[發(fā)明專利]一種基于末端帶有剛性結(jié)構(gòu)單體的聚合物分散液晶材料的制備方法

有效

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• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN113024712B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊槐;木新;張帥峰;張?zhí)m英;周樂;林昊楠
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號: C08F220/18
• 分類號: C08F220/18;C08F220/32;C08F222/14;C08F2/48;C08J5/18;C09K19/38;C08L33/14;C08L33/08;C08L33/10
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;武玥

本發(fā)明屬于液晶應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于末端帶有剛性結(jié)構(gòu)單體的聚合物分散液晶材料的制備方法。其特征在于，包括以下步驟：1)將紫外光可聚合單體和向列相液晶按照質(zhì)量比1:4～3:2，加入光引發(fā)劑混合均勻后灌入液晶盒內(nèi)，獲得樣品；2)將步驟1)獲得的樣品在溫度0～303.2K，使用波長為365nm的紫外光，光輻照強(qiáng)度為2.0～10.0mW/cm²，光輻照時間為2～10min，固化形成聚合物分散液晶材料。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)聚合物分散液晶材料低驅(qū)動電壓和高對比度的優(yōu)異電光性能；另外，末端帶有剛性結(jié)構(gòu)單體的引入，可為聚合物分散液晶材料的制備和電光性能的優(yōu)化提供新思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液晶應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種基于末端帶有剛性結(jié)構(gòu)單體的聚合物分散液晶材料的制備方法。該薄膜材料可廣泛應(yīng)用于液晶顯示、智能玻璃以及投影顯示等相關(guān)領(lǐng)域的研究中。

背景技術(shù)

聚合物分散液晶(PDLC)是一種復(fù)合材料，具有雙折射性質(zhì)的液晶微滴均勻分散于連續(xù)的高分子基體中。當(dāng)未對PDLC薄膜施加電場時，液晶微滴指向矢隨機(jī)分布，液晶微滴的有效折射率和高分子基體不匹配，入射光在液晶微滴和高分子基體的界面發(fā)生反射和折射，PDLC薄膜呈現(xiàn)乳白色的散射態(tài)。當(dāng)對PDLC薄膜外加電場時，液晶微滴指向矢沿電場方向垂直基板取向排列，液晶微滴的有效折射率和高分子基體接近，入射光直接透過薄膜，PDLC薄膜呈現(xiàn)透明態(tài)。PDLC薄膜具有制備工藝簡單、成本低、無需取向處理和偏振片、高亮度和寬視角等優(yōu)勢，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，PDLC薄膜材料已廣泛應(yīng)用于電控智能玻璃、大面積柔性顯示、液晶光柵和衍射光學(xué)等方面。

一般而言，PDLC薄膜電光性能的評估參數(shù)分別為驅(qū)動電壓、對比度和響應(yīng)時間。特別地，大量的研究工作致力于降低驅(qū)動電壓和提高對比度，如通過液晶和可聚合單體材料的選擇、各組分比例的調(diào)控、聚合條件的優(yōu)化等來實(shí)現(xiàn)以上電光性能的改善。其中，可聚合單體大多選擇帶有柔性烷基鏈的單體，僅有極其少量的工作中提及引入帶有剛性結(jié)構(gòu)的單體。

發(fā)明內(nèi)容

在液晶/高分子復(fù)合材料體系中引入帶有剛性結(jié)構(gòu)的可聚合單體的引入可有效地提高對比度、拓寬網(wǎng)絡(luò)形貌的調(diào)控范圍。因此，本發(fā)明中涉及一系列的末端帶有剛性結(jié)構(gòu)的可聚合單體，制備出電光性能優(yōu)異的末端帶有剛性結(jié)構(gòu)單體的聚合物分散液晶薄膜材料，為開發(fā)具有優(yōu)異電光性能的聚合物分散液晶薄膜材料提供了新思路。

本發(fā)明的目的在于提供一種基于末端帶有剛性結(jié)構(gòu)單體的聚合物分散液晶材料的制備方法，實(shí)現(xiàn)PDLC薄膜網(wǎng)絡(luò)形貌調(diào)控的拓展、電光性能的優(yōu)化。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

1)將紫外光可聚合單體和向列相液晶按照質(zhì)量比1:4～3:2，加入光引發(fā)劑混合均勻后灌入液晶盒內(nèi)，獲得樣品；

2)將步驟1)獲得的樣品在溫度0～303.2K，使用波長為365nm的紫外光，光輻照強(qiáng)度為2.0～10.0mW/cm²,光輻照時間為2～10min，固化形成聚合物分散液晶材料。

作為優(yōu)選，所述向列相液晶為商用向列相液晶BJD010200-100(T_NI＝361.0K,Δn＝0.217,Δε＝11.7)、SLC1717、E7或E8。

其中，本發(fā)明所涉及的紫外光可聚合單體包括：a：丙烯酸四氫糠基酯，b甲基丙烯酸四氫糠基酯，c：2-丙烯酸環(huán)己基酯，d：2-甲基丙烯酸環(huán)己基酯，e：丙烯酸芐酯，f：甲基丙烯酸芐酯，g：3,5,5-三甲基己基丙烯酸酯和h：1,10-癸二醇二丙烯酸酯中的一種或兩種以上。

作為優(yōu)選，所述以上8種紫外光可聚合單體的分子式如圖1所示。

其中，所述引發(fā)劑為本領(lǐng)域公知的光引發(fā)劑，優(yōu)選為安息香雙甲醚(Irgacure651)或三甲基苯甲酰二苯基氧化膦(TPO)，所述加入光引發(fā)劑占總質(zhì)量的0.1wt％～5.0wt％。