[发明专利]一种单变色液晶组合物、液晶微胶囊、涂料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种单变色液晶组合物以及单变色液晶组合物在液晶微胶囊和涂料中的应用，该单变色液晶组合物包括质量百分比为70％～99.5％的胆固醇酯类液晶和质量百分比为0.5％～20％的手性剂，所述胆固醇酯类液晶的主体结构包含胆固醇结构及酯化基团R，其中R为烃类、醇类、酸类、酯类中的任意一种。通过在具有良好液晶性能的胆固醇酯液晶中添加与胆固醇酯液晶相反旋向的手性剂，以抵消胆固醇酯液晶原本的螺旋扭转力，使液晶配方不再是单调的全都显示红绿蓝三色的变化，实现了胆固醇酯液晶在较宽的温度范围单变色，丰富了液晶配方在特定场合的应用。

技术领域

本发明属于精细化工和材料科学技术领域，尤其涉及一种单变色液晶组合物、液晶微胶囊、涂料及其制备方法。

背景技术

胆甾相液晶是一种有机可逆变色材料，具有响应速度快、变色灵敏度高、颜色鲜艳、稳定性好、寿命长等特点。胆甾相液晶分为胆固醇酯类液晶以及添加了手性剂的向列相液晶(手性向列相)，其中，手性向列相能够通过调整手性剂和向列相的配比，方便的制备出各种多色和单色混晶配方，但手性向列相混晶配方需要非常高的纯度，对周围环境中的溶剂、小分子等非常敏感，一旦掺入杂质，很容易造成颜色消失或减退，应用技术门槛非常高，对于设备、配方以及工艺的要求非常高，且后期制备成的可逆变色材料稳定性较差，难以广泛应用到生产生活中；而胆固醇酯类液晶相对于手性向列相具有更好的抗干扰能力，对于溶剂、小分子等的耐受程度更高且有部分天然存在于自然界，毒性相比手性向列相液晶更小，因而在将液晶作为一种可逆变色材料时，胆固醇酯类液晶应用技术门槛更低，能够制备成各种各样的产品，例如具有显色功能的液晶微胶囊和涂料。

多个专利和文献指出，胆固醇酯类液晶能够通过调节不同的配比，配制出具备随着温度上升出现红黄绿蓝等多种颜色变化的液晶配方，降温过程反之，这已经被广泛应用于各种商业化产品中；而在一些更多的商品化产品过程中，对于单颜色变化的产品需求也很强烈，手性向列相液晶可以做成单色，由于稳定性问题而不能满足一些商业化应用，尤其是作为可逆变色涂料的应用；另外一类单变色产品是通过发生电子转移而实现单颜色变化的有机变色材料，但由于其反应原理导致的变色速度慢，温度反应不灵敏不准确造成其在使用过程中受到限制；胆固醇酯类液晶稳定性好，对温度反应灵敏，但以胆固醇酯类液晶为主体的单变色液晶及其产品尚未见相关报道。

发明内容

本申请主要解决了现有技术中单变色产品温度反应不灵敏、不准确，技术门槛高的问题，提供了一种单变色液晶组合物，还给出了单变色液晶组合物在液晶微胶囊及单变色涂料领域的应用。

为实现上述目的，本申请提供了一种单变色液晶组合物，包括质量百分比为70％～99.5％的胆固醇酯类液晶和质量百分比为0.5％～20％的手性剂，所述胆固醇酯类液晶的主体结构包含胆固醇结构及酯化基团R，其中R为烃类、醇类、酸类、酯类中的任意一种。

作为本申请的进一步改进，所述烃类为烷烃、芳香烃、烯烃、炔烃、卤代烃中的任意一种。

作为本申请的进一步改进，所述胆固醇酯类液晶为胆固醇壬酸酯、胆固醇苯甲酸酯、胆固醇油醇碳酸酯、丙酸胆固醇酯、醋酸胆固醇酯、胆固醇异硬脂酸酯、胆固醇肉桂酸酯、胆固醇油酸酯中的一种或多种。

作为本申请的进一步改进，所述手性剂为左旋手性剂和/或右旋手性剂。

作为本申请的进一步改进，所述右旋手性剂为CB15、R1011、R2011、R5011、R811、R6N中的一种或多种。

作为本申请的进一步改进，所述左旋手性剂为S811、S1011、S2011、S5011中的一种或多种。

作为本申请的进一步改进，所述液晶组合物中还包括质量百分比为0.1％～30％的向列相液晶。

作为本申请的进一步改进，所述向列相液晶的主体结构为其中A、B是环体系，X代表液晶系列官能团，R和R＇是二苯基乙烷对位的端基。