组,
P-Sp-MG-R RM
其中P为可聚合基团,优选为丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基、乙烯基氧基、丙烯基醚、环氧基、氧杂环丁烷或苯乙烯基,
Sp为间隔基团或单键,
MG为棒状介晶基团,其优选选自式M,
M为-(Ax-Za)k-Ay-(Zb-Az)l-,
Ax至Az在每次出现时彼此独立地为芳基、杂芳基、杂环基或脂环基,其任选经一个或多个相同或不同基团La取代,优选为1,4-亚环己基或1,4-亚苯基、1,4吡啶、1,4-嘧啶、2,5-噻吩、2,6-二噻吩并[3,2-b:2’,3’-d]噻吩、2,7-芴、2,6-萘、2,7-菲,其任选经一个或多个相同或不同基团La取代,
Za及Zb各自出现时彼此独立地为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR01-、-NR01-CO-、-NR01-CO-NR02、-NR01-CO-O-、-O-CO-NR01-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01-、-CY01=CY02-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或单键,优选为-COO-、-OCO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCH2-、-CH2O-、-CH2CH2-、-(CH2)4-、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或单键,
La为F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NRxxRyy、-C(=O)ORxx、-C(=O)Rxx、-NRxxRyy、-OH、-SF5或具有1至12个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子任选经F或Cl替代,优选为F、-CN或具有1至6个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,
Rxx及Ryy彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基,
R为H、具有1至20个C原子或更多,更优选1至15个C原子的烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其任选经氟化,或为Y或P-Sp-,
Y为F、Cl、CN、NO2、OCH3、OCN、SCN、具有1至4个C原子的任选经氟化的烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基;或具有1至4个C原子的单氟化、寡氟化或多氟化烷基或烷氧基,优选为F、Cl、CN、NO2、OCH3或具有1至4个C原子的单氟化、寡氟化或多氟化烷基或烷氧基
R01及R02各自彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基,且
Y01及Y02各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN,且
k及l各自且独立地为0、1、2、3或4,优选为0、1或2,最优选为1。
优选地,至少一种双反应性或多反应性介晶化合物选自式DRM
P1-Sp1-MG-Sp2-P2 DRM
其中
P1及P2彼此独立地表示可聚合的基团,
Sp1及Sp2彼此独立地为间隔基团或单键,及
MG为棒状介晶基团,其优选选自式MG,
-(A1-Z1)n-A2- MG
其中
A1及A2在多次出现的情况下彼此独立地表示芳族或脂环族基团,其任选含有选自N、O及S的一个或多个杂原子且任选经L1单取代或多取代,
L1为P-Sp-、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR00R000、-C(=O)OR00、-C(=O)R00、-NR00R000、-OH、-SF5、任选经取代的甲硅烷基、具有1至12个C原子,优选1至6个C原子的芳基或杂芳基及具有1至12个C原子,优选1至6个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子任选经F或Cl替代,
R00及R000彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基,
Z1在多次出现的情况下彼此独立地表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR00-、-NR00-CO-、-NR00-CO-NR000、-NR00-CO-O-、-O-CO-NR00-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-(CH2)n1、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR00-、-CY1=CY2-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或单键,
Y1及Y2彼此独立地表示H、F、Cl或CN,
n为1、2、3或4,优选为1或2,最优选为2,
n1为1至10的整数,优选为1、2、3或4。
优选的基团A1和A2包括而不限于呋喃、吡咯、噻吩、唑、噻唑、噻二唑、咪唑、亚苯基、亚环己基、双亚环辛基、亚环己烯基、吡啶、嘧啶、吡嗪、薁、茚满、芴、萘、四氢萘、蒽、菲和二噻吩并噻吩,其全部未被取代或被1、2、3或4个如上文限定的基团L取代。
特别优选的基团A1和A2选自1,4-亚苯基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、噻吩-2,5-二基、萘-2,6-二基、1,2,3,4-四氢-萘-2,6-二基、茚满-2,5-二基、双亚环辛基或1,4-亚环己基,其中一个或两个不相邻的CH2基团任选被O和/或S替代,其中这些基团未被取代或被1、2、3或4个如上文限定的基团L取代。
特别优选的基团Z1优选在每次出现时彼此独立地选自-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CF2O-、-OCF2-、-C≡C-、-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-COO-或单键。
非常优选的式DRM的双反应性介晶化合物选自下式:
其中
P0在多次出现的情况下彼此独立地为可聚合的基团、优选为丙烯酰基、甲基丙烯酰基、氧杂环丁烷、环氧基、乙烯基、庚二烯、乙烯基氧基、丙烯基醚或苯乙烯基,
L在每次出现时相同或不同地具有针对式DRM中的L1给定的含义之一,且在多次出现的情况下彼此独立地优选地选自F、Cl、CN或具有1至5个C原子的任选经卤化的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,
r为0、1、2、3或4,
x及y彼此独立地为0或1至12的相同或不同整数,
z各自且独立地为0或1,其中若邻近的x或y为0,则z为0。
尤其优选的是式DRMa1、DRMa2及DRMa3的化合物,特定而言式DRMa1的那些。
优选地,可聚合的LC材料中的至少一种单反应性介晶化合物选自式MRM,
P1-Sp1-MG-R MRM
其中P1、Sp1及MG具有在式DRM中给出的含义,
R为F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NRxRy、-C(=O)X、-C(=O)ORx、-C(=O)Ry、-NRxRy、-OH、-SF5、任选经取代的甲硅烷基、具有1至12个C原子,优选1至6个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子任选经F或Cl替代,
X为卤素,优选为F或Cl,且
Rx及Ry彼此独立地为H或具有1至12个C原子的烷基。
优选地,式MRM的单反应性介晶化合物选自下式:
其中P0、L、r、x、y及z如式DRMa-1至式DRMe中所定义,
R0为具有1个或多个,优选1至15个C原子的烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基或表示Y0
Y0为F、Cl、CN、NO2、OCH3、OCN、SCN、SF5或具有1至4个C原子的单氟化、寡氟化或多氟化烷基或烷氧基,
Z0为-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-COO-或单键,
A0在多次出现的情况下彼此独立地为未经取代或经1、2、3或4个基团L取代的1,4-亚苯基,或反式-1,4-亚环己基,
u及v彼此独立地为0、1或2,
w为0或1,且
其中苯环及萘环可另外经一个或多个相同或不同基团L取代。
更优选的是式MRM1、MRM2、MRM3、MRM4、MRM5、MRM6、MRM7、MRM9及MRM10的化合物,尤其为式MRM1、MRM4、MRM6及MRM7的化合物,且特定言之,为式MRM1及MRM7的化合物。
可以与本领域技术人员已知且描述于有机化学的标准著作(诸如,Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie[Methods of Organic Chemistry],Thieme-Verlag,Stuttgart)中的方法类似地制备式RM、DRM、MRM及其子式的化合物。
在整体根据本发明的可聚合的液晶材料中的所述单反应性、双反应性或多反应性液晶化合物的比例优选在30重量%至99.9重量%的范围内,更优选在40重量%至99.9重量%的范围内,且甚至更优选在50重量%至99.9%重量%的范围内。
在优选的实施方式中,在整体根据本发明的可聚合的液晶材料中的单反应性可聚合的介晶化合物的比例优选地在5重量%至80重量%的范围内,更优选地在10重量%至75重量%的范围内且甚至更优选在15重量%至70重量%的范围内。
在另一优选的实施方式中,在整体根据本发明的可聚合的液晶材料中的双反应性可聚合的介晶化合物的比例优选地在5重量%至80重量%的范围内,更优选地在10重量%至75重量%的范围内且甚至更优选在15重量%至70重量%的范围内。
在另一优选的实施方式中,在整体根据本发明的可聚合的液晶材料中的多反应性可聚合的介晶化合物的比例优选地在0重量%至30重量%的范围内,更优选地在0重量%至20重量%的范围内且甚至更优选在0重量%至10重量%的范围内。
在另一优选的实施方式中,可聚合的LC材料不含有具有多于两个可聚合的基团的化合物。
在另一优选的实施方式中,可聚合的LC材料为非手性材料,即其不含有任何手性化合物。
在另外的优选的实施方式中,可聚合的LC材料包含选自式MRM-1的至少一种单反应性介晶化合物、选自具有式DRMa-1的化合物的至少一种双反应性介晶化合物及季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。
