[发明专利]一种兼具温控和电控功能的液晶调光膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种兼具温控和电控功能的液晶调光膜，其特征在于：所述液晶调光膜包括高分子网络骨架和相液晶分子，所述高分子网络骨架由聚合物分散液晶网络结构与聚合物稳定液晶网络结构组成，所述高分子网络骨架包括含有网孔的的高分子基体，所述网孔内部有垂直排列的高分子网络；所述液晶分子分散在所述高分子网络骨架内部，所述液晶分子为具有近晶相～胆甾相的转变。本发明的兼具温控和电控功能的液晶调光膜是一种全新的多重响应的智能化薄膜，在建筑节能等领域拥有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于功能性液晶材料领域，具体涉及一种可温控和兼具温控和电控功能的液晶调光膜及其制备方法。

背景技术

聚合物分散液晶(PDLC)电控调光膜(以下简称“电控膜”)是由两片氧化铟锡导电膜及中间夹有的液晶和聚合物的混合物组成，通过热固化或紫外光固化形成(高分子/液晶)复合材料制备而成。在电控膜中，高分子形成三维网络结构，液晶分子填充在高分子形成的三维网络结构的网孔中。当不对薄膜施加电场时，在高分子网络的作用下液晶分子的指向矢呈无规分布，薄膜呈现强烈的光散射状态；对薄膜施加电场时，液晶分子的长轴平行于电场排列(通常PDLC中所使用的液晶的各向介电常数为正)，薄膜呈透明状态。这种电控膜因其具有粘结力强，成膜性好，电光性能稳定等优点，在交通运输和建筑等领域得到了广泛应用，国内外均已量产。

聚合物分散&稳定液晶(PD&SLC)温控调光膜(以下简称“温控膜”)是一种通过分步聚合法制备而成的高分子/液晶复合材料，与电控膜不同的是：(1)温控膜所使用的液晶材料是具有近晶相(SmA)～胆甾相(N*)相转变的液晶材料。(2)在温控膜的微观网络结构中，既形成了高分子基体，为薄膜提供了良好的粘结强度；同时多孔的高分子基体内部形成了垂直取向的高分子网络。在低温时，SmA相液晶分子在高分子网络的稳定作用下呈垂直取向的分子排列方式，薄膜呈透明状态；在高温时，N*相液晶分子呈焦锥织构的分子排列方式，薄膜呈光散射状态。温控调光膜因继承了PDLC薄膜良好的成膜性、粘结强度，同时具有可以根据外界温度的变化进行智能调光等特性，在建筑节能、交通运输等领域具有广阔的应用前景。

上述电控膜和温控膜的优点显而易见。但是，由于目前所使用的材料体系的制约，电控膜无法像温控膜一样可进行智能调光；而温控膜在低温时的透明状态无法进行人为的调节，在高温时亦不具备良好的电光性能，无法像电控膜一样实现散射态到透明态之间的自由切换。如果可以将电控调光和温控调光的特性结合起来，必将具有广阔的应用空间。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种兼具温控和电控功能的液晶调光膜及其制备方法，获得一种既可随温度变化智能调节光透过率，又可以通过施加电场人为调节光透过率的薄膜材料，其用于建筑门窗的贴膜等，在节能环保的同时，实现智能可控。

本发明提供了一种兼具温控和电控功能的液晶调光膜，所述液晶调光膜包括高分子网络骨架和液晶分子，所述高分子网络骨架由聚合物分散液晶网络结构与聚合物稳定液晶网络结构组成，所述高分子网络骨架包括含有网孔的的高分子基体，所述网孔内部有垂直排列的高分子网络；所述液晶分子分散在所述高分子网络骨架内部，所述液晶分子为具有近晶相～胆甾相的转变。

作为上述技术方法的一个优选，所述高分子基体的网孔尺寸大小为1um～100um。所述基体的网孔孔径可以根据需要进行控制，作为基础常识在控制了孔径后，依照本发明方法制备得到的垂直取向的高分子网络也会进行改变。对于所述的网孔大小，可以选择不同的范围值，如1-10，10-20，20-40，40-60，60-80，80-100微米不等，受制于网孔直径，相应的垂直取向的高分子网络的尺寸也会相应变为更小的尺寸。

作为上述技术方案的一种更好的选择，所述液晶调光膜内包括离子液体。当不掺杂离子液体时，薄膜的光透过率在低温时不具备电调控特性，但在高温时薄膜的光透过率可通过施加电场来调节。在本发明内容中，低温指的是低于液晶的相变温度，高温指的是高于液晶的相变温度。作为上述技术方案的一种更好的选择，制备所述液晶调光膜的原料包括：