[發(fā)明專利]溫敏顯色的液晶微膠囊及其制備方法

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• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111905663A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 呂繼祥;J·L·韋斯特;張莉;熊春榮;高宇陽
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州和萃新材料有限公司
• 主分類號: B01J13/16
• 分類號: B01J13/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種溫敏顯色的液晶微膠囊，包括膠囊芯和膠囊壁，其中膠囊芯包括至少兩種膽甾醇酯類液晶，膠囊壁由二氧化硅形成。本發(fā)明還公開了該溫敏顯色的液晶微膠囊的制備方法。本發(fā)明的溫敏顯色的液晶微膠囊根據(jù)作為芯材的液晶配方的不同，能在不同的溫度范圍隨溫度變化顯示不同的顏色，而且在不影響反射率的同時，耐溶劑性可顯著提升，從而提高液晶微膠囊的穩(wěn)定性，擴大其應用范圍。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及液晶微膠囊及其制備，具體涉及一種無機壁材的溫敏顯色的液晶微膠囊及其制備方法。

背景技術(shù)

液晶是介于固體與液體之間的一種特殊的形態(tài)，它既有液體的流動性又兼具晶體的各向異性。根據(jù)形成液晶態(tài)的物理條件，液晶主要分為溶致液晶與熱致液晶，而熱致液晶根據(jù)其內(nèi)部分子排列的有序狀態(tài)又可以分為向列相液晶、膽甾相液晶以及近晶相液晶。膽甾相液晶可以被認為是一種特殊的向列相液晶，液晶分子在短軸方向上排列成層，層內(nèi)分子雜亂無章，但彼此平行排列，不同層分子長軸取向也各不相同，沿層的法線方向周期性旋轉(zhuǎn)排列成螺旋結(jié)構(gòu)。液晶分子的扭曲旋轉(zhuǎn)會引起折射率的改變，從而反射特定波長的入射光，其中膽甾相液晶能反射的入射光波長與螺距P有關(guān)，可用布拉格反射公式表示：λ=2nPsinφ表示，其中λ為反射光的波長，n為膽甾相液晶的平均折射率，φ為反射光與液晶表面的夾角。當反射的入射光波長落在可見光范圍內(nèi)，即可達到顯色的效果。大多數(shù)膽甾相液晶的螺距很容易受到外部（如磁場、電場、光、溫度等）的影響而發(fā)生改變，因此膽甾相液晶在光學顯色領域有著廣泛的應用前景。然而，由于膽甾相液晶的流動性使其加工性能以及穩(wěn)定性能均比較差，為了能保持其可調(diào)控的光學性能的應用，一般將膽甾相液晶進行微膠囊化處理。

微膠囊一般由壁材和芯材組成，壁材一般為天然高分子或者合成類高分子，目前常用的主要有明膠、阿拉伯膠以及烯烴類的聚合物。此類液晶微膠囊具有優(yōu)異的耐水性，但不耐溶劑，從而限制了液晶微膠囊的應用領域。而且其傳統(tǒng)的制備方法主要以復凝聚和原位聚合為主，其生產(chǎn)工藝復雜，不利于大批量生產(chǎn)。同時合成類的高分子的化學相容性和穩(wěn)定性都沒有無機材料優(yōu)秀。

因此，需要提供一種耐溶劑性可顯著提升且不影響反射率的溫敏顯色的液晶微膠囊。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的一個方面提供了一種溫敏顯色的液晶微膠囊，包括膠囊芯和膠囊壁，膠囊芯包括至少兩種膽甾醇酯類液晶，膠囊壁由二氧化硅形成。在更優(yōu)選的實施方案中，液晶微膠囊的粒徑范圍為1~50微米。

在優(yōu)選實施方案中，膽甾醇酯類液晶為膽固醇乙酸酯、膽固醇丙酸酯、膽甾醇正丁酸酯、膽固醇壬酸酯、苯甲酸膽固醇脂、膽固醇油酸碳酸酯、膽甾醇油酸酯、氯化膽固醇、膽甾烯基亞油酸酯、膽甾醇肉桂酸酯、膽甾醇乙基碳酸酯、膽甾烯基異硬脂酰基碳酸酯、膽甾烯基丁烯酸酯或膽甾烯基碳酸酯。

在可選實施方案中，液晶微膠囊包括附加膠囊壁。在優(yōu)選實施方案中，附加膠囊壁由有機高分子形成。

另一方面，本發(fā)明還公開了一種制備溫敏顯色的液晶微膠囊的方法，包括：a. 按照比例將膽甾醇酯類液晶和二氧化硅前驅(qū)體溶解于有機溶劑中，形成均一的油相；b. 配置含有乳化劑的水相；c. 將油相緩慢加入水相中，乳化得到含有油相液滴的乳液；d.調(diào)節(jié)乳液的pH值，反應形成壁材；以及e. 離心洗滌。

在優(yōu)選實施方案中，步驟a還包括加入添加聚合物單體。

在優(yōu)選實施方案中，二氧化硅前驅(qū)體為硅酸酯類或硅烷類化合物。

在優(yōu)選實施方案中，二氧化硅前驅(qū)體和膽甾醇酯類液晶的質(zhì)量比為1:1~1:10。

在優(yōu)選實施方案中，乳化劑為非離子型表面活性劑、離子型表面活性劑和天然高分子中的一種或更多種。

在優(yōu)選實施方案中，乳液的pH值范圍為1~4或10~13。

有益效果：