在另外的优选的实施方式中,可聚合的LC材料包含选自式MRM-7的至少一种单反应性介晶化合物、选自式DRMa-1的至少一种双反应性介晶化合物及季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。
在另外的优选的实施方式中,可聚合的LC材料包含选自式MRM-1和/或MRM-7的化合物的至少两种单反应性介晶化合物、选自式DRMa-1的至少一种双反应性介晶化合物及季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。
在另外的优选的实施方式中,可聚合的LC材料包含选自式MRM-1和/或MRM-7的化合物的至少两种单反应性介晶化合物、选自式DRMa-1的化合物的至少两种双反应性介晶化合物及季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。
在进一步优选的实施方案中,可聚合LC材料任选包含一种或多种选自聚合引发剂、表面活性剂、另外的稳定剂、催化剂、敏化剂、抑制剂、链转移剂、共反应单体、反应性减黏剂、表面活性化合物、润滑剂、润湿剂、分散剂、疏水剂、粘合剂、流动改进剂、脱气剂或消泡剂、除气剂、稀释剂、反应性稀释剂、助剂、着色剂、染料、颜料和纳米颗粒的添加剂。
在另外优选的实施方案中,可聚合LC材料任选包含一种或多种选自可聚合非介晶化合物(反应性减黏剂)的添加剂。在可聚合LC材料中这些添加剂的量优选是0至30%,非常优选0至25%。
所用的反应性减黏剂不仅仅是实际意义上被称为反应性减黏剂的物质,而还是上文已经提及的助剂化合物,其包含一种或多种补充的反应性单元,例如羟基、硫醇基或氨基,通过这些单元与液晶化合物的可聚合单元的反应可以发生。
通常能够光聚合的物质包括例如包含至少一个烯属双键的单-、二-或多官能化合物。其实例是羧酸的乙烯基酯,例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸的乙烯基酯,和二羧酸的乙烯基酯,例如丁二酸、己二酸的乙烯基酯,单官能醇的烯丙基和乙烯基醚和甲基丙烯酸和丙烯酸酯,例如月桂醇、肉豆蔻醇、棕榈醇和硬脂醇的烯丙基醚和乙烯基醚和甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯,和双官能醇的二烯丙基醚和二乙烯基醚,例如乙二醇和1,4-丁二醇的二烯丙基醚和二乙烯基醚。
也合适的是例如多官能醇的甲基丙烯酸酯和丙烯酸酯,特别是那些,其除了羟基之外不包含另外的官能团,或至多包含醚基。这样的醇的实例是双官能醇,如乙二醇、丙二醇和它们的更高缩合的代表,例如二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等,丁二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇,烷氧基化酚类化合物,如乙氧基化和丙氧基化双酚,环己烷二甲醇,三官能和多官能醇,如丙三醇、三羟甲基丙烷、丁三醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、二三羟甲基丙烷、二季戊四醇、山梨醇、甘露醇,以及相应的烷氧基化,特别是乙氧基化和丙氧基化的醇。
其他合适的反应性减黏剂是聚酯(甲基)丙烯酸酯,其是聚酯多元醇的(甲基)丙烯酸酯。
合适的聚酯多元醇的实例是那些,其可以通过使用多元醇,优选二醇,使多元羧酸,优选二羧酸酯化来制备。用于这样的含羟基聚酯的起始材料是本领域技术人员已知的。可以使用的二羧酸是丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸和其异构体和加氢产物,和所述酸的可酯化或酯基可转移的衍生物,例如酸酐和二烷基酯。合适的多元醇是上文提及的醇,优选乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇和乙二醇和丙二醇类的聚二醇。
此外,合适的反应性减黏剂是1,4-二乙烯基苯、氰尿酸三烯丙酯、下式的三环癸烯基醇的丙烯酸酯
也被称为丙烯酸二氢二环戊二烯基酯,以及丙烯酸、甲基丙烯酸和氰基丙烯酸的烯丙酯。
在通过实例的方式提及的反应性减黏剂中,特别地并且考虑到上文提及的优选的组合物,使用包含可光聚合基团的那些。
该基团包括例如二元醇和多元醇,例如乙二醇、丙二醇及其更高缩合的代表,例如二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等,丁二醇、戊二醇、己二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、丁三醇、三羟甲基乙烷、季戊四醇、二三羟甲基丙烷、二季戊四醇、山梨醇、甘露醇以及相应的烷氧基化,特别是乙氧基化和丙氧基化的醇。
此外,所述基团还包括例如烷氧基化的酚类化合物,如乙氧基化和丙氧基化双酚。
此外,这些反应性减黏剂可以是例如环氧或氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
例如,环氧(甲基)丙烯酸酯是可通过本领域技术人员已知的,环氧化烯烃或多-或二缩水甘油醚如双酚A二缩水甘油醚与(甲基)丙烯酸反应得到的那些。
特别地,氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯是本领域技术人员同样已知的,(甲基)丙烯酸羟基烷基酯与多-或二异氰酸酯反应的产物。
这样的环氧和氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯作为“混合的形式”被包括在上文列举的化合物中。
如果使用反应性减黏剂,则它们的量和性能必须与相应的条件相匹配,使得一方面实现满意的期望的效果,例如根据本发明的组合物的期望的颜色,但是另一方面,不过度地损害液晶组合物的相行为。例如,低交联(高交联)液晶组合物可以使用具有相对低(高)的每分子反应性单元的数量的相应的反应性减黏剂制备。
例如,稀释剂的组包括:
C1-C4-醇,例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇,和特别地C5-C12-醇,正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇、正癸醇、正十一烷醇和正十二烷醇及其异构体,二醇,例如1,2-乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、1,2-、2,3-和1,4-丁二醇、二-和三乙二醇及二-和三-丙二醇,醚,例如甲基叔丁基醚、1,2-乙二醇单-和二-甲基醚、1,2-乙二醇单-和二-乙基醚、3-甲氧基丙醇、3-异丙氧基丙醇、四氢呋喃和二氧六环,酮,例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮和二丙酮醇(4-羟基-4-甲基-2-戊酮),C1-C5-烷基酯,例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯和乙酸戊酯,脂肪族和芳族烃,例如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、异辛烷、石油醚、甲苯、二甲苯、乙苯、四氢萘、十氢萘、二甲基萘,白色溶剂油、矿物油,例如汽油、煤油、柴油和取暖油,还有天然油,例如橄榄油、大豆油、菜籽油、亚麻籽油和葵花籽油。
当然还可以在根据本发明的组合物中使用这些稀释剂的混合物。
只要存在至少部分的混溶性,这些稀释剂就还可以与水混合。在此合适的稀释剂的实例是C1-C4-醇,例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇和仲丁醇,二醇,例如1,2-乙二醇、1,2-和1,3-丙二醇、1,2-、2,3-和1,4-丁二醇、二-和三-乙二醇及二-和三-丙二醇,醚,例如四氢呋喃和二氧六环,酮,例如丙酮、甲基乙基酮和二丙酮醇(4-羟基-4-甲基-2-戊酮),和C1-C4-烷基酯,例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯和乙酸丁酯。
任选以约0至10.0重量%,优选约0至5.0重量%的比例使用稀释剂,基于所述可聚合LC材料的总重量。
不能将消泡剂和除气剂(c1))、润滑剂和流动助剂(c2))、热固化或辐射固化助剂(c3))、基板润湿助剂(c4))、润湿和分散助剂(c5))、疏水剂(c6))、粘合促进剂(c7))和促进抗划伤性的助剂(c8))严格地以其作用彼此划定界限。
例如,润滑剂和流动助剂还常常用作消泡剂和/或除气剂和/或促进抗划伤性的助剂。辐射固化助剂还可以用作润滑剂和流动助剂和/或除气剂和/或基板润湿助剂。在各种情况下,这些助剂中的一些还可以实现粘合促进剂(c8))的功能。
相应于上文所述的,因此可以将某些添加剂分类为下文描述的若干个c1)至c8)组。
在c1)组中消泡剂包括无硅和含硅聚合物。含硅聚合物是例如未改性或改性的聚二烷基硅氧烷或包含聚二烷基硅氧烷和聚醚单元的支化共聚物、梳形或嵌段共聚物,后者可由环氧乙烷或环氧丙烷得到。
在c1)组中除气剂包括例如有机聚合物,例如聚醚和聚丙烯酸酯、二烷基聚硅氧烷,特别是二甲基聚硅氧烷,有机改性的聚硅氧烷,例如芳基烷基改性的聚硅氧烷,以及氟硅酮。
消泡剂的作用基本上基于防止泡沫形成或破坏已经形成的泡沫。在待脱气的介质中,例如根据本发明的组合物中,消泡剂基本上通过促进细分气体或空气气泡合并以得到更大的气泡来起作用,并由此加速气体(或空气)的逸出。由于消泡剂经常还可以用作除气剂并且反之亦然,因此这些添加剂已经一并被包括在c1)组中。
例如,这样的助剂可以从Tego以Foamex 800、Foamex 805、Foamex 810、Foamex 815、Foamex 825、Foamex835、Foamex 840、Foamex 842、Foamex 1435、Foamex 1488、Foamex 1495、Foamex 3062、Foamex 7447、Foamex 8020、Foamex N、Foamex K 3、Antifoam2-18、Antifoam 2-18、Antifoam 2-57、Antifoam 2-80、Antifoam 2-82、Antifoam 2-89、Antifoam 2-92、Antifoam 14、Antifoam 28、Antifoam 81、Antifoam D 90、Antifoam 93、Antifoam 200、Antifoam201、Antifoam 202、Antifoam 793、Antifoam 1488、Antifoam 3062、5803、5852、5863、7008、Antifoam 1-60、Antifoam 1-62、Antifoam 1-85、Antifoam 2-67、Antifoam WM 20、Antifoam 50、Antifoam 105、Antifoam730、Antifoam MR 1015、Antifoam MR 1016、Antifoam1435、Antifoam N、Antifoam KS 6、Antifoam KS 10、Antifoam KS 53、Antifoam KS 95、Antifoam KS 100、Antifoam KE 600、Antifoam KS 911、Antifoam MR 1000、Antifoam KS 1100、Airex 900、Airex 910、Airex931、Airex 935、Airex 936、Airex 960、Airex 970、Airex 980和Airex 985商购得到和从BYK以-011、-019、-020、-021、-022、-023、-024、-025、-027、-031、-032、-033、-034、-035、-036、-037、-045、-051、-052、053、-055、-057、-065、-066、-070、-080、-088、-141和-A 530商购得到。
