用于形成悬浮颗粒装置用薄膜的乳化剂，其中所述薄膜含有其中分布有许多液体光阀悬浮物液滴的交联基质聚合物。所述乳化剂由含有至少第一链段和第二链段的共聚物材料形成，所述链段在它们的化学亲合性、它们的组成和它们的极性中的至少一者上彼此不同。所述链段的第一链段在用于形成薄膜的未固化液体基质聚合物中是可溶的，但是在液滴分散的液体悬浮介质中不可溶。第二链段在液滴分散的液体悬浮介质中是可溶的，但在未固化液体基质聚合物中不可溶。第一链段和第二链段具有基本相同的折光指数，且所述链段的折光指数为在用该乳化剂形成的乳液的各相的折光指数的０．０１０倍之内。在一种实施方式中，第一链段含有选自由直链有机硅氧烷、支链有机硅氧烷、直链烷基、支链烷基、直链氟烷基和支链氟烷基组成的组中的物质。接下来，第二链段含有选自由直链酯、支链酯、直链（甲基）丙烯酸酯、支链（甲基）丙烯酸酯、直链酰胺、支链酰胺、直链胺、支链胺、直链环氧基、支链环氧基、含有羟基或酸基的直链基团以及含有羟基或酸基的支链基团组成的组中的物质。调整乳化剂以通过延缓液滴的生长来基本防止形成薄膜期间液体光阀悬浮物液滴聚集。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般是关于悬浮颗粒装置(suspended particle device, SPD)光阀，并且关于该悬浮颗粒装置光阀乳液以及由该乳液形成的薄膜。本专利技术具体是 关于(1)加入到SPD乳液中以提高乳液的稳定性和/或由该乳液所形成的 SPD薄膜性能特征的乳化剂，以及(2)通过使用根据本专利技术的乳化剂提高 在形成用于制备此薄膜的乳液的过程中的SPD乳液稳定性和域由该乳液制 得的SPD薄膜性能特征的方法。
技术介绍
光阀的调光功能已经为人们了解了七十多年了，因而在本领域中也知 晓。在此所用"光阀"定义成由之间有一小段距离隔开的两壁形成的单元，至 少一个膜壁透明，这些膜壁上通常具有导电透明涂覆形式的电极。此单元包 括调光元件，该调光元件可以是颗粒液体悬浮物，或者优选是其中分布有颗 粒液体悬浮物小滴的塑料薄膜。此液体悬浮物(有时本文中称为"液体光阀悬浮物"或只是"光阀悬浮 物")含有悬浮在液体悬浮介质中的小颗粒。没有施加电场时，由于布朗运 动，液体悬浮物中的颗粒认为是随机分布的。因此，取决于此单元结构、颗 粒性质和浓度以及此光的能含量，通过此单元的光束被反射、传递或吸收。 因此，在关闭状态下光阀通常相对较暗。然而，当通过对光阀中液体光阔悬浮物施加电场时，颗粒排成行，而且对于很多悬浮物，大部分光都能穿过该 单元。因此，在开通状态下光阀是相对透明的。这里描述的此类型光阀也被 称为"悬浮颗粒装置"或"SPD"。已经提出光阀可以用于许多应用中，包括但不限于例如a数字电视显示器、视窗、天窗、遮阳板、过滤器、玩具、装饰物、镜子、眼镜等，以控制 由此通过或反射的光量。对于很多应用，如本领域中将要详细了解的，对于将要被活化的材料， 即光调节元件，或"可活化材料"，优选为塑料膜而不是液体悬浮物。例如， 在用做可变光传送视窗的光阀中，其中分布有液体悬浮物小液滴的塑料膜优 于液体悬浮物本身，因为液体静压作用，例如，与液体悬浮物高柱状物相关 的凸起通过使用薄膜能够被避免，可能的泄露危险也能被避免。使用塑料薄 膜的另一个优点是，颗粒在塑料薄膜中一般以非常小的小滴的形式存在，因 此，用电压反复活化此薄膜时聚集并不很明显。这里使用的术语"光阀薄膜" 指的是在膜中分布有液体悬浮物小滴的薄膜。美国专利号US 5409734例示了一种均匀溶液析相作用制得的光阀薄膜。 也已知交联乳液形成的光阀薄膜。参见美国专利号US 5463491和US 5463492，上述两项专利均转让给本专利技术的受让人，其内容一并引入本说明 书中作为参考。为了阐述本专利技术，下面是代表性光阀悬浮物成分的简单描述。 1.液体悬浮介质和稳定剂用于本专利技术的液体光阀悬浮物可以是本领域公知的任何液体光阀悬浮 物，可以根据本领域技术人员公知的技术形成。如上所述，术语"液体光阀 悬浮物"是指其中分散有大量小颗粒的"液体悬浮介质"。此"液体悬浮介 质"含有一个或更多非水抗电液体，其中优选溶解在至少一种聚合稳定剂中， 所述稳定剂起减少颗粒聚集并保持它们分散和处于悬浮物中的作用。本专利技术中有用的液体光阀悬浮物可以包括前面提出的用于光阀中使颗 粒悬浮的任意液体悬浮介质。本专利技术有用的本领域公知的液体悬浮介质包括但不限于美国专利号US 4247175和4407565公开的液体悬浮介质，上述专 利在此一并引入作为参考。 一般地，选择液体悬浮介质或溶解在其中的聚合 物稳定剂中之一或之二，以维持重力平衡中的悬浮颗粒。使用时，此聚合物稳定剂，可能只是结合到颗粒表面但是也溶解在一种 或更多种非水液体或是液体悬浮介质液体中的一种固体聚合物。或者，两种 或更多种固体聚合物稳定剂可以作为聚合物稳定剂体系。例如，这些颗粒可 能被第一种固体聚合物稳定剂如硝化纤维包覆，从而为颗粒有效提供了平面 表面包覆层。