[发明专利]一种具有电控宽波反射特性的薄膜材料的制备方法

摘要

一种具有电控宽波反射特性的薄膜材料的制备方法，属于功能高分子液晶显示领域。二氧化硅纳米粒子具有电性，而胆甾相液晶对入射光具有选择性反射。具体制作工艺为：用氨水、正硅酸乙酯、无水乙醇制备二氧化硅纳米粒子，然后用手性有机酸对制得的二氧化硅纳米粒子进行手性改性；将手性改性后的二氧化硅纳米粒子混入胆甾相液晶(负性)中，在表面施加直流电场，进而在整个体系内形成液晶分子的螺距梯度，得到具有电控宽波反射特性的液晶薄膜材料。本发明的优点在于：可以实现智能的电控宽波反射，反射的波宽可以随外加电场的大小进行调节；另一方面薄膜材料制作工艺简单，而且成本低廉，可应用在节能环保建筑物上。

主权项

1. 一种具有电控宽波反射特性的薄膜材料的制备方法，其特征在于具体制作工艺分五步：(1)制备SiO2纳米粒子；以无水乙醇为溶剂，在氨水和去离子水的混合溶液中，缓慢滴加正硅酸乙酯，剧烈机械搅拌，制得SiO2纳米粒子分散液；氨水/去离子水＝1/10—1/20(摩尔比)，氨水/去离子水/正硅酸乙酯＝1/10/0.5—1/20/1(摩尔比)；(2)在SiO2纳米粒子的表面进行有机手性修饰；将手性有机酸加入所制备的SiO2纳米粒子分散液中，SiO2分散液/手性有机酸＝20/1—30/1(体积比)，用乙醇为溶剂回流，最后离心分离、洗涤、烘干；所用手性有机酸为手性异丁酸，手性异戊酸，手性异己酸，手性异庚酸；(3)液晶盒的制备；用3％的聚乙烯醇水溶液，通过旋涂的方法涂在玻璃基板的一面，在80℃烘烤30分钟，然后用绒布沿一个方向摩擦取向；将两块取向好的玻璃基板沿取向方向用厚度为40μm的聚乙烯垫片粘接，制成平面取向的液晶盒；(4)混配胆甾相液晶CLC；将手性化合物混入负性液晶CLO001中，混合比例为：手性化合物10％—20％wt％、CLO00190％—80％wt％，得到胆甾相液晶CLC；再将表面经过手性修饰后的SiO2纳米粒子混入胆甾相液晶中，混合比例为：SiO20.5％—3％wt％、CLC99.5％—97％wt％，加入足量二氯甲烷作溶剂，使之混合均匀，然后使混合物保持在真空状态下5小时，使溶剂完全挥发；将SiO20.5％—3％wt％、CLC99.5％—97％wt％的混合体系灌入经过平面取向的40um厚的液晶盒中；所用手性化合物为S811，R811，R1011，CB15，ZLI4572；(5)电控宽波反射的实现；在液晶盒的表面施加外加电场，在垂直方向上，手性改性后的SiO2纳米粒子向液晶盒的一个表面移动，SiO2纳米粒子带动了手性中心向该表面移动，实现了体系内手性中心的浓度梯度；根据螺距与手性浓度的反比关系，该表面附近的液晶分子螺距就会减小，而远离该表面的液晶分子螺距相对而言就会变大，这样，就会在整个体系内形成液晶分子的螺距梯度，进而形成宽波反射；并且，随着外加电场的逐渐增大，反射的波宽也进一步加大；反向加电，就会使该表面附近的手性SiO2纳米粒子向相反表面移动，实现了电控的宽波反射。