在c1)组中的助剂任选以约0至3.0重量%,优选约0至2.0重量%的比例使用,基于所述可聚合LC材料的总重量。
在c2)组中,润滑剂和流动助剂通常包括无硅和含硅的聚合物,例如聚丙烯酸酯或改性剂,低分子量聚二烷基硅氧烷。所述改性在于烷基中的一些已经被宽泛的多种有机基团替代。这些有机基团是例如聚醚、聚酯或甚至长链烷基基团,前者最常使用。
在相应地改性的聚硅氧烷中聚醚基团通常由环氧乙烷和/或环氧丙烷单元构成。通常,在改性的聚硅氧烷中这些环氧烷烃单元的比例越高,所得产物的亲水性越高。
例如,这样的助剂可以从Tego以Glide 100、Glide ZG 400、Glide 406、Glide 410、Glide 411、Glide 415、Glide 420、Glide 435、Glide 440、Glide450、Glide A 115、Glide B 1484(还可以用作消泡剂和除气剂)、Flow ATF、Flow 300、Flow 460、Flow 425和Flow ZFS 460商购得到。合适的可辐射固化的润滑剂和流动助剂,其还可以用于改进抗划伤性,是产品Rad 2100、Rad 2200、Rad 2500、Rad 2600和Rad 2700,其同样可得自TEGO。
例如,这样的助剂还可以从BYK以-300-306、-307、-310、-320、-333、-341、354、361、361N、388得到。
例如,这样的助剂还可以从Merck KGaA以FL 2300和FL 2500得到。
在c2)组中的助剂任选以约0至3.0重量%,优选约0至2.0重量%的量使用,基于所述可聚合LC材料的总重量。
在c3)组中,辐射固化助剂包括特别是具有末端双键的聚硅氧烷,例如该末端双键为丙烯酸酯基的成分。这样的助剂可以通过光化或例如电子辐射交联。这些助剂通常将若干种性能结合在一起。在未交联状态下,它们可以用作消泡剂、除气剂、润滑剂和流动助剂和/或基板润湿助剂,而在交联状态下,它们特别地提高例如可以使用根据本发明的组合物制备的涂层或膜的抗划伤性。精确地例如那些涂层或膜的光泽性能的改进基本上被认为是作为消泡剂、除气剂和/或润滑剂和流动助剂(在未交联状态下)的这些助剂作用的结果。
合适的辐射固化助剂的实例是可得自TEGO的产品Rad 2100、Rad 2200、Rad 2500、Rad 2600和Rad 2700和可得自BYK的产品-371。
在c3)组中热固化助剂包含例如伯OH基团,其能够与例如粘合剂的异氰酸酯基反应。
可用的热固化助剂的实例是可得自BYK的产品-370、-373和-375。
在c3)组中的助剂任选以约0至5.0重量%,优选约0至3.0重量%的比例使用,基于所述可聚合LC材料的总重量。
在c4)组中的基板润湿助剂特别地用于提高待例如由印刷油墨或涂料组合物(例如根据本发明的组合物)印刷或涂覆的基板的润湿性。通常伴随的这样的印刷油墨或涂料组合物的润滑和流动行为的改进对制成的(例如交联的)印刷品或涂层的外观有影响。
宽泛的多种这样的助剂例如可从Tego以Wet KL 245、Wet250、Wet 260和Wet ZFS 453和从BYK以-306、-307、-310、-333、-344、-345、-346和-348商购得到。
在c4)组中的助剂任选以约0至3.0重量%,优选约0至1.5重量%的比例使用,基于所述液晶组合物的总重量。
在c5)组中的润湿和分散助剂特别地用于防止颜料的浮色和发花及沉积,并因此(如果必要的话)特别适用于着色的组合物中。
这些助剂基本上通过包含这些添加剂的颜料颗粒的静电排斥和/或空间位阻使颜料分散体稳定化,其中在后一种情况下,助剂与周围介质(例如粘合剂)的相互作用起到重要作用。
由于这样润湿和分散助剂的使用例如在印刷油墨和漆料技术领域中是常用实践,因此合适的该类型的助剂的选择通常不会给本领域技术人员带来任何困难(如果使用它们的话)。
这样的润湿和分散助剂例如可从Tego以Dispers 610、Dispers 610S、Dispers 630、Dispers 700、Dispers 705、Dispers 710、Dispers 720W、Dispers 725W、Dispers 730W、Dispers 735W和Dispers 740W和从BYK以-107、-108、-110、-111、-115、-130、-160、-161、-162、-163、-164、-165、-166、-167、-170、-174、-180、-181、-182、-183、-184、-185、-190、Anti--U、Anti--U 80、Anti-P、Anti--203、Anti--204、Anti--206、-151、-154、-155、-P 104S、-P 105、-WS和商购得到。
在c5)组中的助剂的量以助剂的平均分子量使用。因此在任何情况下,预先的实验是可取的,但是这可以由本领域技术人员简单地完成。
在c6)组中的疏水剂可以用于赋予例如使用根据本发明的组合物制造的印刷品或涂层憎水性能。这防止或至少大大地抑制了由于水吸收的溶胀和由此例如这样的印刷品或涂层的光学性能的改变。此外,当例如在胶版印刷中使用所述组合物作为印刷油墨时,由此可以防止或至少大幅度地降低水吸收。
这样的疏水剂例如可从Tego以Phobe WF、Phobe 1000、Phobe 1000S、Phobe 1010、Phobe 1030、Phobe 1010、Phobe 1010、Phobe 1030、Phobe 1040、Phobe 1050、Phobe 1200、Phobe 1300、Phobe 1310和Phobe 1400商购得到。
在c6)组中的助剂任选以约0至5.0重量%,优选约0至3.0重量%的比例使用,基于所述可聚合LC材料的总重量。
来自c7)组的另外的粘合促进剂用于改进接触的两个界面的黏附性。由此直接显然的是基本上,有效的粘合促进剂的唯一部分是位于一个或另一个界面或两个界面处的部分。如果例如期望将液体或糊状印刷油墨、涂料组合物或漆料施加到固体基板,这通常意味着必须将粘合促进剂直接加入到后者中,或者必须用粘合促进剂预处理基板(也称为上底漆),即赋予该基板改变的化学和/或物理表面性能。
如果已经用底漆预先对基板上底漆,这意味着接触的界面一方面是底漆的界面和另一方面是印刷油墨或涂料组合物或漆料的界面。在这种情况下,不仅基板和底漆之间的粘附性能,而且基板和印刷油墨或涂料组合物或漆料之间的粘附性能也在基板上的整个多层结构的黏附性中起到作用。
可以被提及的更广泛意义上的粘合促进剂也是已经在c4)组中列举的基板润湿助剂,但是这些通常不具有相同的粘合促进能力。
鉴于基板和旨在用于例如它们的印刷或涂覆的印刷油墨、涂料组合物和漆料的广泛变化的物理和化学特性,粘合促进剂体系的多样性并不是令人惊奇的。
基于硅烷的粘合促进剂是例如3-氨基丙基三甲氧基硅烷,3-氨基丙基三乙氧基硅烷,3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷,N-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷,N-氨基乙基-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷,N-甲基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷,3-脲基丙基三乙氧基硅烷,3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷,3-巯基丙基三甲氧基硅烷,3-氯丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷。这些和其他硅烷可从Hüls例如以商品名商购得到。
通常应当使用来自这样的添加剂的制造商的相应的技术信息,或者本领域技术人员可以以简单的方式通过相应的初步实验得到该信息。
然而,如果要将这些添加剂作为来自c7)组的助剂加入到根据本发明的可聚合LC材料中,则它们的比例任选对应于约0至5.0重量%,基于所述可聚合LC材料的总重量。这些浓度数据仅仅作为指导,因为添加剂的量和特性(identity)在每种单独的情况下通过基板和印刷/涂料组合物的性质确定。对于该情况,相应的技术信息通常可得自这样的添加剂的制造商,或者可以由本领域技术人员以简单的方式通过相应的初步实验确定。
在c8)组中的用于改进抗划伤性的助剂包括例如上文提及的可得自Tego的产品Rad 2100,Rad 2200,Rad 2500,Rad 2600和Rad 2700。
对c3)组给出的量的数据同样适用于这些助剂,即这些添加剂任选以约0至5.0重量%,优选约0至3.0重量%的比例使用,基于所述液晶组合物的总重量。
可以提及的光、热和/或另外的氧化稳定剂的实例是以下物质:
烷基化单苯酚,如2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚、2-叔丁基-4,6-二甲基苯酚、2,6-二-叔丁基-4-乙基苯酚、2,6-二-叔丁基-4-正丁基苯酚、2,6-二-叔丁基-4-异丁基苯酚、2,6-二环戊基-4-甲基苯酚、2-(α-甲基环己基)-4,6-二甲基苯酚、2,6-二(十八烷基)-4-甲基苯酚、2,4,6-三环己基苯酚、2,6-二-叔丁基-4-甲氧基甲基苯酚,具有直链或支链侧链的壬基苯酚,例如2,6-二壬基-4-甲基苯酚、2,4-二甲基-6-(1′-甲基十一烷-1′-基)苯酚、2,4-二甲基-6-(1′-甲基十七烷-1′-基)苯酚、2,4-二甲基-6-(1′-甲基十三烷-1′-基)苯酚和这些化合物的混合物,烷基硫代甲基苯酚,如2,4-二辛基硫代甲基-6-叔丁基苯酚、2,4-二辛基硫代甲基-6-甲基苯酚、2,4-二辛基硫代甲基-6-乙基苯酚和2,6-二(十二烷基)硫代甲基-4-壬基苯酚,
