CN111694182A - 一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法 - Google Patents

一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，包括上层透明导电膜层，液晶高分子复合体系层，下层透明导电膜层。其中，上层和下层透明导电膜层均为单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜，特别地，首先采用电催化和水热联合技术进行白炭黑改性，再将白炭黑和光引发剂涂覆在上层透明薄膜的氧化铟锡表面；上层和下层透明薄膜间附有控制膜层间隔厚度的间隔粒子；两薄膜间注入液晶/可聚合单体/光引发剂复合体系。白炭黑负载的光引发剂涂覆于上层薄膜后，经挤压和光照聚合可形成从上至下不均匀分布的网孔，利于控制聚合物分散液晶薄膜的阈值电压及对比度，这为该类材料在液晶显示、智能玻璃、节能建筑材料等领域的应用提供了实践依据。

Description

一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄 膜的制备方法
技术领域
本发明属于液晶合成与应用领域，具体为一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法。
技术背景
随着液晶显示技术的快速发展，液晶薄膜在生活、办公以及教学中应用得到了广大研究者关注。聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,PDLC)作为电光显示材料较传统的液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)的优点主要是不需偏光片、高亮度、宽视角、可弯曲；在其制作过程中不需对基板进行表面处理，应用于薄膜场效应晶体管(Thin Film Transistor,TFT)显示器的制作时将极大的提高成品率；同时，PDLC为固态膜，解决了液晶泄露的问题，制作出的显示器件更加薄而且厚度易控制，利于制作大面积或柔性的显示器。因此，PDLC不仅在手机显示屏、大面积显示广告板、可穿戴液晶显示屏、电控智能玻璃等方面具有广阔的应用前景，而且也成为液晶领域中十分活跃的研究前沿，但是就目前PDLC薄膜而言，仍存在阈值电压高、透过率低等缺点。
为了解决尚存的关键科学问题，本发明专利提供一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其以改性白炭黑、镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜为原料，应用不同组成的光引发剂制得电光性能优异的PDLC薄膜，其中白炭黑利用电催化和水热相结合的方式进行改性使纳米尺度的白炭黑材料不仅能够有效负载光引发剂，同时具有良好的高温稳定性和电绝缘性；所用的光引发剂通过光照有效控制聚合物网络网孔大小，以有效降低阈值电压；制备过程采用先滚轴挤压，后光照固化的方法，使所得聚合物分散液晶薄膜具有高对比度、低雾度、低阈值电压等优点，为聚合物分散液晶薄膜材料的广泛应用提供了良好的技术基础和实践经验。
发明内容
本发明专利的内容是提供一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其特点在于首先通过电催化和水热相结合的方式对白炭黑进行改性，再通过使用镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜、调整光引发剂和液晶复合体系组成，以及采用先滚轴挤压，后光照固化的制备方式合成了性能优异的白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜，该技术有利于实现对PDLC薄膜电光性能的调控。
本发明的技术方案
本发明提供一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，包括如下操作步骤：
第一、带电催化装置的水热釜的改造方法
室温下，向50mL浓度0.01～10g/mL的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中加入1.0g聚偏氟乙烯，200～500r/min的转速下保持1h，然后向其中加入1.0g的导电剂SuperP碳，500r/min的转速下保持1h，在保持搅拌速率不变的情况下加入8.0g乙炔黑，待乙炔黑加入完毕，再向混合物中加入1g粒径为20～1000nm的铂纳米颗粒，搅拌1h，制备混合浆料；用自动涂膜烘干机将浆料均匀涂抹在两根直径8mm、长度120mm的高纯石墨碳电极棒表面，涂覆厚度30～100μm，并在70℃干燥24h得改造电极；在200mL容积的聚四氟乙烯反应釜顶盖开两个直径9mm开孔，将制备的两根电极由开孔插入，并用2301耐高温胶做好电极与开孔间的密封，两电极间可外加5～100V直流电压，即得到带电催化装置的水热釜；
第二、改性白炭黑的制备
将粒径50～1000nm的白炭黑置于上述特制的反应釜内衬中，加入50mL无水乙醇和50mL蒸馏水，配制0.01～10g/mL白炭黑悬浮液，机械搅拌10min使白炭黑分散于溶液中，再向悬浮液中加入0.05～5g甲基三甲氧基硅烷、0.05～5g的1-丁基-3-甲基溴化咪唑[BMIM]Br和0.05～5g的KCl，将反应釜密封好，向电极施加5～100V外加直流电压，再将反应釜置于50～200℃环境中保温30～3000min，使二氧化硅表面的基团与有机物的有机基团充分反应；反应结束后，取出反应釜，关闭外加电压，使反应釜自然冷却至室温，将釜内物离心分离、蒸馏水和无水乙醇各洗涤3次，60℃干燥24h，既得改性白炭黑材料；
第三、光引发剂混合物和可聚合单体混合物的制备
将1～20kg聚乙二醇丙烯酸酯200、1～20kg聚乙二醇丙烯酸酯400、1～20kg聚乙二醇丙烯酸酯600、1～20kg聚乙二醇丙烯酸酯1000、0.1～1.0kg的1,4-丁二醇二丙烯酸酯、0.1～5kg的1,6-己二醇二丙烯酸酯、5～20kg甲基丙烯酸异冰片酯、1～20kg环己基甲基丙烯酸酯中的一种、两种或两种以上任意组合混合，超声震荡1～30min，制备可聚合单体混合物；将0.01～0.50kg的2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、0.01～0.50kg的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、0.01～0.50kg的2,4,6-三甲基苯酰胺甲酰基-二苯基氧化膦TPO、0.01～0.50kg二苯甲酮中的一种、两种或两种以上任意组合混合，超声震荡1～30min，制备光引发剂混合物；
第四、在含有氧化铟锡的导电面上旋涂白炭黑负载的光引发剂
