一种二氧化硅纳米粒子掺杂的聚合物分散液晶薄膜及制备方法技术

本发明专利技术提供一种二氧化硅纳米粒子掺杂的聚合物分散液晶薄膜及制备方法，以向列相液晶混合物、可聚合单体、光引发剂、玻璃微珠和改性二氧化硅纳米粒子为原料制备液晶复合体系，随后将其倒入在两层镀有氧化铟锡的导电塑料薄膜之间(其中一层薄膜内侧有静电纺丝膜)，滚轴挤压均匀干燥后得到掺杂改性二氧化硅纳米粒子的聚合物分散液晶膜。该薄膜利用改性二氧化硅纳米粒子的掺杂有效提高了聚合物基体的对比度，而静电纺丝膜可以降低薄膜的驱动电压，使得目标产物的对比度高、响应时间快、稳定性好，具有巨大的商业推广应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅纳米粒子掺杂的聚合物分散液晶薄膜及制备方法
：本专利技术属于液晶应用
，特别涉及一种二氧化硅纳米粒子掺杂的聚合物分散液晶薄膜及制备方法。【技术背景】：聚合物分散液晶薄膜(PolymerDispersedLiquidCrystal，PDLC)是通过某种物理化学方法使液晶从与预聚物混合而成的混合物中析出，以微米量级尺寸微滴的形式分布在固态透明的聚合物基体中。在两块镀有氧化铟锡(Indium-tinoxide，ITO)导电层的基片之间是具有一定厚度的PDLC薄膜，液晶微滴随机分布在聚合物网络中，并呈现出一定的自组织构型(PraveenMalik,KKRaina.Dropletorientationandopticalpropertiesofpolymerdispersedliquidcrystalcompositefilms[J].OpticalMaterials,2004,27(3):613-617)。每一个液晶微粒的光轴处于择优取向,而不同微粒的光轴呈随机取向状态，由于其折射率各向异性，因此其有效折射率不与基体的折射率相匹配，对外来入射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术专利提供一种二氧化硅纳米粒子掺杂的聚合物分散液晶薄膜及制备方法，该液晶薄膜共有四层组成，分别是：第一层为单侧镀有氧化铟锡的聚甲基丙烯酸甲酯导电透明薄膜，第二层为含有天然高分子纳米纤维的静电纺丝膜，第三层为掺杂二氧化硅纳米粒子的液晶复合体系，第四层为单侧镀有氧化铟锡的聚甲基丙烯酸甲酯导电透明薄膜；具体通过以下操作步骤实现：/n第一、制备含有天然高分子纳米纤维的静电纺丝膜/n首先将1～75mL醋酸与1～25mL的去离子水混合均匀，随后加入1～5mg的天然高分子纳米纤维醋酸纤维素CA，以200～600r/min的速率磁力搅拌1～30min，再经超声10～40min，得到混合均匀的纺丝液...