氢醌和烷基化氢醌,如2,6-二叔丁基-4-甲氧基苯酚、2,5-二叔丁基氢醌、2,5-二叔戊基氢醌(2,5-di-tert-amylhydrocrainone)、2,6-二苯基-4-十八烷氧基苯酚、2,6-二-叔丁基氢醌、2,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲醚、3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲醚、硬脂酸3,5-二-叔丁基-4-羟基苯酯和双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)己二酸酯,
生育酚,如α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚和这些化合物的混合物,以及生育酚衍生物,如生育酚乙酸酯、琥珀酸酯、烟酸酯和聚氧乙烯琥珀酸酯(“tocofersolate”),
羟基化二苯基硫醚,如2,2′-硫代双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、2,2′-硫代双(4-辛基苯酚)、4,4′-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4,4′-硫代双(6-叔丁基-2-甲基苯酚)、4,4′-硫代双(3,6-二-仲戊基苯酚)和4,4′-双(2,6-二甲基-4-羟基苯基)二硫醚,
亚烷基双酚,例如2,2′-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、2,2′-亚甲基双(6-叔丁基-4-乙基苯酚)、2,2′-亚甲基双[4-甲基-6-(α-甲基环己基)苯酚]、2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚)、2,2′-亚甲基双(6-壬基-4-甲基苯酚)、2,2′-亚甲基双(4,6-二-叔丁基苯酚)、2,2-亚乙基双(4,6-二-叔丁基苯酚)、2,2′-亚乙基双(6-叔丁基-4-异丁基苯酚)、2,2′-亚甲基双[6-(α-甲基苄基)-4-壬基苯酚]、2,2′-亚甲基双[6-(α,α-二甲基苄基)-4-壬基苯酚]、4,4′-亚甲基双(2,6-二-叔丁基苯酚)、4,4′-亚甲基双(6-叔丁基-2-甲基苯酚)、1,1-双(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)丁烷、2,6-双(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苄基)-4-甲基苯酚、1,1,3-三(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)丁烷、1,1-双(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)-3-正十二烷基-巯基丁烷、乙二醇双[3,3-双(3′-叔丁基-4′-羟基苯基)丁酸酯]、双(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)二环戊二烯,双[2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-甲基苄基)-6-叔丁基-4-甲基苯基]对苯二甲酸酯、1,1-双(3,5-二甲基-2-羟基苯基)丁烷、2,2-双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)-4-正十二烷基-巯基丁烷和1,1,5,5-四(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)戊烷,
O-、N-和S-苄基化合物,如3,5,3′,5′-四-叔丁基-4,4′-二羟基二苄基醚、4-羟基-3,5-二甲基苄基巯基乙酸十八烷酯、4-羟基-3,5-二-叔丁基苄基巯基乙酸十三烷酯、三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)胺、双(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)二硫代对苯二甲酸酯、双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)硫醚和异辛基-3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基巯基乙酸酯,
芳族羟基苄基化合物,如1,3,5-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)-2,4,6-三甲基-苯、1,4-双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)-2,3,5,6-四甲基-苯和2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯酚,
三嗪化合物,如2,4-双(辛基巯基)-6-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯胺基)-1,3,5-三嗪、2-辛基巯基-4,6-双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯胺基)-1,3,5-三嗪、2-辛基巯基-4,6-双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯氧基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯氧基)-1,2,3-三嗪、1,3,5-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰尿酸酯、2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基乙基)-1,3,5-三嗪、1,3,5-三-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基丙酰基)六氢-1,3,5-三嗪、1,3,5-三(3,5-二环己基-4-羟基苄基)异氰尿酸酯和1,3,5-三(2-羟基乙基)异氰尿酸酯,
苄基膦酸酯,如2,5-二-叔丁基-4-羟基苄基膦酸二甲酯、3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基膦酸二乙酯、3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基膦酸二(十八烷)酯和5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苄基膦酸二(十八烷)酯,
酰基氨基苯酚,如4-羟基月桂酰苯胺、4-羟基硬脂酰苯胺和N-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)氨基甲酸辛酯,
例如单羟基或多羟基醇的丙酸酯和乙酸酯,如甲醇、乙醇、正辛醇、异辛醇、十八烷醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、硫代二乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、季戊四醇、三(羟基乙基)异氰尿酸酯、N,N′-双(羟基乙基)草酰胺、3-硫杂十一烷醇、3-硫杂十五烷醇、三甲基己二醇、三羟甲基丙烷和4-羟基甲基-1-膦杂(phospha)-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]-辛烷的丙酸酯和乙酸酯,
基于胺衍生物的丙酰胺,如N,N′-双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基丙酰基)六亚甲基二胺、N,N′-双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基丙酰基)三亚甲基二胺和N,N′-双(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基丙酰基)肼,
抗坏血酸(维生素C)和抗坏血酸衍生物,如抗坏血酸棕榈酸酯、抗坏血酸月桂酸酯和抗坏血酸硬脂酸酯,以及抗坏血酸硫酸酯和抗坏血酸磷酸酯,
基于胺化合物的抗氧剂,如N,N′-二异丙基-对苯二胺、N,N′-二-仲丁基-对苯二胺、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对苯二胺、N,N′-双(1-乙基-3-甲基戊基)-对苯二胺、N,N′-双(1-甲基庚基)-对苯二胺、N,N′-二环己基-对苯二胺、N,N′-二苯基-对苯二胺、N,N′-双(2-萘基)-对苯二胺、N-异丙基-N′-苯基-对苯二胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基-对苯二胺、N-(1-甲基庚基)-N′-苯基-对苯二胺、N-环己基-N′-苯基-对苯二胺、4-(对甲苯氨磺酰基)二苯胺、N,N′-二甲基-N,N′-二-仲丁基-对苯二胺、二苯胺、N-烯丙基二苯胺、4-异丙氧基二苯胺、N-苯基-1-萘胺、N-(4-叔辛基苯基)-1-萘胺、N-苯基-2-萘胺,辛基-取代的二苯胺,如p,p′-二-叔辛基二苯胺、4-正丁基氨基苯酚、4-丁酰基氨基苯酚、4-壬酰基氨基苯酚、4-十二烷酰基氨基苯酚、4-十八烷酰基氨基苯酚、双(4-甲氧基苯基)胺、2,6-二-叔丁基-4-二甲基氨基甲基苯酚、2,4-二氨基二苯基甲烷、4,4′-二氨基二苯基甲烷、N,N,N′,N′-四甲基-4,4′-二氨基二苯基甲烷、1,2-双[(2-甲基苯基)氨基]乙烷、1,2-双(苯基氨基)丙烷、(邻甲苯基)双胍、双[4-(1′,3′-二甲基丁基)苯基]胺、叔辛基-取代的N-苯基-1-萘胺、单-和二-烷基化叔丁基/叔辛基二苯胺的混合物、单-和二-烷基化壬基二苯胺的混合物,单-和二-烷基化十二烷基二苯胺的混合物、单-和二-烷基化异丙基/异己基二苯胺的混合物、单-和二-烷基化叔丁基二苯胺的混合物、2,3-二氢-3,3-二甲基-4H-1,4-苯并噻嗪、吩噻嗪、单-和二-烷基化叔丁基/叔辛基吩噻嗪的混合物、单-和二-烷基化叔辛基吩噻嗪的混合物、N-烯丙基吩噻嗪、N,N,N′,N′-四苯基-1,4-二氨基丁-2-烯、N,N-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)六亚甲基二胺、双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮和2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇,
