温敏显色的液晶微胶囊及其制备方法和温敏显色的容器技术

本发明专利技术提供了一种包括芯材和壁材的温敏显色的液晶微胶囊，芯材为胆甾相液晶，壁材由多元异氰酸酯聚合形成，其中多元异氰酸酯的异氰酸基团被有机物部分修饰。本发明专利技术还公开了该温敏显色的液晶微胶囊的制备方法和涂覆有该温敏显色的液晶微胶囊的温敏显色的容器。本发明专利技术的温敏显色的液晶微胶囊根据作为芯材的液晶配方的不同能在不同的温度范围随温度变化显示不同的颜色，而且反射率可大大提高，从而增加显示颜色的鲜艳度。通过加入辅助壁材，可以在进一步提高反射率的同时，显著提升液晶微胶囊的耐溶剂性和稳定性。胶囊的耐溶剂性和稳定性。胶囊的耐溶剂性和稳定性。

Temperature sensitive color developing liquid crystal microcapsule, its preparation method and temperature sensitive color developing container

【技术实现步骤摘要】
温敏显色的液晶微胶囊及其制备方法和温敏显色的容器


[0001]本专利技术涉及液晶微胶囊及其制备和应用，具体涉及可提高反射率的温敏显色的液晶微胶囊及其制备方法和温敏显色的容器。

技术介绍

[0002]液晶是介于固体与液体之间的一种特殊的形态，它既有液体的流动性又兼具晶体的各向异性。根据形成液晶态的物理条件，液晶主要分为溶致液晶与热致液晶，而热致液晶根据其内部分子排列的有序状态又可以分为向列相液晶、胆甾相液晶以及近晶相液晶。胆甾相液晶可以被认为是一种特殊的向列相液晶，液晶分子在短轴方向上排列成层，层内分子杂乱无章，但彼此平行排列，不同层分子长轴取向也各不相同，沿层的法线方向周期性旋转排列成螺旋结构。液晶分子的扭曲旋转会引起折射率的改变，从而反射特定波长的入射光，其中胆甾相液晶能反射的入射光波长与螺距P有关，可用布拉格反射公式表示：λ＝2nPsinφ表示，其中λ为反射光的波长，n为胆甾相液晶的平均折射率，φ为反射光与液晶表面的夹角。当反射的入射光波长落在可见光范围内，即可达到显色的效果。大多数胆甾相液晶的螺距很容易受到外部(如磁场、电场、光、温度等)的影响而发生改变，因此胆甾相液晶在光学显色领域有着广泛的应用前景。然而，由于胆甾相液晶的流动性使其加工性能以及稳定性能均比较差，为了能保持其可调控的光学性能的应用，一般将胆甾相液晶进行微胶囊化处理。
[0003]微胶囊一般由壁材以及芯材组成，壁材一般为天然高分子或者合成类高分子，其传统的制备方法主要有界面聚合、溶剂挥发、复凝聚以及原位聚合等。界面聚合法由于制备工艺简单、不需要昂贵的仪器设备、对反应条件和反应单体的纯度以及配比要求不高、且反应迅速等优点，特别适合应用于大批量的工业化生产。目前采用界面聚合法制备的液晶微胶囊中最具代表性的是以聚氨酯或者聚脲为壁材包覆胆甾相液晶，但由于合成聚脲壁材的异氰酸酯基团活泼性高，反应速率非常迅速，生成的聚脲壁材柔韧性差，所制备的液晶微胶囊用于涂布显色时反射率低，且稳定性差。
[0004]因此，需要提供一种反射率可显著提高、更稳定、制备工艺简便、成本低的温敏显色的液晶微胶囊。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术的一个方面提供了一种温敏显色的液晶微胶囊，温敏显色的液晶微胶囊包括芯材和壁材，其中芯材为胆甾相液晶，壁材由多元异氰酸酯聚合形成，其中多元异氰酸酯的异氰酸基团被有机物部分修饰。
[0006]在优选实施方案中，温敏显色的液晶微胶囊的粒径范围为1～50微米。在更优选的实施方案中，温敏显色的液晶微胶囊的粒径范围为2～30微米。
[0007]在优选实施方案中，多元异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、二环己甲烷4,4
’-
二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二甲
基二异氰酸酯的加成物或低聚物。
[0008]在优选实施方案中，修饰的方式包括取代和加成。
[0009]在优选实施方案中，有机物为有机胺、脂肪酸或脂肪醇。
[0010]在优选实施方案中，多元异氰酸酯的异氰酸基团被有机物部分修饰的修饰度为0.5～1.8。
[0011]在优选实施方案中，温敏显色的液晶微胶囊还包括辅助壁材，辅助壁材包括聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂和氨基树脂。
[0012]另一方面，本专利技术还公开了一种制备温敏显色的液晶微胶囊的方法，方法包括：a.制备异氰酸基团被部分修饰的多元异氰酸酯；b.按照比例混合胆甾相液晶和经部分修饰的多元异氰酸酯，并且溶解于有机溶剂中以形成均一的油相；c.将油相缓慢加入含有乳化剂的水相中以乳化得到含有油相液滴的乳液；d.升温聚合经部分修饰的多元异氰酸酯；以及e.离心洗涤。