取一个长20cm、管口内径为6mm的长导管将0.1～10kg光引发剂混合物溶于甲苯中，甲苯和光引发剂的用量比为1:30，另一个导管装有0.1～10kg上述第一步改性后的白炭黑，利用真空泵在真空状态下使光引发剂负载于白炭黑中，在室温下静置48h，60～80℃下真空干燥12～48h；称量0.1～10kg干燥后的引发剂负载的白炭黑样品，加入10～100kg甲苯，超声震荡1～30min使样品完全溶解，在500～5000r/min的旋涂速率下将白炭黑负载的光引发剂混合液旋涂于阻值为10～1000Ω氧化铟锡的导电表面，涂覆厚度为10～100μm，然后将薄膜在60～80℃恒温环境下烘干，制成厚度100～200μm的透明薄膜；
第五、液晶复合体系的制备
取30～80kg的向列相液晶、10～70kg可聚合单体混合物及0.1～1kg光引发剂混合，超声震荡10min使材料均匀混合；
第六、聚合物分散液晶薄膜的制备
将涂覆有白炭黑/光引发剂混合物的上层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜和下层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜相对放置，用5～30μm直径的间隔粒子控制两薄膜间距，将薄膜一侧放入压制滚轴间，将制得的液晶复合体系倒入上述两层薄膜间隙，在压力50～500ton、温度-10～60℃下滚轴挤压成复合膜；然后将复合膜加热至40～60℃，用1～100W的红外灯，在辐照温度20～50℃下持续辐照20～60min，再用光照强度1～10mW/cm2、波长365nm紫外光照射上层透明薄膜1～30min；
第七、聚合物分散液晶薄膜的裁剪
将制得的聚合物分散液晶薄膜裁剪成长宽比为20:10～100:60的尺寸；
第八、聚合物分散液晶薄膜的性能测试
对制得的聚合物分散液晶薄膜进行各种电光性能的测试。
所述白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜，包括从上到下，依次连接的三层薄层：涂覆有白炭黑/光引发剂混合物的单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯上层透明薄膜、液晶/可聚合单体/光引发剂混合物复合体系组成的中间薄层以及单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯的下层透明薄膜。
所述上层透明薄膜内侧涂覆的白炭黑负载的光引发剂具有紫外吸收能力。
所述液晶/可聚合单体/光引发剂混合物复合体系组成的中间薄层中，向列相液晶双折射率0.1～0.4，介电常数15～20，清亮点80～140℃，粘度值5～20mm2/s。
所述液晶/可聚合单体/光引发剂混合物复合体系组成的中间薄层中，可聚合单体混合物为聚乙二醇丙烯酸酯200、聚乙二醇丙烯酸酯400、聚乙二醇丙烯酸酯600、聚乙二醇丙烯酸酯1000、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、环己基甲基丙烯酸酯中的一种、两种或两种以上任意组合。
所述液晶/可聚合单体/光引发剂混合物复合体系组成的中间薄层中，光引发剂为2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯酰胺甲酰基-二苯基氧化膦TPO、二苯甲酮中的一种、两种或两种以上任意组合。
本发明专利的优点及效果：
本发明专利涉及一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，获得如下有益优点及效果：1、本发明所使用的改性白炭黑为经过电催化和水热联合技术改性的纳米尺度的白炭黑，材料比表面积大，可有效负载光引发剂，同时具有良好的高温稳定性和电绝缘性；2、本发明的光引发剂由多种原料按照特定比例混合而成，可有效引发预聚物自由基聚合，使聚合更加充分，分散更加均匀；3、本发明的聚合物分散液晶薄膜上层薄膜涂覆白炭黑负载的光引发剂，可通过光照有效控制聚合物网络网孔大小，以有效降低阈值电压；4、本发明的聚合物分散液晶薄膜的导电层，氧化铟锡的阻值为10～1000Ω，可有效控制液晶膜写字板的阈值电压；5、本发明的聚合物分散液晶薄膜所使用的聚合单体混合物与液晶有着很好的相容性，制备的液晶薄膜具有高透明度的特点；6、本发明的聚合物液晶薄膜所使用的可聚合单体混合物是将长链可聚合单体进行混配，通过此方法使聚合物分散液晶薄膜将同时具有高对比度、低雾度以及低阈值电压的优点；7、本发明在制备聚合物分散液晶薄膜聚合时，先进行加热，再用红外照射，最后再用紫外光照射其上层透明薄膜，使得更好的分散聚合，从而使网孔产生有规律的排布，降低聚合物分散液晶薄膜的阈值电压，并提高薄膜的透明度和对比度；8、本发明制备的聚合物分散液晶薄膜材料可以广泛应用于液晶显示、智能玻璃、节能建筑材料、汽车装饰及其相关领域。
附图说明
图1为电催化与水热技术联合制备改性白炭黑装置示意图
图2为本发明的制备流程示意图
具体实施方式
为了能够清楚地说明本专利的优点，下面通过具体实施方式并结合其附图，对本发明进行细致的阐述，显然，在此所描述的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1：不同重量份数组成的液晶高分子复合体系薄层、可聚合单体混合物、光引发剂制备PDLC薄膜样品1
室温下，向50mL浓度0.1g/mL的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中加入1.0g聚偏氟乙烯，500r/min的转速下保持1h，然后向其中加入1.0g的导电剂Super P碳，500r/min的转速下保持1h，在保持搅拌速率不变的情况下分四次向混合物中加入共计8.0g乙炔黑，每次间隔0.5h，待乙炔黑加入完毕，再向混合物中加入1g粒径为100nm的铂纳米颗粒，搅拌1h，制备混合浆料；用自动涂膜烘干机将浆料均匀涂抹在两根直径8mm、长度120mm的高纯石墨碳电极棒表面，涂覆厚度70μm，并在70℃干燥24h得改造电极；在200mL容积的聚四氟乙烯反应釜顶盖开两个直径9mm开孔，将制备的两根电极由开孔插入，并用2301耐高温胶做好电极与开孔间的密封，两电极间可外加5V直流电压，即得到带电催化装置的水热釜。其次，将粒径300nm的白炭黑置于带电极的反应釜的200mL聚四氟乙烯内衬中，加入50mL无水乙醇和50mL蒸馏水，配制0.1g/mL白炭黑悬浮液，机械搅拌10min使白炭黑分散于溶液中，再向悬浮液中加入3g的甲基三甲氧基硅烷、5g的1-丁基-3-甲基溴化咪唑([BMIM]Br)和5g的KCl，将反应釜密封好，向电极施加5V外加电压，再将反应釜置于120℃环境中1000min，使二氧化硅表面的基团与有机物的有机基团充分反应；反应结束后，取出反应釜，关闭外加电压，使反应釜自然冷却至室温，将釜内物离心分离、蒸馏水和无水乙醇各洗涤3次，60℃干燥24h，既得改性白炭黑材料。