[发明专利]基于液晶性环氧光引发开环聚合的反式调光膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于液晶性环氧光引发开环聚合的反式调光膜及其制备方法，该反式调光膜包括依次层叠的基板层、导电层、垂直取向层、液晶‑环氧基液晶高分子复合材料层、垂直取向层、导电层和基板层，液晶‑环氧基液晶高分子复合材料层由液晶、呈柱状结构的环氧基液晶高分子或/和呈刷状结构的环氧基液晶高分子构成，液晶填充于柱状结构或/和刷状结构的空隙之间。其制备方法中包括取液晶性环氧单体、负性液晶和阳离子光敏引发剂经环氧光引发开环聚合制备。本发明的反式调光膜中的环氧基液晶高分子机械强度高，耐疲劳，制得的反式调光膜在反复地通断电循环中不容易发生断裂，具有较好的开关态透过率和响应时间的循环稳定性。

技术领域

本发明属于液晶技术应用领域，涉及一种反式调光膜，具体地说是一种基于液晶性环氧光引发开环聚合的反式调光膜及其制备方法。

背景技术

随着经济社会的快速发展，巨大的能源消耗和由此引起的气候变化越来越受到世界各国的关注，节能减排已经成为许多国家面临的重大问题。研究表明，通过部署更好的控制系统(如智能窗户)来调控进入建筑物的太阳辐射，用于照明、供暖和制冷方面使用的能源可以节省50％以上。因此，研发智能窗户，以取代传统的遮阳方式成为人们关注的焦点。在各种智能窗中，基于液晶-聚合物复合材料的调光膜因其在透明态和不透明态之间的独特电控转换特性而备受关注，根据液晶-聚合物复合材料薄膜的开关特性，可以将其分为正式调光膜和反式调光膜。其中，反式调光膜具有透明的关态，突发断电情况下，透明的关态不易引起处于密闭空间中的人们的恐慌，显著提高了使用的安全性，同时反式调光膜更加节能。

目前，反式调光膜一般通过聚合物稳定液晶制备，比如液晶性聚合物稳定平行取向的正性向列相液晶、液晶性聚合物稳定平行取向的正性胆甾相液晶、液晶性聚合物稳定垂直取向的负向液晶等方法。一般采用丙烯酸酯聚合物作为聚合物基体，并且为了保证足够低的电压和足够高的对比度，聚合物含量一般都在10％以下。这种丙烯酸酯基聚合物往往具有细长的聚合物结构，本身的力学性能就相对较差，同时聚合物含量较低，这就导致丙烯酸酯基聚合物基体在调光膜反复的通断电过程中容易发生断裂，导致调光膜性能的迅速下降甚至报废。

发明内容

本发明的一个目的，是通过在垂直取向的负性液晶中经光引发开环均聚形成刷状和柱状聚合物垂直网络的复合结构，以提供一种高机械强度且循环稳定性好的基于液晶性环氧光引发开环聚合的反式调光膜；

本发明的另一个目的，是要提供上述基于液晶性环氧光引发开环聚合的反式调光膜的一种制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于液晶性环氧光引发开环聚合的反式调光膜，包括由依次层叠的第一基板层、第一导电层、第一垂直取向层构成的第一复合层结构，和由依次层叠的第二垂直取向层、第二导电层和第二基板层构成的第二复合层结构，它还包括液晶-环氧基液晶高分子复合材料层，液晶-环氧基液晶高分子复合材料层于第一垂直取向层和第二垂直取向层间与第一复合层结构、第二复合层结构相叠于一体，所述液晶-环氧基液晶高分子复合材料层由环氧基液晶高分子材料和液晶构成；所述环氧基液晶高分子呈柱状结构或/和刷状结构；所述液晶填充于柱状结构或/和刷状结构的空隙之间。

作为一种限定，所述刷状结构由环氧基液晶高分子材质的刷毛状单元组成，所述刷毛状单元的根部固定附着于第一或第二垂直取向层、头部没于第一与第二垂直取向层之间；所述柱状结构由环氧基液晶高分子材质的柱状单元组成，所述柱状单元为两端分别固定附着于第一、第二垂直取向层的结构。

作为另一种限定，所述基板层由玻璃、涤纶树脂或聚碳酸酯材质的透明基板构成；所述导电层由ITO或导电高分子材料制得；所述垂直取向层由DMOAP 或PI制得。其中，DMOAP即二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵。

作为第三种限定，所述液晶-环氧基液晶高分子复合材料层的厚度为 0.5～100μm。