一种温控调光膜及其分步聚合制备方法技术

本发明专利技术公开了一种温控调光膜及其分步聚合制备方法，所述方法包括以下步骤：1)按配比将非液晶性光可聚合单体、液晶性光可聚合单体、液晶单体、手性化合物、光引发剂、玻璃微珠混合得到均一溶液后，将该均一溶液制成薄膜；2)对薄膜先进行第一步紫外光照射聚合，然后在对薄膜施加电场的情况下，对薄膜进行第二步紫外光照射聚合，聚合反应完毕后得到温控调光膜。本发明专利技术提供的方法简单可行，且突破性的将PDLC与PSLC相结合，制成一种PD&SLC薄膜，具备成膜性优异、可产业化，薄膜中液晶分子取向性优异、可功能化，薄膜透明态与散射态转变温度可调的优点，拥有广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种温控调光膜及其分步聚合制备方法
本专利技术属于液晶材料技术应用领域，具体地说，本专利技术涉及一种温控调光膜及其分步聚合制备方法。
技术介绍
聚合物分散液晶薄膜(PolymerDispersedLiquidCrystal，PDLC)是一种高分子与液晶的复合材料，液晶以微滴的形式分散在聚合物基体中。多采用非液晶性可聚合单体与液晶混合，通过紫外光照射或加热引发光聚合单体聚合，形成高分子网络/液晶微相分离结构。其工作原理是：无电场施加时，未取向的液晶微滴呈强烈的光散射状态，因此PDLC膜也呈现光散射态；施加电压后，液晶被电场垂直取向(通常使用的是正性液晶材料)，当液晶分子沿长轴的折射率与高分子基体的折射率大致相等时薄膜呈现透明态。由于在PDLC体系中，可聚合单体(或高分子网络)的含量较高(一般超过40wt％)，所以PDLC膜的两层基膜间的撕裂强度(粘结力)较高，电光性能较稳定。因此，PDLC膜由于其粘结力强、成膜性好、电光性能稳定，使得其在建筑和汽车门窗、建筑隔断、投影屏、触摸屏等领域得到了广泛应用，国内外均已量产。聚合物稳定液晶薄膜(PolymerStabilizedLiquidCrystal，PSLC)材料，顾名思义，是一种能将液晶分子某种取向状态稳定下来的薄膜材料，多采用液晶性光可聚合单体与液晶混配，通过紫外光引发聚合单体聚合，将聚合前液晶分子的某种取向状态稳定下来，形成一种与聚合前液晶分子取向方向相同的排列方式的网络。如通过混合液晶性可聚合单体与胆甾相液晶，进行平行取向处理后聚合，聚合后将可以得到具备平行取向胆甾相液晶性网络的PSLC；通过混合液晶性可聚合单体与向列相液晶，并进行垂直取向处理后聚合，聚合后将可以得到具备垂直取向的液晶性网络的PSLC。PSLC由于其能稳定液晶分子排列方式的优点，在大量功能液晶性器件中得到了广泛的应用。在PSLC体系中，一般可聚合单体(或高分子网络)的含量较低(一般不超过10wt％)，所以PSLC体系膜的两层基膜间的撕裂强度(粘结力)很低，一般夹在两层玻璃基板中使用，难以夹在两层塑料基板中使用。上述两种体系的优点显而易见，并都实现了一定应用，然而PDLC不具备稳定液晶排布的能力，PSLC不具备良好的成膜性、粘结力，无法进行大面积柔性薄膜的制备，各自的缺点制约着各自的发展。同时，由于两种体系的聚合条件相似，以及将两种体系结合时如何保留各自优点而弥补各自缺点存在一定困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种温控调光膜及其分步聚合制备方法。本专利技术利用PDLC和PSLC共存体系进行分步紫外聚合制备温控调光膜，该温控调光膜可随温度改变智能转变光透过率且可产业化，即低温呈现透明态，高温呈现散射态的薄膜材料，可广泛用于建筑和汽车门窗薄膜、温敏变色材料及相关领域，实现节能环保。