取5kg聚乙二醇二丙烯酸酯400、4kg聚乙二醇二丙烯酸酯600、1.4kg的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.5kg的1,4-丁二醇二丙烯酸酯、5kg甲基丙烯酸异冰片酯及3.8kg环己基甲基丙烯酸酯混合，超声震荡10min，制备19.7kg可聚合单体混合物；0.3kg的2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、0.1kg二苯甲酮BP、0.16kg的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、0.04kg的2,4,6-三甲基苯酰胺甲酰基-二苯基氧化膦TPO混合，超声震荡10min，制备0.6kg光引发剂混合物。然后，取一个长20cm、管口内径为6mm的长导管将0.1kg光引发剂混合物溶于甲苯中，甲苯和光引发剂的用量比为1:30，另一个导管装有1kg上述第一步改性后的白炭黑，利用真空泵在真空状态下使光引发剂负载于白炭黑中，在室温下静置48h，70℃下真空干燥24h；称量1kg干燥后的样品，加入49kg甲苯中，超声震荡10min使样品完全溶解，在500r/min的旋涂速率下将白炭黑负载的光引发剂混合液旋涂于阻值为10Ω氧化铟锡的导电表面，涂覆厚度为50μm，然后将薄膜在70℃恒温环境下烘干，制成厚度100μm的透明薄膜。再将双折射率为0.2，介电常数为15，清亮点为120℃，粘度值为8mm2/s的向列相液晶80kg和上述19.7kg可聚合单体混合物、0.3kg光引发剂混合物混合，超声震荡10min使材料均匀混合，制备液晶复合体系。接着，将涂覆有白炭黑/光引发剂混合物的上层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜和下层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜相对放置，用17.5μm直径的间隔粒子控制两薄膜间距，将薄膜一侧放入压制滚轴间，将制得的液晶复合体系倒入上述两层薄膜间隙，在压力100ton、温度30℃下滚轴挤压成复合膜；然后将复合膜加热至50℃，用100W的红外灯，在辐照温度45℃下持续辐照30min，再用光照强度10mW/cm2、波长365nm紫外光照射上层透明薄膜30min，即得聚合物分散液晶薄膜。最后，将聚合物分散液晶薄膜按长宽比为20:10裁剪成并进行各种电光性能的测试，测试结果表明，该薄膜样品1的阈值电压为9V，开态雾度为7％，关态雾度为89％，对比度65％，透过率88％，开态响应时间1ms，关态相应时间50ms，使用温度范围-20～40℃，储存温度-20～55℃，寿命高于3年。
实施例2：不同重量份数组成的液晶高分子复合体系薄层、可聚合单体混合物、光引发剂制备PDLC薄膜样品2
室温下，向50mL浓度0.1g/mL的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中加入1.0g聚偏氟乙烯，500r/min的转速下保持1h，然后向其中加入1.0g的导电剂Super P碳，500r/min的转速下保持1h，向混合物中加入8.0g乙炔黑，搅拌2h，待乙炔黑加入完毕，再向混合物中加入1g粒径为50nm的铂纳米颗粒，搅拌1h，制备混合浆料；用自动涂膜烘干机将浆料均匀涂抹在两根直径8mm、长度120mm的高纯石墨碳电极棒表面，涂覆厚度70μm，并在70℃干燥24h得改造电极；在200mL容积的聚四氟乙烯反应釜顶盖开两个直径9mm开孔，将制备的两根电极由开孔插入，并用2301耐高温胶做好电极与开孔间的密封，两电极间可外加5V直流电压，即得到带电催化装置的水热釜。其次，将粒径350nm的白炭黑置于带电极的反应釜的200mL聚四氟乙烯内衬中，加入50mL无水乙醇和50mL蒸馏水，配制0.1g/mL白炭黑悬浮液，机械搅拌10min使白炭黑分散于溶液中，再向悬浮液中加入5g的甲基三甲氧基硅烷、3g的1-丁基-3-甲基溴化咪唑([BMIM]Br)和5g的KCl，将反应釜密封好，向电极施加5V外加电压，再将反应釜置于120℃环境中900min，使二氧化硅表面的基团与有机物的有机基团充分反应；反应结束后，取出反应釜，关闭外加电压，使反应釜自然冷却至室温，将釜内物离心分离、蒸馏水和无水乙醇各洗涤3次，60℃干燥24h，既得改性白炭黑材料。接着，取5kg聚乙二醇二丙烯酸酯200、6kg聚乙二醇二丙烯酸酯400、0.5kg的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.8kg的1,4-丁二醇二丙烯酸酯、9kg甲基丙烯酸异冰片酯及8.7kg环己基甲基丙烯酸酯混合，超声震荡10min，制备30kg可聚合单体混合物；0.32kg的2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、0.08kg的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、0.08kg的2,4,6-三甲基苯酰胺甲酰基-二苯基氧化膦TPO混合，超声震荡10min，制备0.48kg的光引发剂混合物。然后，取一个长20cm、管口内径为6mm的长导管将0.1kg光引发剂混合物溶于甲苯，甲苯和光引发剂的用量比为1:30，另一个导管装有0.5kg上述第一步改性后的白炭黑，利用真空泵在真空状态下使光引发剂负载于白炭黑中，在室温下静置48h，70℃下真空干燥24h；称量1kg干燥后的样品，加入99kg甲苯，超声震荡10min使样品完全溶解，在500r/min的旋涂速率下将白炭黑负载的光引发剂混合液旋涂于阻值为500Ω氧化铟锡的导电表面，涂覆厚度为90μm，然后将薄膜在70℃恒温环境下烘干，制成厚度150μm的透明薄膜。进一步地，再将双折射率为0.1，介电常数为15，清亮点为110℃，粘度值为10mm2/s的向列相液晶69.85kg、上述30kg可聚合单体混合物和0.15kg光引发剂混合物混合，超声震荡30min使材料均匀混合，制备液晶复合体系。接着，将涂覆有白炭黑/光引发剂混合物的上层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜和下层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜相对放置，用5μm直径的间隔粒子控制两薄膜间距，将薄膜一侧放入压制滚轴间，将制得的液晶复合体系倒入上述两层薄膜间隙，在压力500ton、温度0℃下滚轴挤压成复合膜；然后将复合膜加热至50℃，用100W的红外灯，在辐照温度45℃下持续辐照30min，再用光照强度10mW/cm2、波长365nm紫外光照射上层透明薄膜30min，即得聚合物分散液晶薄膜。最后，将聚合物分散液晶薄膜按长宽比为100～60裁剪并进行各种电光性能的测试，测试结果表明，该薄膜样品2的阈值电压为12V，开态雾度为6.2％，关态雾度为91.5％，对比度58％，透过率92％，开态响应时间0.8ms，关态相应时间40ms，使用温度范围-20～40℃，储存温度-20～55℃，寿命高于3年。
