[发明专利]一种温度响应型光反射涂层的制备方法及该光反射涂层

说明书

本发明提供了一种温度响应型光反射涂层的制备方法，所述方法通过丙烯酸酯液晶和胺之间的聚合反应来生成主链胆甾相液晶聚合物，将主链胆甾相液晶聚合物涂覆在基质上形成光反射涂层，其中，丙烯酸酯中包括手性的丙烯酸酯，手性的丙烯酸酯液晶的含量及生成的主链胆甾相液晶聚合物的聚合度决定所述反射涂层的反射波长。所述方法还可以包括使主链胆甾相液晶聚合物进行交联反应以获得聚合物网络，从而形成固体涂层。本发明还提供了一种温度响应型光反射涂层。本发明的主链胆甾相液晶聚合物的制备仅需要简单的热驱动聚合反应，尤其是热驱动聚合反应而无需任何催化剂。

技术领域

本发明属于液晶反射涂层领域，尤其涉及一种温度响应型光反射涂层的制备方法及该光反射涂层。

背景技术

基于液晶的器件在日常生活中起着重要作用，特别是在液晶显示中。这些液晶材料由棒状分子组成，且这些分子都指向一个方向。这种特性使得这些液晶材料具有有序的相，但是也能像液体一样流动，其中的一个特例是胆甾相液晶，其对于制备各种光子系统具有非常重要的意义。当向列型材料/混合物的部分或全部由具有手性中心的分子组成时会出现这种相。在这种相中，指向矢轴不断扭曲，导致分子形成螺旋结构。这种相具有能够基于一个完整旋转距离(即螺距)反射特定波段的光的特殊属性，只有光的偏振手性和胆甾相螺旋结构的手性相同时才会被反射，即非偏振光的50％。螺旋间距及其决定的反射波长，决定于材料中手性分子的种类和数量，手性分子越多，螺距越短，反射波长越短，这种特性可以被用来调整材料反射光的波长。

在很多胆甾相液晶材料中，外部刺激可以改变螺距，进而改变反射光的波长。因此，胆胆甾相液晶材料被应用在温度计、新奇产品如情绪环以及响应性光子系统中。最近的胆甾相液晶材料研究集中在智能红外反射器、水响应彩色图案、传感器、成像、防伪措施等应用上。在这些应用中，胆甾相液晶材料通常在密闭的空间中制备，即两个玻璃基板中间的狭窄缝隙中，其被称为玻璃盒子。其他制备方法包括将胆甾相液晶材料作为液滴悬浮在固体基质中，印刷或涂布可聚合的胆甾型分子，然后进行交联聚合以获得固体反射涂层。在后一种情况下，材料对刺激的响应将失去。另一种可行性为通过混合液晶聚合物(在这种情况下为聚硅氧烷液晶)和可以聚合和交联的非聚合物液晶来制备混合网络。最近，报道表明主链液晶聚合物可以通过将双丙烯酸酯液晶分子与扩链剂例如丁胺或二硫醇混合来制备，即使交联后，这些聚合物在室温下仍保持柔软和刺激响应。报道显示，他们是可以通过3D打印技术加工的。然而，这些聚合物的胆甾型变体却从未被报道过。

在目前的非聚合物胆甾型液晶体系中，材料通常不涂覆于表面，而是置于密闭空间内，例如置于两个玻璃板之间。这限制了这些设备的放大，因为在用于大型或非平坦表面时制备液晶盒不切实际。当小分子作为薄膜涂覆在表面时，要么会有反润湿现象，要么会结晶或者蒸发，因此这种涂层从长远来看不够稳定。涂覆后直接聚合小分子可以解决这个问题，但也会导致响应性的丧失。也可以将胆甾相分子悬浮在固体基质中，但是这样的体系散射光，不能用于要求透明度的应用，但是大多数应用却对透明度都有要求。

使用侧链液晶聚硅氧烷液晶已经获得了一些成果，但是这些材料难以制备，因为它们需要敏感的铂催化剂。此外，只有当他们包含可交联的基团时，才能进行交联，这就要求对这些聚合物进行额外的改性，因此进一步使得制备过程复杂化。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提出了一种基于胆甾相液晶材料的光反射涂层的制备方法，其制备方法简单，可以简单的通过涂膜技术来将胆甾相液晶材料涂覆在基质表面以获得该温度响应型光反射涂层，并且胆甾相液晶材料可以进行交联反应以进一步获得固体反射涂层。针对以上技术问题，本发明还提出了一种反射波长随温度变化并且胆甾相材料在很长一段时间内不会发生反润湿、结晶或者蒸发的光反射涂层。

本发明为解决以上技术问题所采用的技术方案如下：