膦、亚磷酸酯和亚膦酸酯,如三苯基膦、三苯基亚磷酸酯、二苯基烷基亚磷酸酯、苯基二烷基亚磷酸酯、三(壬基苯基)亚磷酸酯、亚磷酸三月桂基酯、亚磷酸三(十八烷基)酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、二异癸基季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二异癸氧基季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4,6-三(叔丁基苯基))季戊四醇二亚磷酸酯、三硬脂基山梨醇三亚磷酸酯、四(2,4-二-叔丁基苯基)4,4′-二亚苯基二亚膦酸酯、6-异辛氧基-2,4,8,10-四-叔丁基-12H-二苯并[d,g]-1,3,2-二氧杂磷杂环辛烯(dioxaphosphocine)、6-氟-2,4,8,10-四-叔丁基-12-甲基-二苯并[d,g]-1,3,2-二氧杂磷杂环辛烯、双(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)甲基亚磷酸酯和双(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)乙基亚磷酸酯,
2-(2′-羟基苯基)苯并三唑,如2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑、2-(3′,5′-二-叔丁基-2′-羟基苯基)苯并三唑、2-(5′-叔丁基-2′-羟基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-5′-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基)苯并三唑、2-(3′,5′-二-叔丁基-2′-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(3′-仲丁基-5′-叔丁基-2′-羟基苯基)苯并三唑、2-(2′-羟基-4′-辛氧基苯基)苯并三唑、2-(3′,5′-二叔戊基-2′-羟基苯基)苯并三唑、2-(3,5′-双-(α,α-二甲基苄基)-2′-羟基苯基)苯并三唑,以下的混合物:2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-辛氧基羰基乙基)苯基)-5-氯苯并三唑、2-(3′-叔丁基-5′-[2-(2-乙基己氧基)羰基乙基]-2′-羟基苯基)-5-氯苯并三唑、2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-甲氧基羰基乙基)苯基)-5-氯苯并三唑、2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-甲氧基羰基乙基)苯基)苯并三唑、2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-辛氧基羰基乙基)苯基)苯并三唑、2-(3′-叔丁基-5′-[2-(2-乙基己氧基)羰基乙基]-2′-羟基苯基)苯并三唑、2-(3′-十二烷基-2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并三唑和2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-异辛氧基羰基乙基)苯基苯并三唑、2,2′-亚甲基双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-苯并三唑-2-基苯酚];2-[3′-叔丁基-5′-(2-甲氧基羰基乙基)-2′-羟基苯基]-2H-苯并三唑与聚乙二醇300的完全酯化的产物;[R—CH2CH2—COO(CH2)3□2,其中R=3’-叔丁基-4’-羟基-5’-2H-苯并三唑-2-基苯基],
含硫过氧化物清除剂和含硫抗氧剂,如3,3′-硫代二丙酸的酯,例如月桂基、硬脂基、肉豆蔻基和十三烷基酯,巯基苯并咪唑和2-巯基苯并咪唑的锌盐,二硫代氨基甲酸二丁基锌,二(十八烷基)二硫醚和季戊四醇四(β-十二烷基巯基)丙酸酯,
2-羟基二苯甲酮,如4-羟基、4-甲氧基、4-辛氧基、4-癸氧基、4-十二烷氧基、4-苄氧基、4,2′,4′-三羟基和2′-羟基-4,4′-二甲氧基衍生物,
未取代和取代苯甲酸的酯,如水杨酸4-叔丁基苯酯、水杨酸苯酯、水杨酸辛基苯酯、二苯甲酰间苯二酚、双(4-叔丁基苯甲酰)间苯二酚、苯甲酰间苯二酚、3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸2,4-二-叔丁基苯基酯、十六烷基-3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、十八烷基-3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸酯和2-甲基-4,6-二-叔丁基苯基-3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸酯,
丙烯酸酯,如α-氰基-β,β-二苯基丙烯酸乙酯、α-氰基-β,β-二苯基丙烯酸异辛酯、α-甲氧基羰基肉桂酸甲酯、α-氰基-β-甲基-对甲氧基肉桂酸甲酯、丁基-α-氰基-β-甲基-对甲氧基肉桂酸酯和甲基-α-甲氧基羰基-对甲氧基肉桂酸酯,空间位阻胺,如双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)琥珀酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)癸二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)-正丁基-3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基丙二酸酯、1-(2-羟基乙基)-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶和琥珀酸的缩合产物、N,N′-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)六亚甲基二胺和4-叔辛基氨基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的缩合产物、三(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)次氮基三乙酸酯、四(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)1,2,3,4-丁烷四羧酸酯、1,1′-(1,2-亚乙基)双(3,3,5,5-四甲基哌嗪酮)、4-苯甲酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-硬脂基氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)2-正丁基-2-(2-羟基-3,5-二-叔丁基苄基)丙二酸酯、3-正辛基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4.5]癸烷-2,4-二酮、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)琥珀酸酯、N,N′-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)六亚甲基二胺和4-吗啉代-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的缩合产物、2-氯-4,6-双(4-正丁基氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-1,3,5-三嗪和1,2-双(3-氨基丙基氨基)乙烷的缩合产物、2-氯-4,6-二(4-正丁基氨基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)-1,3,5-三嗪和1,2-双(3-氨基丙基氨基)乙烷的缩合产物、8-乙酰基-3-十二烷基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4.5]-癸烷-2,4-二酮、3-十二烷基-1-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)吡咯烷-2,5-二酮、3-十二烷基-1-(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)吡咯烷-2,5-二酮、4-十六烷氧基-和4-硬脂基氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶的混合物、N,N′-双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)六亚甲基二胺和4-环己基氨基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的缩合产物、1,2-双(3-氨基丙基氨基)乙烷和2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪的缩合产物、4-丁基氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)-正十二烷基琥珀酰亚胺、N-(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)-正十二烷基琥珀酰亚胺、2-十一烷基-7,7,9,9-四甲基-1-氧杂-3,8-二氮杂-4-氧代-螺[4.5]-癸烷、7,7,9,9-四甲基-2-环十一烷基-1-氧杂-3,8-二氮杂-4-氧代螺-[4.5]癸烷和环氧氯丙烷的缩合产物、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶与四羟甲基乙炔二脲和聚(甲氧基丙基-3-氧基)-[4(2,2,6,6-四甲基)哌啶基]-硅氧烷的缩合产物,
草酰胺,如4,4′-二辛氧基草酰苯胺、2,2′-二乙氧基草酰苯胺、2,2′-二辛氧基-5,5′-二-叔丁草酰苯胺(butoxanilide)、2,2′-二(十二烷氧基)-5,5′-二-叔丁草酰苯胺、2-乙氧基-2′-乙基草酰苯胺、N,N′-双(3-二甲基氨基丙基)草酰胺、2-乙氧基-5-叔丁基-2′-乙草酰苯胺(ethoxanilide)及其与2-乙氧基-2′-乙基-5,4′-二-叔丁草酰苯胺的混合物、和邻-、对-甲氧基-二取代的草酰苯胺的混合物及邻-和对-乙氧基-二取代草酰苯胺的混合物,以及