这些包覆的颗粒随后被另外的一种或多种结合到或者与所述第 一种固体聚合物稳定剂相关并且也溶解于液体悬浮介质中的聚合物稳定剂 再次包覆，为这些颗粒提供分散和位阻保护作用。特别是在SPD光阀薄膜 上，液体聚合物稳定剂也可有利地使用，如上述美国专利号US 5463492中 提到的。上面三段描述的这些聚合物稳定剂局限于液体悬浮物，用来降低颗粒凝 聚趋势与保持颗粒分散和悬浮。然而，这些聚合物稳定剂不应该和本专利技术的 乳化剂相混淆，如以下公开和讨论的，本专利技术的乳化剂是有完全不同目的的 不同类型的聚合物稳定剂。2.颗粒无机颗粒和有机颗粒可以用于光阀悬浮物中，而且这些颗粒可以吸光或 者反光。因为有大量关于多卤化物颗粒用于SPD液体悬浮物中的现有技术知识， 虽然本专利技术中可以使用很多类型的颗粒，SPD光阀通常使用胶态尺寸不等轴 多卤化物颗粒。在此所用术语"胶态"表示这些颗粒通常最大尺度(dimension) 平均大约l微米或更小。优选情况下，用于光阀悬浮物的绝大多数颗粒最大尺度应该小于蓝光波长的一半，即，2000埃或更小，使光散射极低。此处所 用涉及颗粒形状的术语"不等轴"，表示至少颗粒的一个尺度大于另一个尺 度，例如，颗粒长度大于它的宽度或可能情况下它的直径。如上面所提，优选使用塑料薄膜作为能活化的材料，即，SPD光阀光调 节单元。在优选类型SPD膜中，尺寸非常小的液体悬浮物液滴分布在交联 聚合物基质中。这种薄膜由乳液形成，其中该乳液含有(1)交联液体基质聚合物；(2)不能与交联液体基质聚合物混合的液体悬浮物液滴；和(3) 有效量的光引发剂。根据基质聚合物，能通过各种方式来完成这些乳液的交 联(即固化)，例如，通过对乳液加热，或者电子束照射或紫外线照射。如 果使用光固化，使用催化剂而不是光引发剂。为了避免迷惑，增强对本专利技术 的理解，后面仅根据通过紫外线照射交联乳液讨论专利技术，如上面所启示，明 白各种其它交联技术都能被采用。SPD乳液和SPD薄膜的先进类型和制作方法在美国专利号6900923 B2 (Chakrapani等人)中揭示，该文献在此一并引入作为参考。该Chakrapani 等人的专利揭示由乳液形成的SPD薄膜，所述乳液含有(1)基质聚合物， 包括聚(联苯二甲基硅氧垸)和可交联单体例如3-丙酰氧基丙基甲基二甲氧基 硅烷；(2)含有涂覆有硝酸纤维聚合物并分散在聚合物液体如聚(甲基丙烯 酸月桂酯)中的多碘化合物颗粒的液体悬浮物；和(3)光引发齐l」，例如，Irgacure 819(得自CIBA Specialty Chemicals)。当通过紫外线照射乳液层而使基质交联 时，SPD薄膜形成。Chakrapani等人的专利揭示的其他某些非聚合物液体可 以作为部分液体悬浮物选择使用。制备涂覆有硝酸纤维聚合物且能够分散在 任何合适的液体悬浮介质例如但并不限于液态酯如聚(异丁烯酸月桂酯)中的 胶态多卤化物颗粒的方法已为本领域所公知。对此没有限制，参看专利技术名称 为"制备光极性颗粒的方法"、转让给本专利技术受让人的美国专利5516463，并 在此引入作为参考。迄今，还没有发现如果将乳液涂覆到基材上后快速将混合很好的乳液固 化，需要使用单独的乳化剂来制备合理稳定的SPD乳液。然而，因为这里 揭示的理由，优选为液体(但有时候凝胶或固体)物质的乳化剂可以有利地 用于SPD乳液中。乳化剂的第一部分或链段通常在乳液的第一相中可溶但 在乳液的第二相中不可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种形成悬浮颗粒装置用薄膜的乳化剂，所述薄膜含有其中分布有多个液体光阀悬浮物液滴的交联基质聚合物，所述乳化剂由含有至少第一链段和第二链段的共聚物材料形成，所述链段在它们的化学亲合性、它们的组成和它们的极性中的至少一者上彼此不同，其中所述链段的第一链段在用来形成薄膜的未固化液体基质聚合物中是可溶的，但是在分散所述液滴的液体悬浮介质中不可溶；所述链段的第二链段在分散所述液滴的液体悬浮介质中是可溶的，而在未固化液体基质聚合物中不可溶；其中所述第一链段和第二链段具有基本相同的折光指数，并且其中所述链段的折光指数在由所述乳化剂形成的乳液的各相的折光指数的０．０１０倍之内，所述第一链段含有选自由直链有机硅氧烷、支链有机硅氧烷、直链烷基、支链烷基、直链氟烷基和支链氟烷基所组成的组中的物质，并且所述第二链段含有选自由直链酯、支链酯、直链（甲基）丙烯酸酯、支链（甲基）丙烯酸酯、直链酰胺、支链酰胺、直链胺、支链胺、直链环氧基、支链环氧基、含有羟基或酸基的直链基团以及含有羟基或酸基的支链基团所组成的组中的物质，其中调整所述乳化剂以通过延缓所述液滴的生长来基本防止形成所述薄膜期间液体光阀悬浮物液滴的聚集。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S查克拉帕尼，RL萨克斯，SM斯洛瓦克，
申请(专利权)人：尖端研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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