[发明专利]一种液晶微胶囊及其制备方法

说明书

本发明涉及液晶材料技术领域，提供一种微胶囊型液晶显示材料及其制备方法。采用改进的界面聚合法，以有机硅杂化改性聚氨酯预聚体为油溶性反应单体，以水为水溶性反应单体进行水解缩合自交联得到液晶微胶囊的壳材，包覆液晶芯材，该方法在微胶囊包覆过程中只引入了乳化剂和预聚体，无任何其他外加聚合单体，不会污染液晶，最大限度减少了对液晶结构和显示效果的影响；有机硅杂化改性聚氨酯壳材拥有良好的韧性和强度，在较低的壳材厚度下即可使微胶囊拥有良好机械强度和包覆性，有利于提高微胶囊的透光率。

技术领域

本发明涉及液晶材料技术领域，尤其涉及一种微胶囊型液晶显示材料及其制备方法。

背景技术

液晶材料具有良好的光电性能和温敏性能，在显示领域有着广泛而重要的应用，然而液晶本身不易保存、易受环境污染，其应用受到限制。而现在微胶囊化技术应用的多领域性，使用微胶囊化包覆液晶材料可以使问题迎刃而解。微胶囊技术能够使芯材与外界影响其性质的环境隔开，使芯材的状态和性能发挥到最好。因此，液晶微胶囊化有利于发挥液晶材料的光学显示作用，并进一步扩展其应用领域。

目前，作为液晶微胶囊壳材主要是各类有机聚合物，例如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯类、明胶、密胺树脂等。然而，常用聚合物聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯类作为壳材的液晶微胶囊耐溶剂性差、强度低，在进一步加工成液晶显示膜的过程中容易导致微胶囊破裂、液晶材料析出，而明胶类包覆微胶囊容易分解，密胺树脂包覆则存在甲醛释放的问题。

李克轩等人采用异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)以界面聚合的方式制备了液晶微胶囊料，但由于采用界面聚合的方式，微胶囊内会残留未反应完全的异氰酸酯单体，不利于微胶囊的长期存放。

CN104624124A公开了一种液晶微胶囊及其制备方法，以液晶、单烯烃类单体、多烯烃类交联剂以及引发剂作为油相，乳化后以自由基聚合形成液晶微胶囊，通过离心和喷雾干燥得到液晶微胶囊干粉，该申请方法采用的原材料完全无毒，改善了液晶微胶囊的包覆率，但在制备过程中引入了多种外加物质，残留的单体及引发剂会影响液晶的光学性能，并且壳材耐溶剂差，不利于后续的进一步加工。

CN106890607A公开了一种液晶微胶囊的制备方法及液晶微胶囊，以液晶、环氧树脂单体、硅烷偶联剂以及油溶性环氧树脂固化剂的混合物作为油相，以水溶性环氧树脂固化剂进一步提高交联度，得到包覆率和强度高的液晶微胶囊，但同样在包覆过程中引入了多种物质，采用界面聚合会残留单体，并且水解缩合的硅烷偶联剂容易从液晶芯材中相分离到水中，导致后续的分离困难。

因此，亟待一种能够制备一种强度高、耐溶剂和光学性能的好的液晶微胶囊，并且工艺简单。有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

有鉴于目前制备的液晶微胶囊机械强度偏低，耐溶剂性能差；制备微胶囊通过引入多种反应单体改善微胶囊的理化性能，反应结束后残留的单体会污染液晶，造成液晶微胶囊的光学性能偏低；传统聚氨酯包覆微胶囊存在有害单体残留等问题，本发明提供一种液晶微胶囊及其制备方法，有效解决以上问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提供一种液晶微胶囊，该胶囊的芯材为液晶材料，壳材为有机硅杂化改性的聚氨酯预聚体水解自交联产物。

本发明的技术方案中，所述的液晶微胶囊的粒径为500nm～50um。

在本发明的技术方案中，所述的液晶与有机硅杂化的聚氨酯预聚体质量比例为：1:1～9:1。

本发明还提供一种上述微胶囊的制备方法，如下化学反应式所示，包括如下步骤：

1)将有机硅低聚物与二异氰酸酯按一定摩尔比在一定温度下反应，用正丁胺法测异氰酸酯含量达到设计值后，采用氨基三烷氧基硅烷进行封端，直至二异氰酸酯反应完全，获得有机硅杂化改性的聚氨酯预聚物；