实施例3：不同重量份数组成的液晶高分子复合体系薄层、可聚合单体混合物、光引发剂制备PDLC薄膜样品3
室温下，向50mL浓度0.2g/mL的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中加入1.0g聚偏氟乙烯，500r/min的转速下保持1h，然后向其中加入1.0g的导电剂Super P碳，500r/min的转速下保持1h，向混合物中加入8.0g乙炔黑，搅拌2h，待乙炔黑加入完毕，再向混合物中加入1g粒径为50nm的铂纳米颗粒，搅拌1h，制备混合浆料；用自动涂膜烘干机将浆料均匀涂抹在两根直径8mm、长度120mm的高纯石墨碳电极棒表面，涂覆厚度70μm，并在70℃干燥24h得改造电极；在200mL容积的聚四氟乙烯反应釜顶盖开两个直径9mm开孔，将制备的两根电极由开孔插入，并用2301耐高温胶做好电极与开孔间的密封，两电极间可外加5V直流电压，即得到带电催化装置的水热釜。其次，将粒径100nm的白炭黑置于带电极的反应釜的200mL聚四氟乙烯内衬中，加入50mL无水乙醇和50mL蒸馏水，配制0.15g/mL白炭黑悬浮液，机械搅拌10min使白炭黑分散于溶液中，再向悬浮液中加入4g的甲基三甲氧基硅烷、5g的1-丁基-3-甲基溴化咪唑([BMIM]Br)和5g的KCl，将反应釜密封好，向电极施加5V外加电压，再将反应釜置于100℃环境中1200min，使二氧化硅表面的基团与有机物的有机基团充分反应；反应结束后，取出反应釜，关闭外加电压，使反应釜自然冷却至室温，将釜内物离心分离、蒸馏水和无水乙醇各洗涤3次，60℃干燥24h，既得改性白炭黑材料。取8kg聚乙二醇二丙烯酸酯600、12kg聚乙二醇二丙烯酸酯1000、0.8kg的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3kg的1,4-丁二醇二丙烯酸酯、12kg甲基丙烯酸异冰片酯及11.9kg环己基甲基丙烯酸酯混合，超声震荡10min，制备45kg可聚合单体混合物；0.18kg二苯甲酮(BP)、0.06kg的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)及0.36kg的2,4,6(三甲基苯酰胺甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)混合，超声震荡10min，制备0.6kg的光引发剂混合物。然后，取一个长20cm、管口内径为6mm的长导管将0.5kg光引发剂混合物溶于甲苯中，甲苯和光引发剂的用量比为1:30，另一个导管装有1kg上述第一步改性后的白炭黑，利用真空泵在真空状态下使光引发剂负载于白炭黑中，在室温下静置48h，70℃下真空干燥24h；称量1kg干燥后的样品，加入49kg甲苯，超声震荡10min使样品完全溶解，在2000r/min的旋涂速率下将白炭黑负载的光引发剂混合液旋涂于阻值为1000Ω氧化铟锡的导电表面，涂覆厚度为50μm，然后将薄膜在70℃恒温环境下烘干，制成厚度200μm的透明薄膜。进一步地，再将双折射率为0.22，介电常数为18，清亮点为120℃，粘度值为9mm2/s的向列相液晶54.9kg、上述45kg可聚合单体混合物和0.1kg光引发剂混合物混合，超声震荡30min使材料均匀混合，制备液晶复合体系。接着，将涂覆有白炭黑/光引发剂混合物的上层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜和下层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜相对放置，用30μm直径的间隔粒子控制两薄膜间距，将薄膜一侧放入压制滚轴间，将制得的液晶复合体系倒入上述两层薄膜间隙，在压力200ton、温度30℃下滚轴挤压成复合膜；然后将复合膜加热至50℃，用100W的红外灯，在辐照温度45℃下持续辐照30min，再用光照强度10mW/cm2、波长365nm紫外光照射上层透明薄膜30min，即得聚合物分散液晶薄膜。最后，将聚合物分散液晶薄膜裁剪成长宽比为30:50并进行各种电光性能的测试，测试结果表明，该薄膜样品3的阈值电压为13V，开态雾度为4.2％，关态雾度为92.3％，对比度62％，透过率93％，开态响应时间0.5ms，关态相应时间62ms，使用温度范围-20～40℃，储存温度-20～55℃，寿命高于3年。
实施例4：不同重量份数组成的液晶高分子复合体系薄层、可聚合单体混合物、光引发剂制备PDLC薄膜样品4
室温下，向50mL浓度0.2g/mL的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中加入1.0g聚偏氟乙烯，500r/min的转速下保持1h，然后向其中加入1.0g的导电剂Super P碳，500r/min的转速下保持1h，向混合物中加入8.0g乙炔黑，搅拌2h，待乙炔黑加入完毕，再向混合物中加入1g粒径为80nm的铂纳米颗粒，搅拌1h，制备混合浆料；用自动涂膜烘干机将浆料均匀涂抹在两根直径8mm、长度120mm的高纯石墨碳电极棒表面，涂覆厚度70μm，并在80℃干燥24h得改造电极；在200mL容积的聚四氟乙烯反应釜顶盖开两个直径9mm开孔，将制备的两根电极由开孔插入，并用2301耐高温胶做好电极与开孔间的密封，两电极间可外加5V直流电压，即得到带电催化装置的水热釜。其次，将粒径150nm的白炭黑置于带电极的反应釜的200mL聚四氟乙烯内衬中，加入50mL无水乙醇和50mL蒸馏水，配制0.2mg/mL白炭黑悬浮液，机械搅拌10min使白炭黑分散于溶液中，再向悬浮液中加入5g的甲基三甲氧基硅烷、4g的1-丁基-3-甲基溴化咪唑[BMIM]Br和5g的KCl，将反应釜密封好，向电极施加5V外加电压，再将反应釜置于100℃环境中600min，使二氧化硅表面的基团与有机物的有机基团充分反应；反应结束后，取出反应釜，关闭外加电压，使反应釜自然冷却至室温，将釜内物离心分离、蒸馏水和无水乙醇各洗涤3次，60℃干燥24h，既得改性白炭黑材料。接着，取10.8kg聚乙二醇二丙烯酸酯200、16.4kg聚乙二醇二丙烯酸酯600、2kg的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.6kg的1,4-丁二醇二丙烯酸酯、15kg甲基丙烯酸异冰片酯及15.2kg环己基甲基丙烯酸酯混合，超声震荡10min，制备60kg可聚合单体混合物；0.24kg的2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、0.08kg二苯甲酮、0.16kg的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、0.12kg的2,4,6-三甲基苯酰胺甲酰基-二苯基氧化膦TPO混合，超声震荡10min，制备0.6kg的光引发剂混合物。