[0013]在优选实施方案中，胆甾相液晶和经部分修饰的多元异氰酸酯的质量比为1:5～10:1。在更优选的实施方案中，胆甾相液晶和经部分修饰的多元异氰酸酯的质量比为1:1～6:1。
[0014]在优选实施方案中，在步骤b中，油相还包括油溶性的辅助壁材和/或油溶性的引发剂。在另一个优选实施方案中，在步骤c中，水相还包括水溶性的辅助壁材和/或水溶性的引发剂。
[0015]在优选实施方案中，乳化剂为非离子型表面活性剂、离子型表面活性剂和天然高分子中的一种或更多种。
[0016]在又一方面，本专利技术还公开了一种温敏显色的容器，容器涂覆有上述温敏显色的液晶微胶囊，容器随着承载液体的温度改变而产生颜色的改变。
[0017]有益效果：
[0018]本专利技术的温敏显色的液晶微胶囊根据作为芯材的液晶配方的不同，能在不同的温度范围随温度变化显示不同的颜色，而且反射率可大大提高，从而增加显示颜色的鲜艳度。通过加入辅助壁材，可以在进一步提高反射率的同时，显著提升液晶微胶囊的耐溶剂性和稳定性。
附图说明
[0019]通过参照对本专利技术的实施方案的图示说明可以更好地理解本专利技术，在附图中：
[0020]图1是(a)一般液晶微胶囊和(b)根据本专利技术的液晶微胶囊在干燥时的结构示意图；
[0021]图2是本专利技术中多元异氰酸酯被脂肪醇取代的反应原理图；
[0022]图3是根据对比例制备的液晶微胶囊在干燥时的显微镜图；
[0023]图4是根据实施例1制备的液晶微胶囊在干燥时的显微镜图；
[0024]图5是根据实施例2制备的液晶微胶囊在滴加乙酸乙酯之前的偏光显微镜图；
[0025]图6是根据实施例2制备的液晶微胶囊在滴加乙酸乙酯之后的偏光显微镜图。
具体实施方式
[0026]在以下的描述中，为了达到解释说明的目的以对本专利技术有一个全面的认识，阐述了大量的具体细节，然而，很明显的，对本领域技术人员而言，无需这些具体细节也可以实现本专利技术。所举的说明性的示例实施方案仅为了说明，并不对本专利技术造成限制。因此，本专利技术的保护范围并不受上述具体实施方案所限，仅以所附的权利要求书的范围为准。
[0027]本专利技术公开的温敏显色的液晶微胶囊是以胆甾相液晶为芯材，而其壁材由多元异氰酸酯聚合形成，其中多元异氰酸酯的异氰酸基团被有机物部分修饰。液晶微胶囊的粒径为1～50微米。优选地，液晶微胶囊的粒径为2～30微米。一般液晶微胶囊在干燥时为球形(如图1中的图片(a)所示)，经作为芯材的胆甾相液晶反射的光将沿着半径方向朝向各方向发散，从而降低了液晶微胶囊在应用时的反射率。本专利技术的温敏显色的液晶微胶囊可增加壁材的柔韧性，使其在干燥时具有扁平的结构(如图1中的图片(b)所示)，胆甾相液晶的螺旋轴趋向于朝着微胶囊较短的轴方向排列(即，与应用时的涂覆表面垂直)，此时液晶的排列类似于胆甾相液晶的平面织构，具有更高的反射率。
[0028]作为芯材的胆甾相液晶为胆甾醇酯类液晶或手性向列相液晶，其中胆甾醇酯类液晶包括胆固醇乙酸酯、胆固醇丙酸酯、胆甾醇正丁酸酯、胆固醇壬酸酯、胆固醇苯甲酸酯、胆固醇油酸碳酸酯、胆甾醇油酸酯、氯化胆固醇、胆甾烯基亚油酸酯、胆甾醇肉桂酸酯、胆甾醇乙基碳酸酯、胆甾烯基异硬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温敏显色的液晶微胶囊，所述温敏显色的液晶微胶囊包括芯材和壁材，其中所述芯材为胆甾相液晶，所述壁材由多元异氰酸酯聚合形成，其中所述多元异氰酸酯的异氰酸基团被有机物部分修饰。2.如权利要求1所述的温敏显色的液晶微胶囊，其中所述多元异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、二环己甲烷4,4
’-
二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二甲基二异氰酸酯的加成物或低聚物。3.如权利要求1所述的温敏显色的液晶微胶囊，其中所述修饰的方式包括取代和加成。4.如权利要求1所述的温敏显色的液晶微胶囊，其中所述有机物为有机胺、脂肪酸或脂肪醇。5.如权利要求1所述的温敏显色的液晶微胶囊，其中所述多元异氰酸酯的异氰酸基团被所述有机物部分修饰的修饰度为0.5～1.8。6.如权利要求1所述的温敏显色的液晶微胶囊，其中所述温敏显色的液晶微胶囊还包括辅助壁材，所述辅助壁材包括聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂和氨基树脂。7.如权利要求1所述的温敏显色的液晶微胶囊，其中所述温敏显...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕继祥，马超龙，熊春荣，陆健健，沈戌铖，市川纪美雄，
申请(专利权)人：江苏集萃智能液晶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：