CN110964542B - Pdlc组合物及利用其制成的防断电变透pdlc薄膜以及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种PDLC组合物及利用其制成的防断电变透PDLC薄膜以及其制造方法，其中，PDLC组合物，由含氟液晶、含氟UV胶水和间隔子组成，其中含氟液晶是指混晶中含有含氟单体，其△n值为0.2‑0.26；含氟UV胶水由丙烯酸单体、丙烯酸低聚物和引发剂组成，丙烯酸单体、丙烯酸低聚物中的至少一个是含氟的，并且丙烯酸单体为低官丙烯酸单体、丙烯酸低聚物为低官丙烯酸低聚物。本发明人防断电变透PDLC薄膜，包括有上透明导电膜(1)，PDLC层(2)和下透明导电膜(3)，其中PDLC层夹在两层透明导电膜之间。采用本发明组合物制得的PDLC薄膜不仅光学性能优异，在氙灯照射240h，雾度变化值不超过1％，△E的变化率＜1.5，UV通电100h，关态平行光透过率变化值＜1％。

Description

PDLC组合物及利用其制成的防断电变透PDLC薄膜以及其制造 方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种PDLC组合物及利用其制成的防断电变透PDLC薄膜以及其制造方法。

背景技术

聚合物分散液晶(PDLC)的概念最早是由美国一间著名大学液晶研究小组提出的：液晶从一个均匀溶液或者溶体中，以相分离的形式析出，并均匀分散在聚合物中，而此时液晶在聚合物中彼此不相连。所以把具有这种结果的膜称为聚合物分散液晶膜(PDLC膜)。

PDLC膜主要通过相分离法制备，即将预聚物与小分子液晶制备成均一混合物，通过引发预聚物聚合(缩聚反应，自由基聚合，光引发聚合等)，随着聚合物分子量的增长，液晶在预聚物中的溶解度降低，导致液晶与聚合物两相分离，实现PDLC膜的制备。也可以通过聚合物与小分子液晶共溶于相同溶剂，再经溶剂挥发分离成聚合物与液晶两相，实现PDLC膜的制备。微胶囊法也是制备PDLC膜的一种有效手段，但程序过于复杂,目前主要采用的是光引发聚合法。

当在PDLC膜两端施加一定的电场时，液晶微滴中分子指向矢沿电场方向一致取向，则PDLC膜呈透射态；当外加电场消失，由于液晶分子与聚合物基体界面之间的锚定作用，液晶分子指向矢杂乱分布。

PDLC薄膜经过近几年的发展，已广泛应用，但是却遇到一个技术难题，在有日照的环境下长时间通电或者在室内光线下长时间通电，有些调光膜可能出现关态遮蔽性变差的问题，出现这个问题的原因之一是调光膜未固化充分，当调光膜处于通电状态时，在日照下或者室内光线下会继续发生聚合反应，此时聚合物对通电状态下液晶分子有一锚定力，这个力会减弱断电时聚合物与液晶的锚定力，使液晶分子在断电时，不能回到最初杂乱分布的状态，仍有一定方向性，从而出现半透的现象。另一个原因是PDLC中的液晶或聚合物本身稳定性和耐候性差，从而出现使用一段时间后，性能下降的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种PDLC组合物及利用其制成的防断电变透PDLC薄膜以及其制造方法。不仅光学性能优异，且即使在日照下长时间通电也不会出现断电遮蔽性变差的问题，拓宽了其应用范围，可以广泛应用于建筑窗户和建筑幕墙。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种PDLC组合物，其特征在于由含氟液晶、含氟UV胶水和间隔子组成，其中含氟液晶是指混晶中含有含氟单体，其△n值为0.2-0.26；含氟UV胶水由丙烯酸单体、丙烯酸低聚物和光引发剂组成，丙烯酸单体、丙烯酸低聚物中的至少一个是含氟的，并且丙烯酸单体为低官丙烯酸单体、丙烯酸低聚物为低官丙烯酸低聚物。

更优的，所述含氟UV胶水中，其质量占比分别为：丙烯酸单体占比为50-75％，丙烯酸低聚物占比为20-25％，光引发剂占比为1-3％。

更优的，所述含氟液晶的△n值为0.25；所述间隔子为刚性微珠，直径为10-20μm。

更优的，所述低官丙烯酸单体、低官丙烯酸低聚物的官能度均≤2。

更优的，所述低官丙烯酸单体由丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、3,5,5-三甲基己基丙烯酸酯、丙烯酸-3-(三甲氧基硅基)丙酯、1,6-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸含氟烷基酯、2-全氟辛基丙烯酸乙酯的3-5种组成，以上的3-5种组成中，其中的一种包含有含氟丙烯酸单体。