2-(2-羟基苯基)-1,3,5-三嗪,如2,4,6-三-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-(2,4-二羟基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(2-羟基-4-丙氧基苯基)-6-(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-4,6-双(4-甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-(2-羟基-4-十二烷氧基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-(2-羟基-4-十三烷氧基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[2-羟基-4-(2-羟基-3-丁氧基丙氧基)苯基]-4,6-双(2,4-二甲基)-1,3,5-三嗪、2-[2-羟基-4-(2-羟基-3-辛氧基丙氧基)苯基]-4,6-双(2,4-二甲基)-1,3,5-三嗪、2-[4-(十二烷氧基/十三烷氧基-2-羟基丙氧基)-2-羟基苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-[2-羟基-4-(2-羟基-3-十二烷氧基丙氧基)苯基]-4,6-双-(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪、2-(2-羟基-4-己氧基苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪、2-(2-羟基-4-甲氧基苯基)-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪、2,4,6-三[2-羟基-4-(3-丁氧基-2-羟基丙氧基)苯基]-1,3,5-三嗪和2-(2-羟基苯基)-4-(4-甲氧基苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪。
在另一优选的实施方式中,可聚合的LC材料包含一种或多种特定抗氧化剂添加剂,优选选自位阻酚类抗氧化剂,特定而言为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸十八烷酯,其作为1076可购自Ciba,Switzerland。
RM的聚合优选地在于光化辐射的波长下吸收的引发剂的存在下进行。为此目的,优选地,可聚合的LC材料含有一种或多种聚合引发剂。
举例而言,当通过UV光聚合时,可使用光引发剂,其在UV照射下分解,生成使聚合反应开始的自由基或离子。为了聚合丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团,优选地使用自由基光引发剂。为了聚合乙烯基、环氧基团或氧杂环丁烷基团,优选地使用阳离子光引发剂。也有可能使用热聚合引发剂,其在加热时分解,产生使聚合开始的自由基或离子。典型的自由基光引发剂为例如市售的(Ciba AG),例如,Irgacure 127、Irgacure 184、Irgacure 369、Irgacure 651、Irgacure 817、Irgacure 907、Irgacure1300、Irgacure、Irgacure 2022、Irgacure 2100、Irgacure 2959或Darcure TPO。在另一优选的实施方式中,可聚合的LC材料包含一种或多种,更优选地两种或更多种这样的光引发剂的组合。
典型的阳离子光引发剂为例如UVI 6974(Union Carbide)。
可聚合的LC材料中的整体聚合引发剂(一种或多种)的浓度优选为0.1%至10%,非常优选为0.5%至8%,更优选为2%至6%。
优选地,除季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)以外,可聚合的LC材料还包含:
a)一种或多种单反应性、双反应性或多反应性可聚合的介晶化合物,
b)一种或多种双反应性或多反应性可聚合的介晶化合物,
c)一种或多种另外的抗氧化添加剂,
d)一种或多种光引发剂,
e)任选的一种或多种粘合促进剂,
f)任选的一种或多种表面活性剂,
g)任选的一种或多种稳定剂,
h)任选的一种或多种单反应性、双反应性或多反应性可聚合的非介晶化合物,
i)任选的一种或多种染料,其展示在用于引发光聚合的波长下的最大吸收,
j)任选的一种或多种链转移剂,
k)任选的一种或多种稳定剂,
l)任选的一种或多种润滑剂及流动助剂,及
m)任选的一种或多种稀释剂。
更优选地,除季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)以外,可聚合的LC材料包含:
a)一种或多种,优选两种或更多种单反应性可聚合的介晶化合物,优选呈10重量%至95重量%,非常优选25重量%至85重量%的量,优选选自式MRM-1和/或式MRM-7的化合物,
b)一种或多种,优选两种或更多种双反应性可聚合的介晶化合物,优选呈10重量%至90重量%,非常优选15重量%至75重量%的量,优选选自式DRMa-1的化合物,
c)任选的一种或多种抗氧化添加剂,优选选自未经取代及经苯甲酸取代的酯,特定而言为1076,且若存在,优选呈0.01重量%至2重量%,非常优选0.05重量%至1重量%的量,
d)一种或多种光引发剂,优选选自651和/或907,优选呈0.1重量%至10重量%,非常优选0.5重量%至8重量%的量,
e)任选的一种或多种润滑剂及流动助剂,优选选自388,且若存在,优选呈0重量%至5重量%,非常优选0.1重量%至3重量%的量,及
f)任选的一种或多种稀释剂,优选选自正十二醇,若存在,优选呈0重量%至5重量%,非常优选0.1重量%至3重量%的量。
本发明还涉及通过以下步骤制备聚合物膜的方法
-将如上下文所述的可聚合LC材料的层提供到基板上,
-使可聚合LC材料聚合,和
-任选将经聚合的LC材料从基板上移除和/或任选将其提供到另一个基板上。
还可以将可聚合LC材料溶解在合适的溶剂中。
在另外优选的实施方案中,可聚合LC材料包含一种或多种溶剂,其优选选自有机溶剂。所述溶剂优选选自酮如丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基异丁基酮或环己酮;乙酸酯如乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯或乙酰乙酸甲酯;醇如甲醇、乙醇或异丙醇;芳族溶剂如甲苯或二甲苯;脂环烃如环戊烷或环己烷;卤化烃如二-或三-氯甲烷;二醇或其酯如PGMEA(丙二醇单甲醚乙酸酯)、γ-丁内酯。还可以使用以上溶剂的二元、三元或更高元的混合物。
在可聚合LC材料包含一种或多种溶剂的情况下,在所述一种或多种溶剂中包括RM的所有固体的总浓度优选是10至60%。
然后通过旋涂、印刷或其他已知的技术将该溶液涂覆或印刷到基板上,并且在聚合之前将溶剂蒸发掉。在绝大多数情况下,将混合物加热以促进溶剂的蒸发是合适的。
可以通过常规的涂覆技术如旋涂、棒涂或刮涂将可聚合LC材料施加到基板上。还可以通过专业人员已知的常规的印刷技术,如例如丝网印刷、胶版印刷、卷对卷印刷、凸版印刷、凹版印刷、轮转凹版印刷、柔版印刷、雕刻凹版印刷、移印、热封印刷、喷墨印刷或借助打印机(stamp)或印刷板印刷,将可聚合LC材料施加到基板上。
合适的塑料基板是专业人员已知的并描述于文献中,如例如用于光学膜工业中的常规的基板。特别合适和优选的用于聚合的基板是聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯醇(PVA)、聚碳酸酯(PC)、三乙酰纤维素(TAC)、或环烯烃聚合物(COP)、或公知的滤色材料,特别是三乙酰纤维素(TAC)、环烯烃聚合物(COP)或公知的滤色材料。
可聚合LC材料优选在整个层中显示均匀的配向。优选可聚合LC材料显示平面或垂面配向。Friedel-Creagh-Kmetz规则通过比较RM层和基板的表面能,可以用于预测混合物是否将采取平面或垂面配向:
若γRM>γS,则RM将显示垂面配向。
若γRM<γS,则RM将显示平面配向。
当基板的表面能相对低时,反应性介晶之间的分子间力比横跨RM-基板表面的力更强。因此,反应性介晶垂直于基板配向(垂面配向)以使分子间力最大化。
垂面配向还可以通过使用两亲性材料实现;可以将它们直接加入到可聚合LC材料中,或者可以用垂面配向层形式的这些材料处理基板。两亲性材料的极性头部化学键合至基板,和烃尾部垂直指向基板。两亲性材料和RM之间的分子间相互作用促进垂面配向。常用的两亲性表面活性剂描述于上文中。
用于促进垂面配向的另一种方法是对塑料基板施加电晕放电处理,从而在基板表面上产生醇或酮官能团。这些极性基团可以与存在于RM或表面活性剂中的极性基团相互作用以促进垂面配向。
当基板的表面张力大于RM的表面张力时,横跨界面的力占主导地位。如果反应性介晶平行于基板配向,因此RM的长轴可以与基板相互作用,则界面能最小化。
可以通过用聚酰亚胺层涂覆基板,然后用天鹅绒布摩擦配向层促进单向平面配向。
其他合适的配向层是本领域中已知的,如例如通过光配向制备的经摩擦的聚酰亚胺或配向层,如在US 5,602,661、US 5,389,698或US 6,717,644中所描述的。
一般而言,配向技术的综述由I.Sage在"Thermotropic Liquid Crystals",edited by G.W.Gray,John Wiley&Sons,1987,第75-77页中;和由T.Uchida和H.Seki在"Liquid Crystals-Applications and Uses第3卷",B.Bahadur编辑,World ScientificPublishing,Singapore 1992,第1-63页中给出。配向材料和技术的另外的综述由J.Cognard,Mol.Cryst.Liq.Cryst.78,Supplement 1(1981),第1-77页给出。
为了制备根据本发明的聚合物膜,通过原位聚合使在可聚合LC材料中的可聚合化合物聚合或交联(如果一种化合物包含两个或更多个可聚合基团)。
所述聚合可以在一步中进行。还可以在第二步中使在第一步中没有反应的化合物聚合或交联(“结束固化”)。
在优选的制备方法中,如例如在WO 01/20394、GB 2,315,072或WO 98/04651中所描述的,将可聚合LC材料涂覆在基板上,然后通过暴露于热或光化辐射使其聚合。
LC材料的聚合优选通过使其暴露于光化辐射实现。光化辐射是指用光如UV光、IR光或可见光辐照,用X-射线或伽马射线辐照,或者用高能粒子如离子或电子辐照。优选地,聚合通过特别是用UV光光辐照进行。作为用于光化辐射的源,可以使用例如单独的UV灯或一组UV灯。当使用高的灯功率时,可以降低固化时间。另一种可行的用于光辐射的源是激光,如例如UV激光、IR激光或可见激光。
固化时间尤其取决于可聚合LC材料的反应性,涂覆层的厚度,聚合引发剂的类型和UV灯的功率。固化时间优选为≤5分钟,非常优选≤3分钟,最优选≤1分钟。对于量产而言,优选≤30秒的短的固化时间。
合适的UV辐射功率优选在5至200mWcm-2的范围内,更优选在50至175mWcm-2的范围内和最优选在100至150mWcm-2的范围内。
与施加的UV辐射有关和作为时间的函数,合适的UV剂量优选在25至7200mJcm-2的范围内,更优选在500至7200mJcm-2的范围内和最优选在3000至7200mJcm-2的范围内。
