[发明专利]一种聚合物分散液晶薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于液晶材料应用领域，具体说是一种聚合物分散液晶薄膜的制备方法。

背景技术

聚合物分散液晶(Polymer dispersed liquid crystals，简称PDLC)薄膜是一种液晶/高分子复合电光材料。PDLC薄膜可应用在电控调光玻璃领域和柔性液晶显示屏，通过调节外加电场使PDLC薄膜在透明和不透明两种状态之间转换。PDLC膜是将向列相液晶微滴均匀分散在聚合物基体中而形成的光学薄膜。PDLC薄膜是一种新型液晶功能材料，具有良好的电光特性，包括较低的阈值电压和饱和电压、较快的响应时间以及较高的对比度，并且能廉价地做成各种形状、各种厚度的薄膜。不施加电场时，PDLC薄膜中液晶微滴的指向矢随机排列，由于光通过液晶微滴的寻常光折射率(n_o)与通过聚合物基体的折射率(n_p)不匹配，光线在液晶与聚合物界面上发生多次反射和折射，因而制备的电控智能玻璃材料呈强烈的散射态(不透明)；当沿着PDLC薄膜的法向方向施加电场时，液晶微滴指向矢沿电场取向，如果选用液晶的寻常光折射率(n_o)与聚合物的折射率(n_p)相匹配，光线在膜内不发生反射和折射而直接透射出来，PDLC薄膜呈透明态；当电场关闭后，PDLC薄膜中液晶微滴里的液晶分子的指向矢在与高分子网络锚定能作用下回复随机指向，PDLC薄膜又变成光散射态。

PDLC薄膜制备最为关键的环节是如何保证PDLC膜具有良好的稳定性能以及其优良的电光性能。目前国内外对PDLC膜的研究主要着眼于缩短PDLC膜响应时间、降低驱动电压和提高对比度等方面。在制备调光玻璃用PDLC膜时，降低PDLC膜的驱动电压尤其重要。因为目前国际上调光玻璃用PDLC膜的驱动电压在36伏以上，例如日本板销子公司的产品的驱动电压在110伏左右。制备驱动电压在安全电压36伏以下的调光玻璃用PDLC膜，具有重要的学术意义和广阔的市场潜力。PDLC膜的电光性能与聚合物高分子网络结构密切相关，因此光聚合单体的选择及混配对PDLC薄膜的电光性能有重要影响。

在PDLC薄膜制备过程中，也经常会出现高分子网络力学强度不够而使PDLC薄膜的电光性能稳定性达不到应用要求的现象。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有低驱动电压、聚合物网络强度高、电光性能稳定的PDLC薄膜的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种聚合物分散液晶薄膜的制备方法，按以下步骤进行：

①按质量比将1，2-二正烯丁基苯乙炔化合物，刚性双官能团丙烯酸酯类可聚合单体，甲基丙烯酸甲酯按8∶2∶3～8∶3∶2混合均匀，并将该混合物作为聚合物分散液晶薄膜的聚合单体；

②将向列型液晶与步骤①所得的聚合单体按质量比2∶8～8∶2比例混合均匀，在室温下形成各向同性液体；

③将光引发剂、玻璃微珠与步骤②所得各向同性液体均匀混合后夹在两片透明的氧化铟锡导电玻璃或透明的氧化铟锡导电塑料薄膜中，压匀，形成膜层；

④在一定温度下，温度控制在各向同性液体的清亮点以上0.5～3.0℃，用紫外光照射步骤③所得膜层1～5分钟，使膜层固化成聚合物分散液晶薄膜。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述的聚合物分散液晶薄膜的配方制备方法，其中所述步骤①中，1，2-二正烯丁基苯乙炔化合物的化学结构为：

前述的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其中所述步骤①中，刚性双官能团丙烯酸酯类可聚合单体的化学结构为：

前述的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其中所述步骤③中，光引发剂含量为各向同性液体总质量的1％～5.0％。

前述的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其中所述步骤③中，玻璃微珠粒径为15～20μm，含量为聚合物分散液晶聚合单体总质量的0.5～1.0％。

前述的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其中所述步骤③中，膜层厚度为15～20.0μm。

前述的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其中所述步骤④中，用365nm的紫外光进行照射，紫外光强度为20.0～60.0mW/m²。

前述的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其中所述步骤④中，温度为-10～+30℃。