用于液晶材料的添加剂组分制造技术

本发明专利技术涉及介晶型、可交联的混合物，包括：（ｉ）可交联液晶主体化合物，该主体化合物包括至少一种可交联液晶化合物，和（ｉｉ）至少一种手性或非手性的棒状添加剂组分，其中所述添加剂组分具有刚性芯并包括至少两个稠合或连接的，任选取代的，非芳族，芳族，碳环或杂环基团，以及包括至少一种任选取代的烷基残基，和至少一种可聚合的基团，和其中该添加剂组分具有４０℃或更低的到各向同性态的转变温度。本发明专利技术还涉及新的手性或非手性的棒状添加剂化合物，用于这些混合物的制备，本发明专利技术涉及根据本发明专利技术的以弹性体，聚合物凝胶，聚合物网络或聚合物膜形式存在的混合物，涉及由此混合物制备的聚合物网络和液晶聚合物膜，以及涉及包括由此混合物制备的聚合物网络和液晶聚合物膜的光学或电光元件。另外，本发明专利技术涉及该手性或非手性的棒状化合物作为在取向液晶聚合物的生产中可交联液晶混合物的组分的用途，涉及包括这些化合物的液晶混合物，涉及由此液晶混合物制备的液晶聚合物和液晶聚合物网络，并涉及包括这些化合物的液晶器件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及介晶型(mesogenic)、可交联的混合物，该混合物包括至少一种可交联的液晶主体化合物和至少一种新的手性或非手性棒状化合物作为添加剂组分，还涉及用于这些混合物的制备的新的手性或非手性的棒状化合物，并涉及根据本专利技术以弹性体，聚合物凝胶，聚合物网络或聚合物膜形式的混合物，以及涉及由这些混合物制备的聚合物网络和液晶聚合物膜和涉及包括由此类混合物制备的聚合物网络和液晶聚合物膜的光学或电光学元件。更具体地说，它涉及该手性或非手性的棒状化合物作为在取向液晶聚合物的生产中可交联液晶混合物的组分的用途，涉及包括这些化合物的液晶混合物，涉及由此类液晶混合物制备的液晶聚合物和液晶聚合物网络，并涉及包括这些化合物的液晶器件。液晶聚合物(LCPs)用于光学设备与元件的制造，例如波导，光栅，滤光片，延迟器(retarder)，涂料，膜，压电传感元件和非线性光学元件(cell)。用于上述任何一种光学器件与元件的LCP的正确选择依赖于其相关的光学性质，如光学各向异性，折射指数，透明度和色散。例如，滤光器含有具有大的各向异性(Δn)和低的散射(n＝f(λ))的LCPs。通常LCPs通过如下方法制备使可交联的液晶(LC)单种化合物层或不同的可交联液晶单种化合物的混合物在基材上取向，提供取向层或由沿着选定方向剪切单种可交联液晶化合物或不同的可交联液晶单种化合物的混合物，随后交联该液晶层形成各向异性聚合物网络。在使用LCPs制造光学元件中，该取向质量与重要的工艺参数有关，如取向时间，焙烤温度等扮演主要的角色。取向质量直接与物质参数有关系，原则上主要地与液晶态大分子堆积(packing)有关，液晶态本身主要地由应用的材料粘度确定。人们相信次最佳物质参数是阻止良好取向(校准)的主要原因之一，例如在目的是具有高厚度的LCPs膜的制备中，或当使用包括高分子量组分(如二聚物，低聚物等)的材料时。典型的常观察到并是本领域技术人员已知的取向缺陷是，例如条纹织物，焦点圆锥扇形织物，之字形缺陷，预倾斜单畴(monodomain)可变性等。例如可以尝试通过加热后烘烤过程消除这些缺陷。然而，一般说来，即使过长的延长时间，这些步骤也是不够的，不能导致需要的质量(这本身无疑地是用于工业制造方法的主要缺点)。具有高粘性分布曲线的LC起始原料不适合于快速和容易地制造高质量的取向膜和涂料。用于LCPs制造的可交联的液晶化合物必须是化学和热稳定的，对电磁辐射稳定，可溶于标准溶剂并与其它液晶组分混溶的，并应在-30℃～+150℃、优选在0℃～120℃范围内显示出液晶性能。由取向层强加到可聚合的液晶单种化合物或液晶单种化合物的混合物上的构型一旦达到冻结，即由交联形成LCP网络。合成的LCP膜和涂料应优选具有高粘度分布曲线，并且当暴露于机械应力、高温和光下时稳定。因此需要液晶单种化合物或液晶化合物的混合物具有宽的热液晶范围，并在交联之前可以容易地在基材上取向，使得液晶单种化合物或液晶单种化合物的混合物在基材上的取向在整个生产LCP网络所需时间内保持稳定。具有少量某种添加剂(如链烷烃)的掺杂液晶混合物，提供某种程度的已知方法以优化混合物的取向潜力，对于混合物下层关键组分的物理性能不引入重大改变。然而，由于在液晶化合物和上述已知的添加剂之间分子水平上发生的不相容性，合成混合物相比主体混合物热力学行为常显示出不需要的性能，如清澄点的降低，热液晶范围的减少等。经常看见的另外缺点是混合物不同组分之间发生溶混性问题，这常导致获得液晶材料的均匀取向困难。