然后，取一个长20cm、管口内径为6mm的长导管将0.1kg光引发剂混合物溶于甲苯中，甲苯和光引发剂的用量比为1:30，另一个导管装有1kg上述第一步改性后的白炭黑，利用真空泵在真空状态下使光引发剂负载于白炭黑中，在室温下静置48h，70℃下真空干燥24h；称量1kg干燥后的样品，加入49kg甲苯，超声震荡10min使样品完全溶解，在2000r/min的旋涂速率下将白炭黑负载的光引发剂混合液旋涂于阻值为500Ω氧化铟锡的导电表面，涂覆厚度为60μm，然后将薄膜在70℃恒温环境下烘干，制成厚度160μm的透明薄膜。进一步地，再将双折射率为0.25，介电常数为20，清亮点为140℃，粘度值为5mm2/s的向列相液晶39.7kg、上述60kg可聚合单体混合物和0.3kg光引发剂混合物混合，超声震荡30min使材料均匀混合，制备液晶复合体系。接着，将涂覆有白炭黑/光引发剂混合物的上层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜和下层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜相对放置，用30μm直径的间隔粒子控制两薄膜间距，将薄膜一侧放入压制滚轴间，将制得的液晶复合体系倒入上述两层薄膜间隙，在压力200ton、温度30℃下滚轴挤压成复合膜；然后将复合膜加热至50℃，用100W的红外灯，在辐照温度45℃下持续辐照30min，再用光照强度10mW/cm2、波长365nm紫外光照射上层透明薄膜30min，即得聚合物分散液晶薄膜。最后，将聚合物分散液晶薄膜裁剪成长宽比为60:40并进行各种电光性能的测试，测试结果表明，该薄膜样品4的阈值电压为15V，开态雾度为5％，关态雾度为91％，对比度60％，透过率91.4％，开态响应时间1.2ms，关态相应时间48ms，使用温度范围-20～40℃，储存温度-20～55℃，寿命高于3年。
实施例5：不同重量份数组成的液晶高分子复合体系薄层、可聚合单体混合物、光引发剂制备PDLC薄膜样品5
室温下，向50mL浓度0.1g/mL的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中加入1.0g聚偏氟乙烯，500r/min的转速下保持1h，然后向其中加入1.0g的导电剂Super P碳，500r/min的转速下保持1h，向混合物中加入8.0g乙炔黑，搅拌2h，待乙炔黑加入完毕，再向混合物中加入1g粒径为80nm的铂纳米颗粒，搅拌1h，制备混合浆料；用自动涂膜烘干机将浆料均匀涂抹在两根直径8mm、长度120mm的高纯石墨碳电极棒表面，涂覆厚度70μm，并在80℃干燥24h得改造电极；在200mL容积的聚四氟乙烯反应釜顶盖开两个直径9mm开孔，将制备的两根电极由开孔插入，并用2301耐高温胶做好电极与开孔间的密封，两电极间可外加5V直流电压，即得到带电催化装置的水热釜。其次，将粒径150nm的白炭黑置于带电极的反应釜的200mL聚四氟乙烯内衬中，加入50mL无水乙醇和50mL蒸馏水，配制0.2g/mL白炭黑悬浮液，机械搅拌10min使白炭黑分散于溶液中，再向悬浮液中加入5g的甲基三甲氧基硅烷、4g的1-丁基-3-甲基溴化咪唑[BMIM]Br和5g的KCl，将反应釜密封好，向电极施加5V外加电压，再将反应釜置于100℃环境中600min，使二氧化硅表面的基团与有机物的有机基团充分反应；反应结束后，取出反应釜，关闭外加电压，使反应釜自然冷却至室温，将釜内物离心分离、蒸馏水和无水乙醇各洗涤3次，60℃干燥24h，既得改性白炭黑材料。取10.8kg聚乙二醇二丙烯酸酯200、16.4kg聚乙二醇二丙烯酸酯600、2kg的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.6kg的1,4-已二醇二丙烯酸酯、15kg甲基丙烯酸异冰片酯及15.2kg环己基甲基丙烯酸酯混合，超声震荡10min，制备60kg可聚合单体混合物；0.24kg的2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、0.08kg二苯甲酮、0.16kg的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮及0.12kg的2,4,6-三甲基苯酰胺甲酰基-二苯基氧化膦TPO混合，超声震荡10min，制备0.6kg的光引发剂混合物。然后，取一个长20cm、管口内径为6mm的长导管将0.1kg光引发剂混合物溶于甲苯中，甲苯和光引发剂的用量比为1:30，另一个导管装有1kg上述第一步改性后的白炭黑，利用真空泵在真空状态下使光引发剂负载于白炭黑中，在室温下静置48h，70℃下真空干燥24h；称量1kg干燥后的样品，加入99kg甲苯，超声震荡10min使样品完全溶解，在2000r/min的旋涂速率下将白炭黑负载的光引发剂混合液旋涂于阻值为500Ω氧化铟锡的导电表面，涂覆厚度为60μm，然后将薄膜在70℃恒温环境下烘干，制成厚度160μm的透明薄膜。进一步地，再将双折射率为0.25，介电常数为20，清亮点为140℃，粘度值为5mm2/s的向列相液晶39.7kg、上述60kg可聚合单体混合物和0.3kg光引发剂混合物混合，超声震荡30min使材料均匀混合，制备液晶复合体系。接着，将涂覆有白炭黑/光引发剂混合物的上层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜和下层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜相对放置，用30μm直径的间隔粒子控制两薄膜间距，将薄膜一侧放入压制滚轴间，将制得的液晶复合体系倒入上述两层薄膜间隙，在压力250ton、温度30℃下滚轴挤压成复合膜；然后将复合膜加热至50℃，用100W的红外灯，在辐照温度45℃下持续辐照30min，再用光照强度10mW/cm2、波长365nm紫外光照射上层透明薄膜30min，即得聚合物分散液晶薄膜。最后，将聚合物分散液晶薄膜按30:60裁剪并进行各种电光性能的测试，测试结果表明，该薄膜样品5的阈值电压为11V，开态雾度为6％，关态雾度为92％，对比度52％，透过率94.2％，开态响应时间0.6ms，关态相应时间68ms，使用温度范围-20～40℃，储存温度-20～55℃，寿命高于3年。
实施例6：不同重量份数组成的液晶高分子复合体系薄层、可聚合单体混合物、光引发剂制备PDLC薄膜样品6