【技术特征摘要】
1.本发明专利提供一种二氧化硅纳米粒子掺杂的聚合物分散液晶薄膜及制备方法，该液晶薄膜共有四层组成，分别是：第一层为单侧镀有氧化铟锡的聚甲基丙烯酸甲酯导电透明薄膜，第二层为含有天然高分子纳米纤维的静电纺丝膜，第三层为掺杂二氧化硅纳米粒子的液晶复合体系，第四层为单侧镀有氧化铟锡的聚甲基丙烯酸甲酯导电透明薄膜；具体通过以下操作步骤实现：
第一、制备含有天然高分子纳米纤维的静电纺丝膜
首先将1～75mL醋酸与1～25mL的去离子水混合均匀，随后加入1～5mg的天然高分子纳米纤维醋酸纤维素CA，以200～600r/min的速率磁力搅拌1～30min，再经超声10～40min，得到混合均匀的纺丝液；随后将该纺丝溶液-0.1MPa真空静置至无气泡后再注入一次性塑料注射器中，然后将注射器固定在高压静电纺丝装置上，设置纺丝电压为18～30kV，纺丝溶液注射速度为0.5mL/min，接受距离为10～20cm，采用商品化的镀有氧化铟锡的聚甲基丙烯酸甲酯透明导电薄膜作为收集板，连续纺丝10～20h；该商品化的镀有氧化铟锡的聚甲基丙烯酸甲酯透明导电薄膜总厚为20～50μm，聚甲基丙烯酸甲酯层厚度10～30μm，氧化铟锡层厚度为10～20μm，氧化铟锡粒度为20～50nm，氧化铟锡的负载量为0.01～0.05g/m2，薄膜透过率85％～98％；最后将所得纤维膜置于85～100℃的真空恒温干燥箱中恒温干燥24～30h，即得厚度为5～20μm的含有天然高分子纳米纤维的静电纺丝透明薄膜；
第二、制备掺杂二氧化硅纳米粒子的液晶复合体系
室温下，取1～10重量份粒径为10～30nm的改性二氧化硅纳米粒子、1～3重量份粒度为2～25μm、壁厚为0.5～2μm的改性空心玻璃微珠、20～95重量份的可聚合单体、1～25重量份的液晶E7、0.5～3重量份的光引发剂均匀混合，以200～600r/min的速率磁力搅拌1～10min，继而再超声分散1～10min，两个过程交替进行3～10次，制得液晶复合体系；
第三、制备目标液晶薄膜
将一张商品化的镀有氧化铟锡的聚甲基丙烯酸甲酯透明导电薄膜和一张步骤一制备的含有天然高分子纳米纤维的静电纺丝透明导电薄膜，导电侧相对而置放入压制滚轴间，将制得的掺杂二氧化硅纳米粒子的液晶复合体系加热至100～150℃并趁热倒入两层薄膜间隙，通过压制滚轴挤压，使中层液晶薄层厚度为5～15μm；最后将制备的复合膜置于20～60℃下用10～50mW/cm2的365nm紫外光照射下层透明薄膜2～8min，制得厚度为20～100μm目标二氧化硅纳米粒子掺杂的聚合物分散液晶薄膜。


2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅纳米粒子掺杂的聚合物分散液晶薄膜及制备方法，其特征在于：在第二步骤中制备掺杂二氧化硅纳米粒子的液晶复合体系中，所用的粒径为10～30nm改性二氧化硅纳米粒子和粒度为2～25μm、壁厚为0.5～2μm的改性空心玻璃微珠是通过以下步骤实现的：
a、制备带电催化装置的水热釜
首先，向50mL的N-甲基-2-吡咯烷酮中加入0.50～3.00g聚偏氟乙烯，在200～500r/min的转速下保持0.5～3.0h，然后向其中加入1.00～3.00g的导电剂SuperP碳，在200～500r/min的转速下保持0.5～3.0h，再向混合物中加入1.00～3.00g粒径为20～1000nm的铂纳米颗粒，搅拌0.5～3.0h，制备混合浆料；用自动涂膜烘干机将混合浆料均匀涂抹在两根直径为6～10mm、长度为100～150mm的高纯石墨碳电极棒表面，涂覆厚度为30～100μm，并在80～120℃下干燥12～36h得到改造电极，在容积为150～300mL且顶盖有两个直径7～11mm孔的的聚四氟乙烯反应釜上，插入两根上述制备的电极，并用耐高温胶圈做好电极与开孔间的密封，该耐高温胶圈的材质为碳纤维填充的聚四氟乙烯，型号为SN0102、SN0102、KL-7057、TE-9249、TE-9128、E-120HP、2301耐高温胶圈、HR-8767A中的任意一种，两电极间可外加5～100V直流电压，即得到带电催化装置的水热釜；
b、制备二氧化硅纳米粒子
室温下，首先将1～100mL去离子水、5～50mL的NH3·H2O与10～50mL的无水乙醇置于50～200mL的烧瓶中，以200～600r/min的转速机械搅拌10～30min，使之充分混合；随后向该混合溶液中加入1～10mg的正硅酸四乙酯TEOS，继续机械搅拌24～60h，反应结束后即得到粒径为10～50nm的二氧化硅纳米粒子；
c、电催化水热法改性二氧化硅纳米粒子
首先在50～150mg的正丁醇中加入1～10mg步骤b中制备出的二氧化硅纳米粒子，超声5～30min，得到二氧化硅纳米粒子分散液...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪希杭，王冬，贾苗苗，
申请(专利权)人：南京优写智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32