为达到上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种温控调光膜的分步聚合制备方法，所述方法包括以下步骤：1)按配比将非液晶性光可聚合单体、液晶性光可聚合单体、液晶单体、手性化合物、光引发剂、玻璃微珠混合得到均一溶液后，将该均一溶液制成薄膜；2)对薄膜先进行第一步紫外光照射聚合，然后在对薄膜施加电场的情况下，对薄膜进行第二步紫外光照射聚合，聚合反应完毕后得到温控调光膜。本专利技术中，按质量百分比计，非液晶性紫外可聚合单体比例为5％～80％、液晶性紫外可聚合单体比例为0.1％～30％、液晶单体的比例为19％～90％；光引发剂的添加比例为三种单体混合物总质量的0.4％～2.8％，玻璃微珠的添加比例为三种单体混合物总质量的0.1％～1％。优选地，所述非液晶性紫外光可聚合单体选自不饱和聚酯类非液晶性紫外光可聚合单体、环氧丙烯酸酯类非液晶性紫外光可聚合单体、聚氨酯丙烯酸酯类非液晶性紫外光可聚合单体、聚酯丙烯酸酯类非液晶性紫外光可聚合单体、环氧丙烯酸酯类非液晶性紫外光可聚合单体、多烯硫醇体系非液晶性紫外光可聚合单体、聚醚丙烯酸酯类非液晶性紫外光可聚合单体、水性丙烯酸酯类非液晶性紫外光可聚合单体和乙烯基醚类非液晶性紫外光可聚合单体中一种或多种。优选地，所述液晶性紫外光可聚合单体包括下述通式所示化合物中的一种或几种：其中，m、n为4～8；x、y为1～2；E、Q为丙烯酸酯，或环氧丙烯酸酯，或聚氨酯丙烯酸酯，或环氧，或多烯硫醇；R为甲基或H。优选地，所述液晶单体为近晶A相到胆甾相转变的液晶材料，其具体包括下述通式所示化合物中的一种或几种其中，M、N是含有1～16个碳原子的烷基，或1～16个碳原子的烷氧基，或1～16个原子的硅氧烷基，或氰基，或酯基，或卤素，或异硫氰基，或硝基；A、B为芳香族环或脂环烷；x，y分别为0～4；Z为酯基，或炔基，或烷烃基，或直接相连，或氮氮双键，或醚键。优选地，所述光引发剂选自下述化合物中的一种或几种：二苯甲酮、安息香双甲醚(UV651)、2-氯代硫杂蒽酮(CTX)、2,4-二乙基硫杂蒽酮(DETX)、异丙基硫杂蒽酮(ITX)、2-羟基-2,2-甲基-1-苯基丙酮(UV1173)、1-羟基环己基苯甲酮(UV184)、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮(907)、2-苯基-2-N-二甲氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁酮(369)、2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)。优选地，步骤1)中，将均一溶液置于两片镀有氧化铟锡的薄膜之间，挤压获得中间层厚度为0.5-40μm的薄膜。优选地，所述第一步紫外光照射聚合，紫外光强度为0.1～100mw/cm2，紫外光辐照时间为0.5～600s。优选地，所述第二步紫外光照射聚合，施加电压频率为0～1000Hz，施加电压大小为10～300V，紫外光辐照大小为0.1～100mw/cm2，紫外辐照时间为10～3600s。本专利技术还提供了上述温控调光膜的分步聚合制备方法所制备的温控调光膜。本专利技术是一种将聚合物分散体系与聚合物稳定体系良好结合的全新体系。既具备聚合物分散特性，即良好的粘结力及成膜性；又具备聚合物稳定特性，即对液晶良好的取向性。本专利技术的制备方法中，首先进行较短时间紫外照射，此时部分非液晶性紫外可聚合单体与小部分液晶性紫外可聚合单体发生聚合反应，部分液晶单体分相出来。