[发明专利]一种高反射率温度响应液晶微胶囊的制备方法

说明书

本发明公开了一种高反射率温度响应液晶微胶囊的制备方法，属于精细化工和材料科学技术领域。本发明的一种多层微胶囊的制备方法，将左旋或右旋液晶先制备成单层的微胶囊，再在所制备的单层微胶囊表面包覆一层相反旋向的液晶，从而制备的多层液晶微胶囊。本发明方法制备的多层液晶微胶囊粒径为10‑50μm，粒度分布窄，能够同时反射左旋和右旋的入射光，具有较高的反射率，液晶微胶囊显色鲜艳，而且具有良好的耐溶剂性和耐水性。

技术领域

本发明属于精细化工和材料科学技术领域，具体涉及一种高反射率温度响应液晶微胶囊的制备方法。

背景技术

胆甾相液晶是一种温度响应可逆变色材料，具有响应速度快、变色灵敏度高、变色层次丰富、耐光稳定性好等优点，因此被广泛应用于体温精密测量、液晶显示、电子纸、液晶激光器、防伪包装、智能纺织品等领域。胆甾相液晶并没有发色基团，但它在空间结构上呈螺旋结构，使得胆甾相液晶可以选择性反射特定波长的光，从而赋予胆甾相液晶特有的光学色彩，并且这种结构可以对温度做出响应，温度改变可以改变反射的光的颜色。然而，若直接暴露在空气中或与其它化学物质接触，胆甾相液晶容易被污染，从而影响其温度响应性能。通过微胶囊化处理，能够有效降低环境对胆甾相液晶的干扰作用，从而扩大其应用。

国内外关于制备液晶微胶囊的方法报道主要有：专利CN201510237158.5、CN201410514834.4均涉及复凝聚法对液晶进行微胶囊化；魏杰等人通过界面聚合法合成了平均粒径为5μm的胆甾相液晶微胶囊；Hee-Kyung Ju课题组利用原位悬浮聚合法制备出壁材为聚甲基丙烯酸甲酯的胆甾相液晶微胶囊，并采用多种方法进行表征；Lee Burm-Young课题组利用乳液聚合法制备出壁材为鱼皮胶聚合物，其芯材为向列相液晶和手性剂混合的混合液晶。

所报道的文献中制备的微胶囊均采用的是某一种旋向的胆甾相液晶，而胆甾相液晶只能选择性的反射与其具有相同旋向的圆偏振光，而使得相反旋向的偏振光透过。因此，某一种旋向的胆甾相液晶反射率最多只有50％，实际应用中，经过微胶囊化后胆甾相液晶对圆偏振光的反射率最多达到35％。将左旋和右旋液晶配合使用是提高反射率的一种方法，但是，直接将左旋和右旋的胆甾相液晶混合，可能会导致旋光能力相互抵消，使得胆甾相液晶不再具有选择性反射的能力，并不能提高反射率。目前在液晶显示领域中有将液晶分别两种旋向的液晶膜，再将这两种液晶膜叠加使用来提高反射率的方法，这种机械叠加的方法虽然能一定程度反射率增长，但效果并不是很显著，且其液晶膜本身的防护效果并没有微胶囊好，操作复杂，成本较高。

发明内容

为了解决上述问题，提高反射率，本发明设计一种多层微胶囊的制备方法，将某一旋向液晶先制备成单层的微胶囊，再在所制备的单层微胶囊表面包覆一层相反旋向的液晶，从而制备的多层液晶微胶囊既可以反射右旋圆偏振光又可以反射左旋圆偏振光，从而达到提高反射率的目的。

本发明的第一个目的是提供一种多层结构液晶微胶囊的制备方法，所述方法包括：

(1)利用左旋或右旋液晶和壁材组分在分散剂溶液中反应制备得到内部左旋或右旋液晶微胶囊，反应体系中液晶的质量分数为2-6％(所述反应体系是包括含有液晶和壁材组分的分散剂溶液)；

(2)步骤(1)得到的内部旋向液晶微胶囊与乳化剂、有机单体和引发剂反应，使得内部旋向液晶微胶囊的外层继续包覆另一旋向液晶微胶囊，进而得到多层结构的液晶微胶囊。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中内部液晶微胶囊中的壁材组分对反应体系的质量分数为2-8％。

在本发明的一种实施方式中，所述的壁材组分包括阿拉伯胶、明胶中的一种或两种。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中内部微胶囊和外层液晶微胶囊中的液晶重量比例为(0.8-1.2)：(0.8-1.2)，优选1：1。

在本发明的一种实施方式中，所述的左旋液晶包括胆甾型液晶中的两种或多种组合或者是向列型液晶与左旋手性添加剂组合。