更优的，所述丙烯酸低聚物，优选官能度≤2的聚氨酯丙烯酸酯，最优选官能度≤2的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯。

更优的，所述光引发剂包含深层固化光引发剂和表层固化光引发剂，，其中深层固化光引发剂选TPO或TPO-L，表层固化光引发剂选184或1173。

一种断电防断电变透PDLC薄膜，其特征在于包括有上透明导电膜(1)，PDLC层(2)和下透明导电膜(3)，其中PDLC层夹在两层透明导电膜之间，形成三明治结构；

所述PDLC层由权利要求1至7任一项所述的PDLC组合物经紫外光固化得到。

所述上、下透明导电膜的方块电阻为50-150Ω，可见光透过率为20％-90％，雾度为0.2-2。

更优的，所述上、下透明导电膜为ITO导电薄膜；所述聚合物分散液晶组合物经紫外光固化条件为：固化温度为22-26℃，固化光强为4-12mw/cm²。

一种防断电变透PDLC薄膜的制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤：

步骤S10，上透明导电膜和下透明导电膜采用ITO导电薄膜；

步骤S20，制作聚合物分散液晶组合物，在遮光或黄光环境下，将权利要求1至7任一项所述的PDLC组合物进行混合，混合后充分搅拌均匀，等待涂布施工；

步骤S30，将步骤S20得到的组合物滴加在两片透明的ITO导电薄膜中，辊压形成液晶薄膜；

步骤S40，将步骤S30所得的薄膜进行紫外光固化后得到产品。

本发明的优点如下：

采用本发明组合物制得的PDLC薄膜不仅光学性能优异，在氙灯照射240h，雾度变化值不超过1％，△E的变化率＜1.5，UV通电100h，关态平行光透过率变化值＜1％。

解决该问题的主要方法是选用耐候性佳的低官(≤2)丙烯酸单体和低官丙烯酸低聚物(≤2)，光引发剂选用深层(TPO或TPO-L)和表层光引发剂(184或1173)搭配使用，选用低官高活性丙烯酸单体和低官高活性丙烯酸低聚物，主要是考虑到在发生聚合反应时，其高活性使其反应速率快，深层和表层光引发剂搭配且光引发剂适量，并选用合适的固化工艺(光强和温度合适)，使其不仅表面固化还是深层固化都固化充分，一旦反应完毕，后续较难进一步发生固化反应，从而即使在长时间通电日照下，也不会继续反应，从而不会出现断电遮蔽性变差的问题。其中，PDLC为聚合物分散液晶；光引发剂184的化学名称为1-羟基环己基苯基甲酮；光引发剂1173的化学名称为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，简称HMPP。

另外，为了进一步保证该PDLC薄膜的耐候性和稳定性，PDLC体系中创新使用含氟的胶水和液晶，氟元素的原子半径是元素周期表中最小的，C-F键短，键能大，电负性强，其特殊的原子结构使含氟聚合物具有一系列特殊的性质，如表面能和介电常数比较低，生物稳定性和耐化学性都十分优异等。鉴于其良好的性能，将其与光固化技术的优点结合起来，应用于PDLC薄膜，从而制备出不仅防断电变透且耐候性极佳的PDLC薄膜。另外，上述低官丙烯酸低聚物优先选用低官能(≤2)的PUA(聚氨酯丙烯酸酯)，PUA分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键，固化后的胶黏剂具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性、高剥离强度和优良的耐低温性能以及聚丙烯酸酯卓越的光学性能和耐候性，是且能快速固化、韧性佳，对ITO薄膜附着力好等特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明聚合物分散液晶膜一实施例的结构示意图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种聚合物分散液晶组合物，该组合物用于制备聚合物分散液晶，应用于液晶显示领域。

本案的防断电变透PDLC薄膜，包括有上透明导电膜1，PDLC层2和下透明导电膜3，其中PDLC层夹在两层透明导电膜之间，形成三明治结构，如图1所示。

实施例1：

步骤a，在遮光或黄光环境下，将甲基丙烯酸异冰片酯30-35％、丙烯酸-2-羟基丙酯10-15％、3,5,5-三甲基己基丙烯酸酯10-15％、1，6-已二醇二丙烯酸酯5-10％，甲基丙烯酸含氟烷基酯1-5％，聚酯型聚氨酯丙烯酸酯15-35％、TPO 1％、184 0.5％按比例混合，混合后充分搅拌均匀，所得UV光学胶A；

步骤b，将UV光学胶45％,与△n为0.23的含氟液晶55％混合后充分搅拌均匀，所得混合物B；

步骤c，加入5‰的20μm间隔子与B混合，充分搅拌均匀脱泡后得到最终PDLC，等待涂布施工；

步骤d，将PDLC滴加在两片透明的ITO导电薄膜中，辊压形成液晶薄膜；其中ITO导电薄膜厚188μm，方阻为100Ω，全光线透过率为79％，雾度为0.8％；步骤e，将所述的液晶薄膜进行紫外光固化,其中UV光强为6mW/cm²，固化温度为24℃，固化时间为3min；