而后在加电情况下进行二次紫外照射，此时第一步聚合中剩下的非液晶性紫外可聚合单体发生聚合反应，第一步聚合中剩下的大部分液晶性可聚合单体在场致取向的情况下发生聚合反应。本专利技术中，液晶单体主要包括近晶相液晶单体、向列相液晶单体和手性化合物，其中，向列相液晶单体除可选择上述液晶单体通式所示化合物之外，还可选择市场在售液晶材料，但不仅限于这些材料，如SLC-1717、SLC-7011、TEB30A等，永生华清液晶材料有限公司；E7、E44、E48、ZLI-1275等，德国默克液晶材料公司，等等。其中，手性化合物可包括但不仅限于下面分子中的一种或几种，胆甾醇壬酸酯、CB15、C15、S811、R811、S1011、R1011。作为本专利技术的一个优选技术方案，本专利技术所采用的非液晶性紫外可聚合单体结构如下式所示：3,5,5-Trimethylhexylacrylate简称TMHA；butane-1,4-diyldiacrylate简称BDDA。作为本专利技术的一个优选技术方案，本专利技术所采用的非液晶性紫外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温控调光膜的分步聚合制备方法，所述方法包括以下步骤：1)按配比将非液晶性光可聚合单体、液晶性光可聚合单体、液晶单体、手性化合物、光引发剂、玻璃微珠混合得到均一溶液后，将该均一溶液制成薄膜；2)对薄膜先进行第一步紫外光照射聚合，然后在对薄膜施加电场的情况下，对薄膜进行第二步紫外光照射聚合，聚合反应完毕后得到温控调光膜。

【技术特征摘要】
1.一种温控调光膜的分步聚合制备方法，所述方法包括以下步骤：1)按配比将非液晶性光可聚合单体、液晶性光可聚合单体、液晶单体、手性化合物、光引发剂、玻璃微珠混合得到均一溶液后，将该均一溶液制成薄膜；2)对薄膜先进行第一步紫外光照射聚合，然后在对薄膜施加电场的情况下，对薄膜进行第二步紫外光照射聚合，聚合反应完毕后得到温控调光膜。2.根据权利要求1所述的一种温控调光膜的分步聚合制备方法，其特征在于，按质量百分比计，非液晶性紫外可聚合单体比例为5％～80％、液晶性紫外可聚合单体比例为0.1％～30％、液晶单体的比例为19％～90％；光引发剂的添加比例为三种单体混合物总质量的0.4％～2.8％，玻璃微珠的添加比例为三种单体混合物总质量的0.1％～1％。3.根据权利要求1所述的一种温控调光膜的分步聚合制备方法，其特征在于，所述非液晶性紫外光可聚合单体选自不饱和聚酯类非液晶性紫外光可聚合单体、环氧丙烯酸酯类非液晶性紫外光可聚合单体、聚氨酯丙烯酸酯类非液晶性紫外光可聚合单体、聚酯丙烯酸酯类非液晶性紫外光可聚合单体、环氧丙烯酸酯类非液晶性紫外光可聚合单体、多烯硫醇体系非液晶性紫外光可聚合单体、聚醚丙烯酸酯类非液晶性紫外光可聚合单体、水性丙烯酸酯类非液晶性紫外光可聚合单体和乙烯基醚类非液晶性紫外光可聚合单体中一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种温控调光膜的分步聚合制备方法，其特征在于，所述液晶性紫外光可聚合单体包括下述通式所示化合物中的一种或几种：其中，m、n为4～8；x、y为1～2；E、Q为丙烯酸酯，或环氧丙烯酸酯，或聚氨酯丙烯酸酯，或环氧，或多烯硫醇；R为甲基或H。5.根据权利要求1所述的一种温控调光膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨槐，郭姝萌，张翠红，王慧慧，胡威，周乐，粱霄，陈梅，
申请(专利权)人：大连智敏新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21