聚合优选在惰性气体气氛中,优选在加热的氮气气氛中进行,但是在空气中聚合也是可行的。
聚合优选在1至70℃,优选5至50℃,甚至更优选15至30℃的温度下进行。
根据本发明的经聚合的LC膜对塑料基板,特别是对TAC、COP和滤色器具有良好的黏附性。因此,其可以用作随后的LC层的粘合剂或基础涂层,否则所述LC层将不会良好地粘附到基板上。
根据本发明的经聚合的LC膜的优选的厚度由膜或最终制品的期望的光学性能确定。例如,如果经聚合的LC膜不主要用作光学膜,而是例如用作粘合、配向或保护层,则其厚度优选为不大于1μm,特别地不大于0.5μm,非常优选不大于0.2μm。
例如,本发明的均匀地垂面或平面配向的聚合物膜可以例如在LCD中用作延迟或补偿膜以改进在大的视角下的对比度和亮度和降低色度。它们可以在LCD中的可切换液晶盒外部,或者在基板(通常是玻璃基板)之间使用,从而形成可切换液晶盒并容纳可切换液晶介质(盒内应用)。
对于聚合物膜的光学应用而言,其优选具有0.5至10μm,优选0.5至5μm,特别地0.5至3μm的厚度。
作为入射光束的波长(λ)的函数的聚合物膜的光学延迟(δ(λ))由以下等式(7)给出:
δ(λ)=(2πΔn·d)/λ (7)
其中(Δn)是膜的双折射率,(d)是膜的厚度和λ是入射光束的波长。
根据Snellius定律,作为入射光束的方向的函数的双折射率定义为
Δn=sinΘ/sinΨ (8)
其中sinΘ是入射角或在膜中光学轴的倾斜角,和sinΨ是相应的反射角。
基于这些定律,双折射率和因此光学延迟取决于膜的厚度和在膜中光学轴的倾斜角(参见Berek补偿器)。因此,技术人员意识到可以通过调节在聚合物膜中的液晶分子的取向来诱导不同的光学延迟或不同的双折射率。
根据本发明的聚合物膜的双折射率(Δn)优选在0.01至0.30的范围内,更优选在0.01至0.25的范围内和甚至更优选在0.01至0.16的范围内。
作为根据本发明的聚合物膜的厚度的函数的光学延迟是小于200nm,优选小于180nm和甚至更优选小于150nm。
特别是对于盒内应用,根据本发明的聚合物膜显示高的温度稳定性。因此,聚合物膜显示至多300℃,优选至多250℃,更优选至多230℃的温度稳定性。
本发明的聚合物膜还可以用作用于其他液晶或RM材料的配向膜。例如,它们可以用于LCD中以诱导或改进可切换液晶介质的配向,或者使涂覆在其上的可聚合LC材料的随后的层的配向。以该方式,可以制备可聚合LC膜的堆叠。
综上所述,根据本发明的经聚合的LC膜和可聚合的LC材料可以用于光学元件如偏振器、补偿器、配向层、圆偏振器或滤色器(在液晶显示器或投影系统中),装饰图像,用于制备液晶或效果颜料,和特别地用于具有空间变化反射颜色的反射膜,例如用于装饰的多色图像,信息存储或安全用途,如不可伪造的文件如身份证或信用卡、钞票等中。
根据本发明的经聚合的LC膜可以用于透射或反射类型的显示器中。它们可以用于常规的OLED显示器或LCD,特别是DAP(配向相变形)或VA(垂直配向)模式的LCD中,如例如ECB(电控双折射)、CSH(彩色超垂面)、VAN或VAC(垂直配向向列或胆甾醇)显示器、MVA(多畴垂直配向)或PVA(图案化垂直配向)显示器中,弯曲模式的显示器或混合型显示器中,如例如OCB(光学补偿弯曲盒或光学补偿双折射)、R-OCB(反射OCB)、HAN(混合配向向列)或pi-盒(π-盒)显示器中,此外TN(扭转向列)、HTN(高度扭转向列)或STN(超扭转向列)模式的显示器中,AMD-TN(有源矩阵驱动TN)显示器中,或IPS(面内切换)模式的显示器(其也被称为“超TFT”显示器)中。特别优选的是VA、MVA、PVA、OCB和pi-盒显示器。
根据本发明的可聚合材料和聚合物膜特别可用于如在EP 0 829 744、EP 0 887666A2、EP 0 887 692、US 6,046,849、US 6,437,915中和在"Proceedings o the SID 20thInternational Display Research Conference,2000",第280页中所描述的3D显示器。包含根据本发明的聚合物膜的该类型的3D显示器是本发明的另一个目的。
在上下文中特别参照优选的实施方案描述了本发明。应当理解在不背离本发明的精神和范围的情况下,在本文中可以进行各种改变和修改。
在上下文中提及的许多化合物或其混合物是可商购得到的。所有这些化合物是已知的或者可以通过如在文献中(例如在标准著作如Houben-Weyl,Methoden derOrganischen Chemie[Methods of Organic Chemistry],Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart中)所描述的本身已知的方法,准确地说在已知的和适用于所述反应的反应条件下制备。在此也可以使用本身已知而在此没有提及的变体。除非上下文另外明确指出,如本文所用的本文中的术语的复数形式被解释为包括单数形式,并且反之亦然。
在整个本申请中,除非另外明确说明,所有浓度以重量百分数为单位给出并涉及相应完整的混合物,所有的温度以摄氏度数(摄氏度)为单位以及所有温度差以摄氏度数为单位给出。除非另外明确说明,所用物理性能已经且是根据"Merck Liquid Crystals,Physical Properties of Liquid Crystals",Status Nov.1997,Merck KGaA(德国)测定并针对20℃的温度给出。光学各向异性(Δn)在589.3nm的波长下测定。
在整个本说明书的描述和权利要求书中,措辞“包括(comprise)”和“包含(contain)”以及该措辞的变体,例如“包括(comprising)”和“包含(comprises)”,是指“包括但不限于”,并且不旨在(且不)排除其他的组分。另一方面,措辞“包括”还包括术语“由……组成”但不限于其。
在整个本说明书的描述和权利要求书中,措辞“可获得的”及“获得的”及该措辞的变化形式意指“包括但不限于”,且并不意欲(且不)排除其他组分。另一方面,措词“可获得的”还涵盖但不限于术语“获得的”。
应当理解,当仍然落在本发明的范围内时,可以对本发明的前述实施方案进行改变。除非另外说明,否则用于相同、等同或类似目的的替代性的特征可以替换在本说明书中的公开的每个特征。因此,除非另外说明,所公开的每个特征仅仅是等同或类似特征的上位概念的一个实例。
在本说明书中公开的所有特征可以以除了其中这样的特征和/或步骤中至少一些相互排斥的结合方式之外的任何结合方式结合。特别地,本发明的优选的特征适用于本发明的所有方面并可以以任何结合方式结合。同样地,以非必要的结合方式描述的特征可以分开使用(不以结合的方式)。
应当理解上文所描述的许多特征,特别是优选实施方案的特征本身是创造性的,而不仅仅作为本发明的实施方案的一部分。除了目前要求保护的任何发明之外或者替代目前要求保护的任何发明,还可以寻求对这些特征的独立的保护。
现将参照以下工作实施例更加详细地描述本发明,所述工作实施例仅是示例性的而不限制本发明的范围。
以下实施例用于阐述本发明而不是限制本发明。
实施例
所使用的RM
针对以下混合物,使用以下RM:
除非明确地陈述,否则应用以下程序:
RM膜的通用涂布及固化程序
以1300rpm将可聚合的LC材料旋涂于作为基板的毛坯玻璃上持续30sec。接着在50℃的升高的温度下将经涂布RM膜退火至基板持续1分钟。
固化可聚合的LC材料是经由在氮气氛围下将可聚合的LC材料曝露至UV光实现。典型的固化条件为在180mW下用365nm滤波器在Omnicure灯中固化1.1sec。
椭圆偏振测量术
为测量固化膜的阻滞,使用Carys-eclipse椭偏仪。在角度-60°至+40°之间分析阻滞,使用具有550nm的波长的光源每20°进行收集。随后处理原始数据以计算Rth(针对垂面配向膜)或R0(针对平面配向膜)。
耐久性测试
为量化RM膜的耐久性,涂布且固化可聚合的LC材料。如上文在“椭圆偏振测量术”部分下给出来分析光学特性。接着将膜放置于150℃下的烘箱中持续总共24h的时间。在24h时,将膜从烘箱取出且冷却至室温,随后再次记录阻滞曲线。记录各膜的Rth(针对垂面配向膜)或R0(针对平面配向膜)且将其用于在经受高温之后量化Rth(针对垂面配向膜)或R0(针对平面配向膜)中的百分比下降。在各实验期间以相同条件生产及处理各混合物的三个膜以查明及最小化错误的结果。在各实验中,还包括无变化的混合物的基线作为参考点以比较经改变的混合物。基线膜将精确地经受相同处理且最小化实验之间的差异。
在COP基板上的配向及粘合
经由正交偏振器通过眼睛以及经由偏振光学显微术检查配向的品质。
使用Nichiban 305胶带测试来测试膜至基板的粘合。在100平方的交叉影线图案中刻痕膜。由此在交叉影线区域中的聚合物膜上施加305胶带且急速将其移除。若膜没被移除,则认为粘合性通过测试。
黄化
为了测试黄化效应,可聚合的LC材料溶解于环戊酮及甲基乙基酮(MEK)(2:1)中且在室温下保持在黑暗条件中持续75h。接着经由UV-Vis光谱测量溶液以量化溶液黄化程度。
若可适用,则上述测试中的各者的结果概括在下表中。
实施例1:制备以下混合物RMM-1。
为光引发剂,为稳定剂,两者均为市售的(Ciba AG,Basel,Swi tzer land)。
通过将1.0%的1076(对比实施例)、BHT(对比实施例)及1010(根据本发明)掺杂至大量(a bulk of)RMM-1中来制备测试混合物。使用上述方法由各测试混合物制备三个膜。在各情况下,记录Rth。接着将膜放置于150℃下的干燥烘箱中24小时且再次测量Rth。接着计算Rth中的差作为初始值的百分比,以测定膜在烘箱测试中损耗了多少阻滞性。结果概括于下表中:
实施例2:
制备以下混合物RMM-2。
为市售的光引发剂(Ciba AG,Basel,Switzerland)。
通过将1.0%的1010(根据本发明)掺杂至大量RMM-2中来制备测试混合物。使用上述方法由混合物(在具有或不具有1010的情况下)制备三个膜。在各情况下,记录Rth。接着将膜放置于150℃下的干燥烘箱中24小时且再次测量Rth。接着计算Rth中的差作为初始值的百分比,以测定膜在烘箱测试中损耗了多少阻滞性。结果概括于下表中:
实施例3:
制备以下混合物RMM-3。
通过将1.0%的1010(根据本发明)掺杂至大量RMM-3中来制备测试混合物。使用上述方法由混合物(在具有或不具有1010的情况下)制备三个膜。在各情况下,记录Rth。接着将膜放置于150℃下的干燥烘箱中24小时且再次测量Rth。接着计算Rth中的差作为初始值的百分比,以测定膜在烘箱测试中损耗了多少阻滞性。结果概括于下表中:
实施例4:
制备以下混合物RMM-4。
通过将1.0%的1010(根据本发明)掺杂至大量RMM-4中来制备测试混合物。使用上述方法由混合物(在具有或不具有1010的情况下)制备三个膜。在各情况下,记录Rth。接着将膜放置于150℃下的干燥烘箱中24小时且再次测量Rth。接着计算Rth中的差作为初始值的百分比,以测定膜在烘箱测试中损耗了多少阻滞性。结果概括于下表中:
实施例5:
制备以下混合物RMM-5。
通过将1.0%的1010(根据本发明)掺杂至大量RMM-5中来制备测试混合物。使用上述方法由混合物(在具有或不具有1010的情况下)制备三个膜。在各情况下,记录Rth。接着将膜放置于150℃下的干燥烘箱中24小时且再次测量Rth。接着计算Rth中的差作为初始值的百分比,以测定膜在烘箱测试中损耗了多少阻滞性。结果概括于下表中:
实施例6:
制备以下混合物RMM-6。
通过将市售的1.0%的168(比较实施例)(Ciba AG,Basel,Switzerland)、1.0%的1010(根据本发明)分别掺杂至大量RMM-6来制备测试混合物。使用上述方法由混合物中的各者(在具有或不具有其他添加剂的情况下)制备三个膜。在各情况下,记录Rth。接着将膜放置于150℃下的干燥烘箱中70小时且再次测量Rth。接着计算Rth中的差作为初始值的百分比,以测定膜在烘箱测试中损耗了多少阻滞性。结果概括于下表中:
实施例7:
制备混合物RMM-6。
通过将1.0%的168及0.08%的1010及1.0%的1010及0.08%的1076分别掺杂至大量RMM-6来制备测试混合物。使用上述方法由混合物中的各者(在具有或不具有其他添加剂的情况下)制备三个膜。在各情况下,记录Rth。接着将膜放置于150℃下的干燥烘箱中70小时且再次测量Rth。接着计算Rth中的差作为初始值的百分比,以测定膜在烘箱测试中损耗了多少阻滞性。结果概括于下表中:
实施例8:
制备以下混合物RMM-7。
388为市售的流平剂(BYK,Wesel,Germany)。
通过将1.0%的1076(对比实施例)、BHT(对比实施例)及1010(根据本发明)掺杂至大量RMM-7中来制备测试混合物。通过以3000rpm在毛坯玻璃上旋涂相应混合物30sec,在50℃下退火60sec及在空气中用具有150mW的Omnicure灯在250nm至450nm下固化2sec而由各测试混合物制备三个膜。在各情况下,记录R0。接着将膜放置于150℃下的干燥烘箱中24小时且再次测量R0。接着计算R0中的差作为初始值的百分比,以测定膜在烘箱测试中损耗了多少阻滞性。结果概括于下表中:
实施例8:
制备混合物RMM-7。
通过将1.0%的1010(根据本发明)掺杂至大量RMM-7中来制备测试混合物。使用上述通用方法由混合物(在具有或不具有1010的情况下)制备三个膜。在各情况下,记录R0。接着将膜放置于150℃下的干燥烘箱中24小时且再次测量R0。接着计算R0中的差作为初始值的百分比,以测定膜在烘箱测试中损耗了多少阻滞性。结果概括于下表中:
实施例9:
制备混合物RMM-8。
通过将1.0%的1010(根据本发明)掺杂至大量RMM-8中来制备测试混合物。使用上述通用方法由混合物(在具有或不具有1010的情况下)制备三个膜。在各情况下,记录R0。接着将膜放置于150℃下的干燥烘箱中24小时且再次测量R0。接着计算R0中的差作为初始值的百分比,以测定膜在烘箱测试中损耗了多少阻滞性。结果概括于下表中:

Claims (18)

1.一种可聚合的LC材料,其包含至少一种单反应性介晶化合物、至少一种双反应性或多反应性介晶化合物及季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)。
2.根据权利要求1的可聚合的LC材料,其中至少一种双反应性或多反应性介晶化合物选自式DRM
P1-Sp1-MG-Sp2-P2 DRM
其中
P1及P2彼此独立地表示可聚合的基团,
Sp1及Sp2彼此独立地为间隔基团或单键,及
MG为棒状介晶基团,其优选选自式MG,
-(A1-Z1)n-A2- MG
其中
A1及A2在多次出现的情况下彼此独立地表示芳族或脂环族基团,其任选含有选自N、O及S的一个或多个杂原子且任选经L1单取代或多取代,
L1为P-Sp-、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR00R000、-C(=O)OR00、-C(=O)R00、-NR00R000、-OH、-SF5、任选经取代的甲硅烷基、具有1至12个C原子的芳基或杂芳基、具有1至12个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子任选经F或Cl替代,
R00及R000彼此独立地表示H或具有1至12个C原子的烷基,
Z1在多次出现的情况下彼此独立地表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR00-、-NR00-CO-、-NR00-CO-NR000、-NR00-CO-O-、-O-CO-NR00-、-OCH2-、-CH2O-、-SCH2-、-CH2S-、-CF2O-、-OCF2-、-CF2S-、-SCF2-、-CH2CH2-、-(CH2)n1、-CF2CH2-、-CH2CF2-、-CF2CF2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR00-、-CY1=CY2-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或单键,
Y1及Y2彼此独立地表示H、F、Cl或CN,
n为1、2、3或4,且
n1为1至10的整数。
3.根据权利要求1或2中任一项的可聚合的LC材料,其中至少一种双反应性介晶化合物选自下式:
其中
P0在多次出现的情况下彼此独立地为丙烯酰基、甲基丙烯酰基、氧杂环丁烷、环氧基、乙烯基、庚二烯、乙烯基氧基、丙烯基醚或苯乙烯基,
L在每次出现时相同或不同地具有针对式DRM中的L1给出的含义之一,
r为0、1、2、3或4,
x及y彼此独立地为0或1至12的相同或不同整数,
z各自且独立地为0或1,其中若邻近的x或y为0,则z为0。
4.根据权利要求1至3中一项或多项的可聚合的LC材料,其中至少一种单反应性介晶化合物选自式MRM:
P1-Sp1-MG-R MRM
其中P1、Sp1及MG具有如式DRM中给出的含义,
R为F、Cl、Br、I、-CN、-NO2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NRxRy、-C(=O)X、-C(=O)ORx、-C(=O)Ry、-NRxRy、-OH、-SF5、任选经取代的甲硅烷基、具有1至12个C原子的直链或支链烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一个或多个H原子任选经F或Cl替代,
X为卤素,优选为F或Cl,且
Rx及Ry彼此独立地为H或具有1至12个C原子的烷基。
5.根据权利要求1至4中一项或多项的可聚合的LC材料,其中至少一种单反应性介晶化合物选自下式:
其中P0、L、r、x、y及z如权利要求3中所定义,
R0为具有1个或多个,优选1至15个C原子的烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基或表示Y0
Y0为F、Cl、CN、NO2、OCH3、OCN、SCN、SF5或具有1至4个C原子的单氟化、寡氟化或多氟化烷基或烷氧基,
Z0为-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CF2O-、-OCF2-、-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-COO-或单键,
A0在多次出现的情况下彼此独立地为未经取代或经1、2、3或4个基团L取代的1,4-亚苯基,或反式-1,4-亚环己基,
u及v彼此独立地为0、1或2,
w为0或1,且
其中苯环及萘环可另外经一个或多个相同或不同的基团L取代。
6.根据权利要求1至5中一项或多项的可聚合的LC材料,其中单反应性可聚合的介晶化合物的比例在5重量%至80重量%的范围内。
7.根据权利要求1至6中一项或多项的可聚合的LC材料,其中双反应性可聚合的介晶化合物的比例在5重量%至80重量%的范围内。
8.根据权利要求1至7中一项或多项的可聚合的LC材料,其包含选自位阻酚类抗氧化剂的一种或多种另外的抗氧化剂。
9.根据权利要求1至8中一项或多项的可聚合的LC材料,其另外包含3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸十八烷酯。
10.根据权利要求1至9中一项或多项的可聚合的LC材料,其另外包含一种或多种光引发剂。
11.根据权利要求1至10中一项或多项的可聚合的LC材料,其任选包含一种或多种添加剂,该一种或多种添加剂选自由以下组成的组:表面活性剂、另外的稳定剂、催化剂、敏化剂、抑制剂、链转移剂、共反应单体、反应性减黏剂、表面活性化合物、润滑剂、润湿剂、分散剂、疏水剂、粘合剂、流动改进剂、脱气剂或消泡剂、除气剂、稀释剂、反应性稀释剂、助剂、着色剂、染料、颜料及纳米粒子。
12.一种用于制备根据权利要求1至11中一项或多项的可聚合的LC材料的方法,其包括以下步骤:将季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)与至少一种单反应性介晶化合物及与至少一种双反应性或多反应性介晶化合物混合。
13.一种用于通过下述制备聚合物膜的方法,
-将根据权利要求1至11中一项或多项的可聚合的LC材料的层提供至基板上,
-使该可聚合的LC材料聚合,及
-任选从该基板移除经聚合的LC材料,和/或任选将其提供至另一基板上。
14.一种可通过包括以下步骤的方法获自根据权利要求1至11中一项或多项的可聚合的LC材料的聚合物膜:
-将该可聚合的LC材料的层提供至基板上,
-聚合该LC材料,及
-任选从该基板移除经聚合的LC材料,和/或任选将其提供至另一基板上。
15.根据权利要求14的聚合物膜,其特征在于该LC材料是均一配向的。
16.一种增加由包含至少一种单反应性介晶化合物及至少一种双反应性或多反应性介晶化合物的可聚合的LC材料获得的聚合物膜的耐久性的方法,其通过在聚合之前将至少季戊四醇四(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)添加至至少一种单反应性介晶化合物及至少一种双反应性或多反应性介晶化合物中来进行。
17.一种根据权利要求14或15的聚合物膜或根据权利要求1至11中一项或多项的可聚合的LC材料在光学、电光学、信息储存、装饰及安全应用,如液晶显示器、3D显示器、投影系统、偏振器、补偿器、配向层、圆形偏振器、滤色器、装饰图像、液晶颜料、具有在空间上不同反射色彩的反射膜、多色图像、如身份证或信用卡或钞票的不可伪造的文件中的用途。
18.一种光学组件或器件、偏振器、图案化延迟器、补偿器、配向层、圆形偏振器、滤色器、装饰图像、液晶透镜、液晶颜料、具有在空间上不同反射色彩的反射膜、用于装饰或信息储存的多色图像,其包含根据权利要求14或15的至少一种聚合物膜或根据权利要求1至11中一项或多项的可聚合的LC材料。
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