[发明专利]一种聚合物稳定液晶材料的高通量喷墨打印制备方法

说明书

一种聚合物稳定液晶材料的高通量喷墨打印制备方法。首先将液晶、可聚合单体、引发剂、以及手性化合物等液晶掺杂材料，分别和溶剂配制成喷墨打印所需条件的溶液，并分别作为墨水注入打印机墨盒；然后根据所需打印比例、样品点大小及打印位置等设计基于CMYK模式的打印图案；然后在经过处理的基板上打印设计图案；再经过干燥、控温、组装等工艺，得到含不同组分的多样品的液晶盒；最后再紫外光辐照引发或热引发液晶体系中的单体聚合，从而制备出多样品的聚合物稳定液晶薄膜材料。该方法能够实现同时打印制备4x10⁴个/m²不同组成的聚合物‑液晶薄膜材料，具有样品用量少，制备快速，仪器简单，为后续样品的快速筛选提供了有力支持，从而节省材料研发成本，提高研发效率。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种聚合物稳定液晶材料的高通量喷墨打印制备方法。

背景技术

聚合物稳定液晶材料是由少量聚合物形成网络以稳定液晶相态的一种新型光电复合材料，由于聚合物稳定液晶器件具有可挠曲、轻质、节能等特点，在信息显示、调光膜等领域有着广阔应用前景。常见的聚合物稳定液晶材料有：聚合物稳定向列相液晶材料、聚合物稳定胆甾相液晶材料(PSCT)、聚合物稳定蓝相液晶材料(PS-BPLC)，构成聚合物稳定液晶材料的主要成分有：液晶、手性化合物、可聚合单体、引发剂等，需要调控上述成分的种类和比例，优化其性能，使其能应用于各自领域。

传统方法采用单个混合物的检测和配方的迭代来筛选具有优良性能的配方，依赖人工逐个混配和检测，过程繁琐费时，并且混合物的性能参数对各组分比例非常敏感，如手性化合物、纳米粒子在整个混合物中所占比例十分微少，人工很难准确称量，除此之外，受仪器精度和外界条件变化影响，不同批次混配得到的液晶混合物其组成很容易产生误差，这对后期的筛选分析十分不利，因此工业急需能够少量、精确、快速、批量合成各类配方的高通量制备新方法。

基于喷墨打印的高通量制备方法，其优势在于能够多组分多样品同时制备，以微量的原材料制备所需样品，混配均匀、精确，快速，可以有效避免人工混配带来的误差，大幅减少原材料的消耗和节省样品的制备时间，提高材料研发效率。该方法目前已被用于陶瓷、聚合物、金属氧化物、生物医用材料制备等多个高通量制备领域，而对于液晶材料的喷墨打印鲜有文献报道，也没有专利报道将喷墨打印应用于液晶材料的高通量制备。

将喷墨打印应用于液晶材料的高通量制备的难点有以下几点：1)液晶和聚合物溶液性能：粘度、表面张力、溶剂挥发速度等，难以满足喷墨打印溶液的条件；2)没有适合的软件和方法能够精确控制各组分溶液的比例，难以实现聚合物稳定液晶材料液晶的高通量制备；3)打印出的聚合物、液晶墨滴难以聚集成膜，其均匀性难以保证，阻碍其相态和电光性能的表征；4)由于相态检测和电光性能检测要求打印出的液晶样品能够组成液晶盒，进一步要求在制备液晶盒的过程中，各打印的液晶样品点液膜保持相互独立不融合不移动，以及在升降温过程、倾斜的情况下依然能保持该性能。

发明内容

本发明提出了一种聚合物稳定液晶材料的高通量喷墨打印制备方法，该方法克服了上述喷墨打印制备液晶混合材料的难点，所需原料少，时间短，成本低，可进行聚合物稳定液晶材料的高通量制备以及配合该材料的高通量检测筛选。