步骤f，将产品裁切成A4大小样品，进行性能测试、100hUV辐照(365nm)通电测试、240h高温高湿及耐氙灯辐照测试。

实施例2：

步骤a，在遮光或黄光环境下，将丙烯酸异冰片酯30-35％、1,4丁二醇二丙烯酸酯15-20％、丙烯酸-3-(三甲氧基硅烷)丙酯5-10％、甲基丙烯酸羟丙酯10-15％，2-全氟辛基丙烯酸乙酯1-5％，聚氨酯丙烯酸酯低聚物12-35％、光引发剂1-3％按比例混合，混合后充分搅拌均匀，所得UV光学胶A；

步骤b，将UV光学胶40％，与含氟液晶，其△n为0.25，60％混合后充分搅拌均匀，所得混合物B；

步骤c，加入4‰的15μm间隔子与B混合，充分搅拌均匀脱泡后得到最终PDLC，等待涂布施工；

步骤d，将PDLC滴加在两片透明的ITO导电薄膜中，辊压形成液晶薄膜；其中ITO导电薄膜厚188微米，方阻为150Ω，全光线透过率为84％，雾度为0.9％；

步骤e，将所述的液晶薄膜进行紫外光固化,其中UV光强为5mw/cm²，固化温度为25℃，固化时间为5min；

步骤f，将产品裁切成A4大小样品，进行性能测试、100hUV辐照(365nm)通电测试、240h高温高湿及耐氙灯辐照测试。

表一为辐照通电测试结果。

表二调光膜老化测试：

表三为氙灯老化实验：

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种PDLC组合物，其特征在于由含氟液晶、含氟UV胶水和间隔子组成，其中含氟液晶是指混晶中含有含氟单体，其△n值为0.2-0.26；含氟UV胶水由丙烯酸单体、丙烯酸低聚物和光引发剂组成，丙烯酸单体、丙烯酸低聚物中的至少一个是含氟的，并且丙烯酸单体为低官丙烯酸单体、丙烯酸低聚物为低官丙烯酸低聚物；

所述低官丙烯酸单体由丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、3，5，5-三甲基己基丙烯酸酯、丙烯酸-3-(三甲氧基硅基)丙酯、1，6-丁二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸含氟烷基酯、2-全氟辛基丙烯酸乙酯的3-5种组成，以上的3-5种组成中，其中的一种包含有含氟丙烯酸单体；

所述丙烯酸低聚物为官能度≤2的聚氨酯丙烯酸酯；

所述光引发剂包含深层固化光引发剂和表层固化光引发剂，其中深层固化光引发剂选TPO或TPO-L，表层固化光引发剂选184或1173。

2.如权利要求1所述的PDLC组合物，其特征在于所述含氟UV胶水中，其质量占比分别为：丙烯酸单体占比为50-75％，丙烯酸低聚物占比为20-25％，光引发剂占比为1-3％。

3.如权利要求1所述的PDLC组合物，其特征在于所述含氟液晶的△n值为0.25；所述间隔子为刚性微珠，直径为10-20μm。

4.如权利要求1所述的PDLC组合物，其特征在于所述丙烯酸低聚物为官能度≤2的聚酯型聚氨酯丙烯酸酯。

5.一种防断电变透PDLC薄膜，其特征在于包括有上透明导电膜(1)，PDLC层(2)和下透明导电膜(3)，其中PDLC层夹在两层透明导电膜之间，形成三明治结构；

所述PDLC层由权利要求1至4任一项所述的PDLC组合物经紫外光固化得到；

所述上、下透明导电膜的方块电阻为50-150Ω，可见光透过率为20％-90％，雾度为0.2-2。

6.如权利要求5所述的防断电变透PDLC薄膜，其特征在于所述上、下透明导电膜为ITO导电薄膜；所述聚合物分散液晶组合物经紫外光固化条件为：固化温度为22-26℃，固化光强为4-12mw/cm²。

7.一种防断电变透PDLC薄膜的制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤：

步骤S10，上透明导电膜和下透明导电膜采用ITO导电薄膜；

步骤S20，制作聚合物分散液晶组合物，在遮光或黄光环境下，将权利要求1至4任一项所述的PDLC组合物进行混合，混合后充分搅拌均匀，等待涂布施工；

步骤S30，将步骤S20得到的组合物滴加在两片透明的ITO导电薄膜中，辊压形成液晶薄膜；

步骤S40，将步骤S30所得的薄膜进行紫外光固化，固化后得到产品。

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