[发明专利]红外反射液晶高分子薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学薄膜材料技术领域，特别涉及一种红外反射液晶高分子薄膜及其制备方法。

背景技术

胆甾相液晶材料由于其特殊的螺旋结构而具有选择性布拉格反射的特性，这种特殊的光学性质，使得胆甾相液晶被广泛的应用在液晶显示器、红外反射薄膜材料等领域。

胆甾相液晶材料通常是由向列相液晶组合物(Nematic liquid crystal components)和手性组合物(Chiral components)配制而成，手性化合物的掺入使向列相液晶的结构发生扭曲，从而得到胆甾相液晶。在一个单畴体内，胆甾相液晶分子与螺旋轴垂直排列，在垂直于螺旋轴的平面内，可以认为是向列相液晶；在沿着螺旋轴的方向上，胆甾相液晶分子的指向发生变化，其旋转360°时所经过的螺旋轴的长度被称为螺距（P）。单一螺距的胆甾相液晶反射波长λ=Pn（n为液晶的平均光折射率）；反射光谱带宽∆λ=（n_e-n_o）P=∆nP（∆n=n_e-n_o为双折射率）；从以上公式中可见，当p值一定时，在Δλ值一定的前提下, 提高胆甾相液晶材料的Δn，有利于改善液晶反射效果。

液晶材料的螺距p和手性掺加剂的螺旋扭曲力常数(Helical Twisting Power，简称HTP值)及其在液晶组合物中的含量Xc关系是：。胆甾相液晶材料的HTP值是由手性分子自身性质决定。当p值一定时，手性分子的HTP值越大，在其液晶材料中的含量(Xc)相对越少，越有利于胆甾相液晶的性能改善。由于不同Ch2LCD模式具有不同的螺矩，只有通过调节不同HTP值的手性组分及其在液晶材料中的含量来改变螺矩和反射波长。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够实现红外反射的液晶高分子薄膜及其制备方法，所述液晶高分子薄膜能够有效反射700-1100nm的红外光。

本发明解决其技术问题的解决方案是：按照重量百分比，本发明的红外反射的液晶高分子薄膜材料是由20-30%的向列相液晶A、25-35%的向列相液晶B、35-45%向列相液晶C、1.9-3.0%的手性液晶、1-3%的光诱发剂和0.01-0.03%的阻聚剂反应得到的；其中向列相液晶A为2-甲基-1,4-苯撑-双（4-（3-（丙烯酰氧基）丙氧基）苯甲酸酯），结构式为：

向列相液晶B为4-[[6-[(1-氧代-2-丙烯基)氧基]己基]氧基]苯甲酸 4-甲氧基苯基酯，结构式为：

；

向列相液晶C为4-苯腈-4-（（6-（丙烯酰氧基）已基）氧基）苯甲酸酯），结构式为：

；

手性液晶为1,4:3,6-二脱水-D-山梨醇-2,5-双[4-[[4-[[[4-[（1-氧代-2-丙烯-1-基）氧基]丁氧基]羰基]氧基]苯甲酰基]氧基]苯甲酸酯，结构式为：

；

可以通过调节手性液晶的比例来控制反射波长。

优选地，所述光诱发剂为苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦、二-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、安息香双甲醚或1-羟基环己基苯基甲酮；进一步优选地为苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦。

所述阻聚剂可以为酚类阻聚剂、醌类阻聚剂、硝基类阻聚剂或亚硝基类阻聚剂中的任意一种；优选地，阻聚剂为对苯二酚、对叔丁基苯酚、苯醌、硝基苯或亚硝基苯。

本发明还提到了一种上述红外反射液晶高分子薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1）配置混合液晶：在黄光条件下，将向列相液晶A、向列相液晶B、向列相液晶C、手性液晶和光诱发剂按比例称取到防紫外线试剂瓶中，然后按比例准备阻聚剂，并将其配置为浓度为100~300ppm的阻聚剂溶液；然后将阻聚剂溶液加入防紫外线试剂瓶中混合均匀，将混合液自然干燥，直至其中溶剂完全挥发，得到混合液晶；阻聚剂溶液用的溶剂只要能满足与各组分相溶且不与各组分发生反应，易挥发即可；例如可以采用四氢呋喃作为溶剂。

2）液晶的填充与取向：在黄光下，将混合液晶加热到60℃以上，使各液晶转变为各向同性的液态，然后在该温度下将混合液晶注入液晶盒，填充完成后，降温至50℃以下，使混合液晶转变为液晶态，然后保温使液晶分子取向。优选地，将混合液晶加热到80-90℃，使各液晶转变为各向同性的液态，然后在该温度下将混合液晶注入液晶盒，填充完成后，降温至30-40℃，使混合液晶转变为液晶态，然后保温15-20min使液晶分子取向。