一种凝胶稳定液晶书写板薄膜及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种凝胶稳定液晶书写板薄膜及制备方法。该薄膜从上向下依次连接的单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜、镶嵌表面处理过的纳米氧化铈CeO

【技术实现步骤摘要】
一种凝胶稳定液晶书写板薄膜及制备方法
：本专利技术属于液晶显示
，尤其涉及一种凝胶稳定液晶书写板薄膜及制备方法。
技术介绍
：近些年来，液晶显示技术发展迅速，因其具有体积小、重量轻、省电、辐射低等优点成为现在非常普遍的显示器。随之，液晶写字板已经开始逐步取代传统写字板，形成一个巨大的产业，广泛应用于各个领域(JuntaoLi,HariKrishnaBisoyi,JiajunTian,etal.OpticallyRewritableTransparentLiquidCrystalDisplaysEnabledbyLight-DrivenChiralFluorescentMolecularSwitches[J].AdvancedMaterials,2019,31(10):1523)。凝胶稳定液晶书写板可以通过凝胶网络稳定胆甾相液晶显示方法来实现，利用平面织构状态的布拉格反射亮态和焦锥织构状态的散射暗态构成对比态实现显示(QuanmingChen,ZenghuiPeng,YanLi,etal.Multi-planeaugmentedrealitydisplaybasedoncholestericliquidcrystalreflectivefilms[J].OpticsExpress,2019,27(9):12039-12047)。该类器件具有许多优点，如功耗小、视角宽、亮度高等；由于不使用偏振片，光亮度损失很小，而且该液晶膜写字板可以制备在柔性基底上，非常适合于写字板用途，但还存在书写字迹清晰度不高，使用寿命较短等问题(LiuGuoliang,CaiRongzhang,BinWei,etal.ResearchandImplementationofLCDWritingBoardBasedonMSP430Microcomputer[J].AppliedMechanicsandMaterials,2014,644:3802-3805)。本专利技术专利提供一种凝胶稳定液晶书写板薄膜及制备方法，在上层薄膜的绝缘层中引入电催化水热法改性的纳米CeO2材料，使凝胶稳定液晶书写薄膜具有较强的吸收紫外线能力，从而提高薄膜的使用寿命，下层薄膜的绝缘层中引入空心玻璃微珠，减轻液晶书写板薄膜的重量，降低生产成本，减小书写噪音的分贝，增加使用者良好的体验感受；同时引入凝胶网络来稳定胆甾相液晶的双稳态，使得薄膜的稳定性提高，从而实现了书写字迹的高清晰度，同时凝胶因子通过非共价键作用形成的凝胶网络具有优良的可逆功能，增强了产品稳定的可重复书写性。该方法制备成本低，操作简单，生产效率高，为液晶书写板薄膜的成产与应用提供了宝贵的实践经验。
技术实现思路
：本专利技术专利提供了一种凝胶稳定液晶书写板薄膜及其制备方法，先将两张单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜的导电层一侧分别涂覆含有改性纳米CeO2的绝缘层和改性空心玻璃微珠的绝缘层，然后把混配的向列相液晶、手性化合物和凝胶因子倒入两层薄膜中间得到凝胶网络，再倒入含有凝胶因子的液晶复合体系，挤压成膜，经过紫外线照射后得到一种凝胶稳定液晶书写板，实现了书写字迹的高清晰度与稳定的可重复书写性，提高了液晶写字板的书写及视觉效果与使用寿命。【本专利技术的技术方案】：本专利技术专利提供一种凝胶稳定液晶书写板薄膜及制备方法，该薄膜自上向下依次为单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜、镶嵌改性后纳米CeO2层、含有凝胶因子的液晶复合层、镶嵌改性后空心玻璃微珠的绝缘层、单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜，具体包括以下步骤：第一、银纳米线粉末的制备首先，将含有1.00～20.00g聚乙烯吡咯烷酮、1.00～20.00g水合肼的20～100mL的分析纯乙二醇和15～45mL浓度为0.1～10.0mmol/L的氯化铁水溶液加入到50～200mL的三口石英烧瓶中，随后将该三口石英烧瓶转移至型号为XH-300UP的电脑微波超声波紫外光组合催化合成仪中，再以200～800rpm转速的磁力搅拌下，通过外加的恒压滴液漏斗向该三口石英烧瓶中以1～5mL/min的速率逐滴滴加硝酸银溶液，控制硝酸银的浓度为10～400mmol/L；滴加结束