为克服这些困难，本专利技术的专利技术人发展一种新一组的手性或非手性的添加剂组分，包括至少一种可聚合的基团。这些新添加剂组分的一般分子结构是基于棒状刚性芯连接到至少一个残基，后者导致部分或全部晶体或液晶大分子序态在纯添加剂组分(即本体)内延迟(suppression)。这意味着，在它们的纯态，该新的手性或非手性的添加剂组分显示出到各向同性态的低转变温度。根据本专利技术的新添加剂组分到各向同性态的低转变温度优选等于或低于40℃。在本专利技术的范围内用于纯添加剂组分的术语“纯”应以这种方式理解，当评定到各向同性态的转变温度时，材料的纯度水平≥98％。用于本专利技术范围内的术语“到各向同性态的转变温度”定义为新的添加剂组分转变它们的状态从结晶或液晶态到各向同性态的温度。当以适当浓度加入到可交联的液晶化合物或可交联的液晶化合物混合物时，根据本专利技术的新手性或非手性添加剂化合物的一些结构元素由于分子识别而易于由LC化合物的高极性部分隔离。这依次导致中间分子相互作用的减少，并且这样的结果也导致取向层的较好的相互作用，因此形成单畴。为了解释的目的和便于参考，新添加剂组分的分子结构部分用虚点的圆在以下列出的反应历程结构式和实施例中表示，该添加剂组分被认为是导致纯添加剂组分内晶体或液晶大分子序态部分或全部延迟。通过掺杂各种可交联的LC化合物或可交联的LC化合物混合物与适量的新近发展的手性或非手性添加剂组分，在连续取向和交联步骤获得了高度成功的结果。事实上获得了到厚LCP单层膜的完美转换，同时保留下层主体LC化合物或主体LC化合物混合物的光学特性和性能不改变(即非-处理)。在这之上，相比较不掺杂的主体LC化合物或主体LC化合物混合物，可以获得相当大的取向速度增强，这在大规模工业制造方法中是很大的优点。另一个好处是由于新添加剂组分的加入，主体混合物组分的彼此相反的相容性得到改善。此外，当将被加入胆甾混合物后，该新添加剂组分强烈地有助于螺距(helicalpitch)(P)的快速形成，即胆甾相的快速形成。因此，本专利技术第一个方面提供混合物，以下也称作本专利技术混合物，包括如上所述的至少一种可交联的液晶化合物和至少一种手性或非手性的棒状新添加剂组分，其中该添加剂组分具有刚性芯，包括至少两个稠合或连接的，任选取代的，非芳族，芳族，碳环或杂环基团，和具有至少一个任选取代的烷基残基，和至少一个可聚合的基团。本专利技术第二个方面提供新的手性或非手性的棒状化合物作为添加剂组分，如上所述，其中该添加剂组分具有刚性芯，包括至少两个稠合或连接的，任选取代的，非芳族，芳族，碳环或杂环基团，和具有最少一个任选地取代的烷基残基，和至少一个可聚合的基团。用于本专利技术范围的术语“任选取代的”在随后叙述的章节中定义。在优选的实施方案中，本专利技术涉及介晶型、可交联的混合物，包括i)可交联的液晶主体，包括至少一种可交联的液晶化合物，和ii)至少一种手性或非手性棒状化合物作为添加剂组分，其中所述添加剂组分具有刚性芯并包括至少两个稠合或连接的，任选取代的，非芳族，芳族，碳环或杂环基团，以及包括至少一个任选取代的烷基残基，和至少一个可聚合的基团，其中该添加剂组分具有40℃或更低的到各向同性态的转变温度。在另一个优选实施方案中，本专利技术涉及本专利技术的混合物，其中该添加剂组分具有20℃或更低的到各向同性态的转变温度。在另一个优选实施方案中，本专利技术涉及本专利技术的混合物，其中该添加剂组分具有0℃或更低的到各向同性态的转变温度。在另一个优选实施方案中，本专利技术涉及本专利技术的混合物，其中混合物具有30℃或更高的清澄温度。在另一个优选实施方案中，本专利技术涉及本专利技术的混合物，其中混合物具有50℃或更高的清澄温度。在另一个优选实施方案中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介晶型的、可交联的混合物，包括：　　　　ｉ）一种可交联液晶主体，包括至少一种可交联的液晶化合物，和　　　　ｉｉ）至少一种手性或非手性的棒状添加剂组分，其中所述添加剂组分具有刚性芯并包括至少两个稠合或连接的，任选取代的，非芳族，芳族，碳环或杂环基团，以及包括至少一个任选取代的烷基残基，和至少一个可聚合的基团，和其中该添加剂组分具有４０℃或更低的到各向同性态的转变温度。

【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：ZM切科伊，T路凯克，J雷查德特，K施密特，
申请(专利权)人：罗利克有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]