室温下，向50mL浓度0.1g/mL的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中加入1.0g聚偏氟乙烯，500r/min的转速下保持1h，然后向其中加入1.0g的导电剂Super P碳，500r/min的转速下保持1h，向混合物中加入8.0g乙炔黑，搅拌2h，待乙炔黑加入完毕，再向混合物中加入1g粒径为80nm的铂纳米颗粒，搅拌1h，制备混合浆料；用自动涂膜烘干机将浆料均匀涂抹在两根直径8mm、长度120mm的高纯石墨碳电极棒表面，涂覆厚度70μm，并在80℃干燥24h得改造电极；在200mL容积的聚四氟乙烯反应釜顶盖开两个直径9mm开孔，将制备的两根电极由开孔插入，并用2301耐高温胶做好电极与开孔间的密封，两电极间可外加5V直流电压，即得到带电催化装置的水热釜。其次，将粒径150nm的白炭黑置于带电极的反应釜的200mL聚四氟乙烯内衬中，加入50mL无水乙醇和50mL蒸馏水，配制0.2g/mL白炭黑悬浮液，机械搅拌10min使白炭黑分散于溶液中，再向悬浮液中加入5g的甲基三甲氧基硅烷、5g的1-丁基-3-甲基溴化咪唑([BMIM]Br)和5g的KCl，将反应釜密封好，向电极施加5V外加电压，再将反应釜置于100℃环境中800min，使二氧化硅表面的基团与有机物的有机基团充分反应；反应结束后，取出反应釜，关闭外加电压，使反应釜自然冷却至室温，将釜内物离心分离、蒸馏水和无水乙醇各洗涤3次，60℃干燥24h，既得改性白炭黑材料。接着，取11.3kg聚乙二醇二丙烯酸酯400(PEGDA400)、9.2kg聚乙二醇二丙烯酸酯1000(PEGDA1000)、0.8kg的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3kg的1,4-丁二醇二丙烯酸酯、9.7kg甲基丙烯酸异冰片酯及13.4kg环己基甲基丙烯酸酯混合，超声震荡10min，制备44.7kg可聚合单体混合物；0.12kg的2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、0.16kg二苯甲酮、0.12kg的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮及0.2kg的2,4,6-三甲基苯酰胺甲酰基-二苯基氧化膦TPO混合，超声震荡10min，制备0.6kg的光引发剂混合物。然后，取一个长20cm、管口内径为6mm的长导管将0.15kg光引发剂混合物溶于甲苯中，甲苯和光引发剂的用量比为1:30，另一个导管装有1kg上述第一步改性后的白炭黑，利用真空泵在真空状态下使光引发剂负载于白炭黑中，在室温下静置48h，70℃下真空干燥24h；称量1kg干燥后的样品，加入99kg甲苯，超声震荡10min使样品完全溶解，在2000r/min的旋涂速率下将白炭黑负载的光引发剂混合液旋涂于阻值为350Ω氧化铟锡的导电表面，涂覆厚度为50μm，然后将薄膜在70℃恒温环境下烘干，制成厚度115μm的透明薄膜。进一步地，再将双折射率为0.32，介电常数为17，清亮点为80℃，粘度值为15mm2/s的向列相液晶55kg、上述44.7kg可聚合单体混合物和0.3kg光引发剂混合物混合，超声震荡30min使材料均匀混合，制备液晶复合体系。接着，将涂覆有白炭黑/光引发剂混合物的上层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜和下层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜相对放置，用25μm直径的间隔粒子控制两薄膜间距，将薄膜一侧放入压制滚轴间，将制得的液晶复合体系倒入上述两层薄膜间隙，在压力250ton、温度25℃下滚轴挤压成复合膜；然后将复合膜加热至50℃，用100W的红外灯，在辐照温度45℃下持续辐照30min，再用光照强度10mW/cm2、波长365nm紫外光照射上层透明薄膜30min，即得聚合物分散液晶薄膜。最后，将聚合物分散液晶薄膜裁剪成长宽比20:10并进行各种电光性能的测试，测试结果表明，该薄膜样品6的阈值电压为14V，开态雾度为3.5％，关态雾度为94％，对比度63％，透过率93.6％，开态响应时间1.4ms，关态相应时间56ms，使用温度范围-20～40℃，储存温度-20～55℃，寿命高于3年。
实施例7：不同重量份数组成的液晶高分子复合体系薄层、可聚合单体混合物、光引发剂制备PDLC薄膜样品7
室温下，向50mL浓度0.2g/mL的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中加入1.0g聚偏氟乙烯，500r/min的转速下保持1h，然后向其中加入1.0g的导电剂Super P碳，500r/min的转速下保持1h，向混合物中加入8.0g乙炔黑，搅拌2h，待乙炔黑加入完毕，再向混合物中加入1g粒径为80nm的铂纳米颗粒，搅拌1h，制备混合浆料；用自动涂膜烘干机将浆料均匀涂抹在两根直径8mm、长度120mm的高纯石墨碳电极棒表面，涂覆厚度70μm，并在70℃干燥24h得改造电极；在200mL容积的聚四氟乙烯反应釜顶盖开两个直径9mm开孔，将制备的两根电极由开孔插入，并用2301耐高温胶做好电极与开孔间的密封，两电极间可外加5V直流电压，即得到带电催化装置的水热釜。其次，将粒径200nm的白炭黑置于带电极的反应釜的200mL聚四氟乙烯内衬中，加入50mL无水乙醇和50mL蒸馏水，配制0.2g/mL白炭黑悬浮液，机械搅拌10min使白炭黑分散于溶液中，再向悬浮液中加入5g的甲基三甲氧基硅烷、5g的1-丁基-3-甲基溴化咪唑([BMIM]Br)和5g的KCl，将反应釜密封好，向电极施加5V外加电压，再将反应釜置于100℃环境中600min，使二氧化硅表面的基团与有机物的有机基团充分反应；反应结束后，取出反应釜，关闭外加电压，使反应釜自然冷却至室温，将釜内物离心分离、蒸馏水和无水乙醇各洗涤3次，60℃干燥24h，既得改性白炭黑材料。取9kg聚乙二醇二丙烯酸酯400、4kg聚乙二醇二丙烯酸酯600、8kg聚乙二醇二丙烯酸酯1000、0.8kg的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.3kg的1,4-丁二醇二丙烯酸酯、9.7kg甲基丙烯酸异冰片酯及7.4kg环己基甲基丙烯酸酯混合，超声震荡10min，制备39.2kg可聚合单体混合物；0.10kg的2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、0.24kg二苯甲酮、0.06kg的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，超声震荡10min，制备0.4kg的光引发剂混合物。