后，在微波、超声、紫外的同步作用下，10～100℃恒温回流反应30～240min，温度超过设定温度即会停止加热，低于设定温度则会继续加热；设置该合成仪的微波、超声、紫外的制备条件为：微波频率2450MHz，微波功率1～1000W；超声波功率为0～1500W，超声波频率为24～26KHz；紫外光波长为365nm，功率为250W，测量范围为0.100×105～1.999×105μW/cm2；随后将反应产物冷却至室温后，以4000～10000rpm的转速离心1～10min，用去离子水和乙醇分别洗涤所得固体产物3次，最后在50～100℃下真空干燥8～12h，即得到与卡片号JCPDSNo.04-0783相吻合、空间点群为Fm-3m(225)、直径为5～90nm、长度为20～100μm的纯银纳米线粉末；第二、单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜的制备称取0.10～2.00g聚二甲基硅氧烷溶解在1～100mL分析纯异丙醇中，加入1～10mL的分析纯N,N-二甲基甲酰胺，以300～800rpm转速搅拌40～120min后加入0.01～3.00g直径为50nm的铂催化剂粉末，置于微波加热器中反应10～60min，控制微波功率200～400W，反应结束后以300～700rpm转速磁力搅拌24～48h得到悬浊液，将得到的悬浊液旋涂在洁净的玻璃板上，随后置于恒温鼓风干烘箱中，控制温度在90～115℃之间，热处理45～100min，自然降温至室温，得到厚度为90～180μm的聚二甲基硅氧烷透明薄膜；将0.10～10.00g第一步骤制备的银纳米线粉末分散于20～50mL的丙酮溶液中，将其加入喷笔中，喷笔压力为0.10～0.15MPa；在距离聚二甲基硅氧烷透明薄膜一侧高度为1～30cm处均匀喷涂，控制薄层厚度为90～180μm；随后将其在100～300℃下退火1～2h，即得单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜；第三、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0.5～30.0h，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℃下真空干燥12～36h得到改造电极，在容积为150～300mL且顶盖有两个直径为7～11mm孔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、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凝胶稳定液晶书写板薄膜及制备方法，该薄膜自上向下依次为单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜、镶嵌改性后纳米CeO

【技术特征摘要】
1.本发明专利提供一种凝胶稳定液晶书写板薄膜及制备方法，该薄膜自上向下依次为单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜、镶嵌改性后纳米CeO2层、含有凝胶因子的液晶复合层、镶嵌改性后空心玻璃微珠的绝缘层、单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜，具体包括以下步骤：
第一、银纳米线粉末的制备
首先，将含有1.00～20.00g聚乙烯吡咯烷酮、1.00～20.00g水合肼的20～100mL的分析纯乙二醇和15～45mL浓度为0.1～10.0mmol/L的氯化铁水溶液加入到50～200mL的三口石英烧瓶中，随后将该三口石英烧瓶转移至型号为XH-300UP的电脑微波超声波紫外光组合催化合成仪中，再以200～800rpm转速的磁力搅拌下，通过外加的恒压滴液漏斗向该三口石英烧瓶中以1～5mL/min的速率逐滴滴加硝酸银溶液，控制硝酸银的浓度为10～400mmol/L；滴加结束后，在微波、超声、紫外的同步作用下，10～100℃恒温回流反应30～240min，温度超过设定温度即会停止加热，低于设定温度则会继续加热；设置该合成仪的微波、超声、紫外的制备条件为：微波频率2450MHz，微波功率1～1000W；超声波功率为0～1500W，超声波频率为24～26KHz；紫外光波长为365nm，功率为250W，测量范围为0.100×105～1.999×105μW/cm2；随后将反应产物冷却至室温后，以4000～10000rpm的转速离心1～10min，用去离子水和乙醇分别洗涤所得固体产物3次，最后在50～100℃下真空干燥8～12h，即得到与卡片号JCPDSNo.04-0783相吻合、空间点群为Fm-3m(225)、直径为5～90nm、长度为20～100μm的纯银纳米线粉末；
