[发明专利]一种掺纳米导电粒子的PDLC薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种掺纳米导电粒子的PDLC薄膜，由丙烯酸改性聚氨酯、TMPTA单体稀释剂、石墨烯纳米导电粒子、消泡剂和液晶在常温状态下以100～300r/min的转速搅拌60～120分钟，随后经能量为150～300keV的电子束辐射固化0.1～0.3秒制得；本发明提供的掺纳米导电粒子的PDLC薄膜，将石墨烯纳米导电粒子与传统的PDLC薄膜相结合，从介电常数与液晶取向方面降低了PDLC薄膜的驱动电压，不须改变制备PDLC薄膜本身所用主体原料，因而保证了PDLC薄膜原有的光电特性，该PDLC薄膜的驱动电压低，并且具有良好的热稳定性和机械稳定性，制备工艺简单。

技术领域

本发明涉及一种PDLC薄膜及其制备方法，具体涉及一种掺纳米导电粒子的PDLC薄膜及其制备方法。

背景技术

聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，简称PDLC)是一种液晶以微滴形式均匀分散于高分子基质中的液晶/高分子复合材料，它具有电场可调控性和良好的电光特性，价格相对低廉，易于加工，并且应用广泛，可用作电光窗、液晶光阈、相位光栅、全息记录膜等，是当前显示技术领域的热门研究课题。

一般认为，PDLC的工作原理是：PDLC由聚合物基体与液晶微滴组成，其中液晶的光轴具有电场可调控性，当加上足够的驱动电压时，液晶光轴受电场作用沿电场方向呈现一致的平行排列，从而所有的液晶微滴中的液晶分子光轴方向一致，此时液晶微滴与聚合物折射率达到完全匹配状态，高分子聚合物和液晶分子之间没有散射，因此光透过率增加，如果外加电场场强充分大，垂直透过率将达到最大，为开态；当外加电场消失时，由于液晶分子与高分子聚合物界面之间的锚定作用，液晶分子光轴杂乱，所有微滴也是无序的排列，由于液晶分子具有较强的光学各向异性和介电各向异性，液晶微滴的寻常光折射率与聚合物折射率失配，因此微滴和高分子聚合物之间互相发生散射作用，此时入射光垂直透过率极低，PDLC外观表现为不透明的乳白状态，即为关态。

基于PDLC的应用，由于基础研究及工艺条件、设备方面的原因，难于实现商业化。其中PDLC相对较高的驱动电压成为其难于实现商业化的原因之一，因而在保持对比度与响应时间的同时能有效的降低PDLC的驱动电压成为改良PDLC光电性能的一大难点与热点，但当前针对驱动电压的技术改良方法主要集中于液晶与聚合物本身的化学合成替换、成膜工艺的研究或驱动方式的改变，这些方法对材料光电性能均有一定程度的改善，但制备过程操作复杂，对设备要求也较高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的不足，并提供一种掺石墨烯纳米导电粒子、驱动电压低的PDLC薄膜及其制备方法。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种掺纳米导电粒子的PDLC薄膜，由30～40质量份的丙烯酸改性聚氨酯、10～20质量份的TMPTA单体稀释剂、4～6质量份的石墨烯纳米导电粒子、2～3质量份的有机硅消泡剂和40～50质量份的液晶经混合、固化制备而成。

本发明还对应提供了掺纳米导电粒子的PDLC薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将丙烯酸改性聚氨酯、TMPTA单体稀释剂、石墨烯纳米导电粒子和消泡剂混合均匀得到聚合物基体，在聚合物基体中加入液晶并在常温状态下以100～300r/min的转速搅拌60～120分钟，得到PDLC预聚浆料；

(2)采用涂刮工艺将PDLC预聚浆料涂覆在表面平整的离型纸上，涂覆厚度为1～20mm，随后经能量为150～300keV的电子束辐射固化0.1～0.3秒使得PDLC预聚浆料固化成膜，将薄膜从离型纸上剥离，得到PDLC薄膜。