然后，取一个长20cm、管口内径为6mm的长导管将0.1kg光引发剂混合物溶于甲苯中，甲苯和光引发剂的用量比为1:30，另一个导管装有1kg上述第一步改性后的白炭黑，利用真空泵在真空状态下使光引发剂负载于白炭黑中，在室温下静置48h，70℃下真空干燥24h；称量1kg干燥后的样品，加入49kg甲苯，超声震荡10min使样品完全溶解，在2000r/min的旋涂速率下将白炭黑负载的光引发剂混合液旋涂于阻值为420Ω氧化铟锡的导电表面，涂覆厚度为86μm，然后将薄膜在70℃恒温环境下烘干，制成厚度136μm的透明薄膜。进一步地，再将双折射率为0.25，介电常数为20，清亮点为118℃，粘度值为12mm2/s的向列相液晶60.6kg、上述39.2kg可聚合单体混合物和0.2kg光引发剂混合物混合，超声震荡30min使材料均匀混合，制备液晶复合体系。接着，将涂覆有白炭黑/光引发剂混合物的上层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜和下层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜相对放置，用15μm直径的间隔粒子控制两薄膜间距，将薄膜一侧放入压制滚轴间，将制得的液晶复合体系倒入上述两层薄膜间隙，在压力300ton、温度20℃下滚轴挤压成复合膜；然后将复合膜加热至50℃，用100W的红外灯，在辐照温度45℃下持续辐照30min，再用光照强度10mW/cm2、波长365nm紫外光照射上层透明薄膜30min，即得聚合物分散液晶薄膜。最后，将聚合物分散液晶薄膜按50:50裁剪并进行各种电光性能的测试，测试结果表明，该薄膜样品7的阈值电压为14V，开态雾度为5％，关态雾度为91.2％，对比度54％，透过率92.4％，开态响应时间1.5ms，关态相应时间73ms，使用温度范围-20～40℃，储存温度-20～55℃，寿命高于3年。
实施例8：不同重量份数组成的液晶高分子复合体系薄层、可聚合单体混合物、光引发剂制备PDLC薄膜样品8
室温下，向50mL浓度0.2g/mL的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中加入1.0g聚偏氟乙烯，500r/min的转速下保持1h，然后向其中加入1.0g的导电剂Super P碳，500r/min的转速下保持1h，向混合物中加入8.0g乙炔黑，搅拌2h，待乙炔黑加入完毕，再向混合物中加入1g粒径为80nm的铂纳米颗粒，搅拌1h，制备混合浆料；用自动涂膜烘干机将浆料均匀涂抹在两根直径8mm、长度120mm的高纯石墨碳电极棒表面，涂覆厚度70μm，并在70℃干燥24h得改造电极；在200mL容积的聚四氟乙烯反应釜顶盖开两个直径9mm开孔，将制备的两根电极由开孔插入，并用2301耐高温胶做好电极与开孔间的密封，两电极间可外加5V直流电压，即得到带电催化装置的水热釜。其次，将粒径200nm的白炭黑置于带电极的反应釜的200mL聚四氟乙烯内衬中，加入50mL无水乙醇和50mL蒸馏水，配制0.2g/mL白炭黑悬浮液，机械搅拌10min使白炭黑分散于溶液中，再向悬浮液中加入5g的甲基三甲氧基硅烷、5g的1-丁基-3-甲基溴化咪唑[BMIM]Br和5g的KCl，将反应釜密封好，向电极施加5V外加电压，再将反应釜置于100℃环境中600min，使二氧化硅表面的基团与有机物的有机基团充分反应；反应结束后，取出反应釜，关闭外加电压，使反应釜自然冷却至室温，将釜内物离心分离、蒸馏水和无水乙醇各洗涤3次，60℃干燥24h，既得改性白炭黑材料。取6kg聚乙二醇二丙烯酸酯200、16.6kg聚乙二醇二丙烯酸酯400、11.6kg聚乙二醇二丙烯酸酯1000、1.8kg的1,6-己二醇二丙烯酸酯、0.5kg的1,4-丁二醇二丙烯酸酯、17kg甲基丙烯酸异冰片酯、16.2kg环己基甲基丙烯酸酯混合，超声震荡10min，制备69.7kg可聚合单体混合物；0.14kg的2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、0.24kg二苯甲酮、0.16kg的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮及0.06kg2,4,6-三甲基苯酰胺甲酰基-二苯基氧化膦TPO混合，超声震荡10min，制备0.3kg的光引发剂混合物。然后，取一个长20cm、管口内径为6mm的长导管将0.1kg光引发剂混合物溶于甲苯中，甲苯和光引发剂的用量比为1:30，另一个导管装有1kg上述第一步改性后的白炭黑，利用真空泵在真空状态下使光引发剂负载于白炭黑中，在室温下静置48h，70℃下真空干燥24h；称量1kg干燥后的样品，加入49kg甲苯，超声震荡10min使样品完全溶解，在2000r/min的旋涂速率下将白炭黑负载的光引发剂混合液旋涂于阻值为560Ω氧化铟锡的导电表面，涂覆厚度为95μm，然后将薄膜在70℃恒温环境下烘干，制成厚度155μm的透明薄膜。进一步地，再将双折射率为0.24，介电常数为18，清亮点为120℃，粘度值为12mm2/s的向列相液晶30kg、上述69.7kg可聚合单体混合物和0.3kg光引发剂混合物混合，超声震荡30min使材料均匀混合，制备液晶复合体系。接着，将涂覆有白炭黑/光引发剂混合物的上层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜和下层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜相对放置，用17μm直径的间隔粒子控制两薄膜间距，将薄膜一侧放入压制滚轴间，将制得的液晶复合体系倒入上述两层薄膜间隙，在压力300ton、温度20℃下滚轴挤压成复合膜；然后将复合膜加热至50℃，用100W的红外灯，在辐照温度45℃下持续辐照30min，再用光照强度10mW/cm2、波长365nm紫外光照射上层透明薄膜30min，即得聚合物分散液晶薄膜。最后，将聚合物分散液晶薄膜裁剪成40:60并进行各种电光性能的测试，测试结果表明，该薄膜样品8的阈值电压为12V，开态雾度为5％，关态雾度为92.8％，对比度55％，透过率90.5％，开态响应时间0.8ms，关态相应时间52ms，使用温度范围-20～40℃，储存温度-20～55℃，寿命高于3年。
表1聚合物分散液晶薄膜性能测试结果汇总
Figure BDA0002558564770000181

Claims (6)

1.本发明提供一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，包括如下操作步骤：
第一、带电催化装置的水热釜的改造方法