第二、单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜的制备
称取0.10～2.00g聚二甲基硅氧烷溶解在1～100mL分析纯异丙醇中，加入1～10mL的分析纯N,N-二甲基甲酰胺，以300～800rpm转速搅拌40～120min后加入0.01～3.00g直径为50nm的铂催化剂粉末，置于微波加热器中反应10～60min，控制微波功率200～400W，反应结束后以300～700rpm转速磁力搅拌24～48h得到悬浊液，将得到的悬浊液旋涂在洁净的玻璃板上，随后置于恒温鼓风干烘箱中，控制温度在90～115℃之间，热处理45～100min，自然降温至室温，得到厚度为90～180μm的聚二甲基硅氧烷透明薄膜；
将0.10～10.00g第一步骤制备的银纳米线粉末分散于20～50mL的丙酮溶液中，将其加入喷笔中，喷笔压力为0.10～0.15MPa；在距离聚二甲基硅氧烷透明薄膜一侧高度为1～30cm处均匀喷涂，控制薄层厚度为90～180μm；随后将其在100～300℃下退火1～2h，即得单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜；
第三、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0.5～30.0h，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℃下真空干燥12～36h得到改造电极，在容积为150～300mL且顶盖有两个直径为7～11mm孔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；
第四、改性纳米CeO2的制备
将1.00～10.00gCe(NO3)3·6H2O加入到40～80mL分析纯乙醇中，随后加入40～80mL质量分数为30～70％的H2O2，静置5～30min，通过恒压滴液漏斗以1～5mL/min的速度逐滴滴入2mol/L的NH3·H2O直至pH＝10，接着以150～300rpm转速搅拌反应20～60min得到悬浊液，将得到的悬浊液以4000～10000rpm转速离心1～6min，除去上清液后用去离子水和乙醇分别洗涤3次，然后将其分散到10～50mL浓度为2mol/L的丙三醇水溶液中，蒸发干燥得到前驱体，将前驱体放入马弗炉中，在氮气氛围保护下，控制温度400～600℃，反应1.5～3.0h，得到晶格空间群为Fm-3m(225)、直径为40～100nm的CeO2纳米球粉末；
称取1.00～15.00g该第四步骤上一段落所制备的CeO2纳米球粉末投入200～500ml浓度为50％的乙醇水溶液，加入0.10～5.00g分析纯3-氨丙基三乙氧基硅烷，以400～600rpm转速搅拌40～120min，随后放入第三步骤所得到的带电催化装置的水热釜中，两电极间外加5～100V直流电压，控制温度为80～110℃以300～800rpm转速搅拌，电催化水热反应2～4h；待反应液冷却至室温，经6000～9000rpm转速离心分离1～3min后用去离子水和乙醇分别洗涤3～5次，在150～300℃下真空干燥5～12h，得到粒径为2～100nm的改性纳米CeO2；
第五、镶嵌改性纳米CeO2的绝缘层的制备
将0.50～50.00g绝缘材料溶解于4～100ml的四氢呋喃或去离子水中，所述的绝缘材料为聚氯乙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚乙烯醇中的任意一种，水浴加热至50～100℃，以300～800rpm转速搅拌溶解15～30min，随后加入0.10～1.50g第四步骤制备的改性纳米CeO2材料，在200～300W超声仪中超声分散20～30min后得到绝缘材料溶液，将绝缘材料溶液均匀地涂覆在第二步骤得到的单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜导电层面上，在100～150℃下真空干燥6～24h，最终得到镶嵌改性纳米CeO2的绝缘层的单侧镀有银纳米线的聚二甲基硅氧烷透明薄膜，其中绝缘层厚度为0.5～8.0μm；
第六、改性空心玻璃微珠的制备
将5.00～10.00g的商品化粒径为10～100μm、壁厚为1～2μm空心玻璃微珠和100～400mL浓度为0.1～3.0mol/...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪希杭，王冬，李金倩，
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