[发明专利]一种可屏蔽近红外光的电控调光膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可屏蔽近红外光的电控调光膜及其制备方法，所述调光膜包括高分子网络、液晶分子和纳米粒子；所述液晶分子分散在所述高分子网络内部；所述高分子网络和所述液晶分子之间分散有纳米粒子；所述纳米粒子在780nm～3000nm近红外波段具有吸收。本发明通过在聚合物分散液晶电控调光膜中掺杂可屏蔽近红外光的纳米粒子，所制备的电控调光膜在开态下可屏蔽95％以上的780nm～3000nm波段的近红外光。所提供的制备方法有效的提升电控调光膜的隔热性能，使其在建筑节能领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于功能性液晶材料制备和应用技术领域，尤其涉及一种可屏蔽近红外光的电控调光膜及其制备方法。

背景技术

聚合物分散液晶(polymer dispersed liquid crystal,PDLC)是一种液晶微滴均匀分散于连续的聚合物基体中形成的复合材料，能够通过施加电压实现透明态和散射态的转变。在没有施加电场的情况下，液晶微滴的指向矢随机分布，由于光线通过液晶微滴的有效折射率与通过聚合物基体的折射率不匹配，因此在液晶与聚合物的界面上发生多次折射，使PDLC膜呈现强烈的光散射状态；而在施加电场时，液晶微滴的指向矢沿电场分布，使得液晶微滴的折射率与聚合基体的折射率相匹配，光线在液晶与聚合物的界面上不发生折射，此时PDLC膜呈现透明态。

PDLC膜虽然可以通过施加电场来调节可见光的透过率，但是不论是透明态还是散射态，PDLC膜近红外光的透过率均维持在较高的水平。应用于建筑或汽车的窗膜时，其较高的近红外光透过率在炎热的夏季不利于控制室内升温，极大的限制了PDLC膜在建筑节能等领域方面的应用。

发明内容

为了提高PDLC电控调光膜的隔热性能，本发明提供了一种可屏蔽近红外光的电控调光膜及其制备方法。

本发明提供的一种电控调光膜，包括高分子网络、液晶分子和纳米粒子；所述液晶分子分散在所述高分子网络内部；所述高分子网络和所述液晶分子之间分散有纳米粒子，所述纳米粒子在780nm～3000nm近红外波段具有吸收。

所述高分子网络为具有孔洞的高分子基体，所述液晶分子分散在这些孔洞中，所述的高分子网络可以为连续的，也可以是不连续的高分子基体。所述的高分子基体可以为下文提及的材料，也可以是现有的材料，但是以具有较好的对可见光的透过率为宜。

作为上述电控调光膜一种更好的选择，制备薄膜的原料中包括液晶材料、可聚合单体(聚合成高分子网络)和纳米粒子，其配比为：

液晶材料：10.0～90.0重量份；

可聚合单体：10.0～80.0重量份；

纳米粒子：0.01～20.0重量份。

作为上述技术方案的一个较好的选择，所述可聚合单体可全部由非液晶性可聚合单体组成，或由液晶性可聚合单体和非液晶性可聚合单体共同组成。

作为上述技术方案的一个较好的选择，根据所述可聚合单体的组成不同，薄膜的制备方法和液晶材料的选择也不同。若可聚合单体由液晶性可聚合单体和非液晶性可聚合单体共同组成，则薄膜在固化时需采用分步聚合的制备方法，液晶材料需选择胆甾相液晶材料；若可聚合单体全部由非液晶性可聚合单体组成，则薄膜在固化时可直接一步完成聚合，液晶材料选择向列相或胆甾相液晶材料均可。也就是说，所述高分子网络由液晶性可聚合单体和非液晶性可聚合单体共同聚合而成时，相应的液晶材料为胆甾相液晶材料；所述高分子网络由非液晶性可聚合单体聚合而成时，相应的液晶材料为向列相液晶材料和/或胆甾相液晶材料