室温下，向50mL浓度0.01～10g/mL的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中加入1.0g聚偏氟乙烯，200～500r/min的转速下保持1h，然后向其中加入1.0g的导电剂Super P碳，500r/min的转速下保持1h，在保持搅拌速率不变的情况下加入8.0g乙炔黑，待乙炔黑加入完毕，再向混合物中加入1g粒径为20～1000nm的铂纳米颗粒，搅拌1h，制备混合浆料；用自动涂膜烘干机将浆料均匀涂抹在两根直径8mm、长度120mm的高纯石墨碳电极棒表面，涂覆厚度30～100μm，并在70℃干燥24h得改造电极；在200mL容积的聚四氟乙烯反应釜顶盖开两个直径9mm开孔，将制备的两根电极由开孔插入，并用2301耐高温胶做好电极与开孔间的密封，两电极间可外加5～100V直流电压，即得到带电催化装置的水热釜；
第二、改性白炭黑的制备
将粒径50～1000nm的白炭黑置于上述特制的反应釜内衬中，加入50mL无水乙醇和50mL蒸馏水，配制0.01～10g/mL白炭黑悬浮液，机械搅拌10min使白炭黑分散于溶液中，再向悬浮液中加入0.05～5g甲基三甲氧基硅烷、0.05～5g的1-丁基-3-甲基溴化咪唑[BMIM]Br和0.05～5g的KCl，将反应釜密封好，向电极施加5～100V外加直流电压，再将反应釜置于50～200℃环境中保温30～3000min，使二氧化硅表面的基团与有机物的有机基团充分反应；反应结束后，取出反应釜，关闭外加电压，使反应釜自然冷却至室温，将釜内物离心分离、蒸馏水和无水乙醇各洗涤3次，60℃干燥24h，既得改性白炭黑材料；
第三、光引发剂混合物和可聚合单体混合物的制备
将1～20kg聚乙二醇丙烯酸酯200、1～20kg聚乙二醇丙烯酸酯400、1～20kg聚乙二醇丙烯酸酯600、1～20kg聚乙二醇丙烯酸酯1000、0.1～1.0kg的1,4-丁二醇二丙烯酸酯、0.1～5kg的1,6-己二醇二丙烯酸酯、5～20kg甲基丙烯酸异冰片酯、1～20kg环己基甲基丙烯酸酯中的一种、两种或两种以上任意组合混合，超声震荡1～30min，制备可聚合单体混合物；将0.01～0.50kg的2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、0.01～0.50kg的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、0.01～0.50kg的2,4,6-三甲基苯酰胺甲酰基-二苯基氧化膦TPO、0.01～0.50kg二苯甲酮中的一种、两种或两种以上任意组合混合，超声震荡1～30min，制备光引发剂混合物；
第四、在含有氧化铟锡的导电面上旋涂白炭黑负载的光引发剂
取一个长20cm、管口内径为6mm的长导管将0.1～10kg光引发剂混合物溶于甲苯中，甲苯和光引发剂的用量比为1:30，另一个导管装有0.1～10kg上述第一步改性后的白炭黑，利用真空泵在真空状态下使光引发剂负载于白炭黑中，在室温下静置48h，60～80℃下真空干燥12～48h；称量0.1～10kg干燥后的引发剂负载的白炭黑样品，加入10～100kg甲苯，超声震荡1～30min使样品完全溶解，在500～5000r/min的旋涂速率下将白炭黑负载的光引发剂混合液旋涂于阻值为10～1000Ω氧化铟锡的导电表面，涂覆厚度为10～100μm，然后将薄膜在60～80℃恒温环境下烘干，制成厚度100～200μm的透明薄膜；
第五、液晶复合体系的制备
取30～80kg的向列相液晶、10～70kg可聚合单体混合物及0.1～1kg光引发剂混合，超声震荡10min使材料均匀混合；
第六、聚合物分散液晶薄膜的制备
将涂覆有白炭黑/光引发剂混合物的上层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜和下层单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜相对放置，用5～30μm直径的间隔粒子控制两薄膜间距，将薄膜一侧放入压制滚轴间，将制得的液晶复合体系倒入上述两层薄膜间隙，在压力50～500ton、温度-10～60℃下滚轴挤压成复合膜；然后将复合膜加热至40～60℃，用1～100W的红外灯，在辐照温度20～50℃下持续辐照20～60min，再用光照强度1～10mW/cm2、波长365nm紫外光照射上层透明薄膜1～30min；
第七、聚合物分散液晶薄膜的裁剪
将制得的聚合物分散液晶薄膜裁剪成长宽比为20:10～100:60的尺寸；
第八、聚合物分散液晶薄膜的性能测试
对制得的聚合物分散液晶薄膜进行各种电光性能的测试。
2.根据权利要求1所述一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其特征在于：所述白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜，包括从上到下，依次连接的三层薄层：涂覆有白炭黑/光引发剂混合物的单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯上层透明薄膜、液晶/可聚合单体/光引发剂混合物复合体系组成的中间薄层以及单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯的下层透明薄膜。
3.根据权利要求2所述一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其特征在于：所述上层透明薄膜内侧涂覆的白炭黑负载的光引发剂具有紫外吸收能力。
4.根据权利要求2所述一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其特征在于：所述液晶/可聚合单体/光引发剂混合物复合体系组成的中间薄层中，向列相液晶双折射率0.1～0.4，介电常数15～20，清亮点80～140℃，粘度值5～20mm2/s。
5.根据权利要求2所述一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其特征在于：所述液晶/可聚合单体/光引发剂混合物复合体系组成的中间薄层中，可聚合单体混合物为聚乙二醇丙烯酸酯200、聚乙二醇丙烯酸酯400、聚乙二醇丙烯酸酯600、聚乙二醇丙烯酸酯1000、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸异冰片酯、环己基甲基丙烯酸酯中的一种、两种或两种以上任意组合。
6.根据权利要求2所述一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其特征在于：所述液晶/可聚合单体/光引发剂混合物复合体系组成的中间薄层中，光引发剂为2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯酰胺甲酰基-二苯基氧化膦TPO、二苯甲酮中的一种、两种或两种以上任意组合。
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