一种具有快速电光响应的液晶微胶囊的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有快速电光响应的液晶微胶囊的制备方法。本发明专利技术设计了石墨烯掺杂的液晶微胶囊，利用液晶单体E改性石墨烯从而使其分散于胆甾相液晶的螺距中，提高了液晶主体电光响应速度，可应用于液晶显示领域解决响应缓慢、长期影像残留效应和短期闪烁等问题。长期影像残留效应和短期闪烁等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有快速电光响应的液晶微胶囊的制备方法


[0001]本专利技术涉及精细化工和材料科学
，更具体地涉及一种具有快速电光响应的液晶微胶囊制备方法。

技术介绍

[0002]胆甾相液晶包含着很多分子层，每层内的分子按照相同的方向排列，但每层分子长轴之间按照一定角度的扭曲，沿层的法线方向排列成螺旋状结构。当分子的排列旋转了360
°
而又回到原来方向时，在这种分子排列完全相同的两层间的距离称螺距。当螺距与入射光波长同量级时，螺距起到衍射光栅的作用，会选择性地反射光的偏振组分，从而呈现不同颜色。此外螺距会随外界温度、电光场条件不同而改变，因此也会呈现出不同的颜色的变化。通常在向列型液晶中添加手性剂后也会呈现出与胆甾相同样的螺旋结构，所形成的混合液晶中随着手性剂含量的改变，螺距也会发生变化，使得这些液晶可以选择性反射特定波长的光，从而赋予这类结构液晶特有的光学色彩。但液晶材料容易受到外界环境的干扰而产生较大的变化，容易造成颜色的减退和消失，故采用微胶囊技术对其进行包覆提高其稳定性。在液晶中分散的石墨烯在Freedericksz的转变过程中增加介电光各向异性以及提高液晶的稳定性和取向有序性，降低液晶的扩散以及增加其导热性。更重要的是，掺杂石墨烯的能够降低液晶驱动电光压和加速电光响应，使液晶具有更快的电光响应性。

技术实现思路

[0003]为了提高液晶微胶囊的电光响应能力，本专利技术设计并制备了具有共轭结构的液晶单体E，利用D
‑
A反应将其锚定在石墨烯表面，液晶单体E起到了表面活性剂的作用，提高石墨烯与具有胆甾相结构的液晶混合物M1的亲和性，进而使石墨烯分散到液晶混合物M1所形成的胆甾液晶螺旋矩阵中，最终制备得到了电光响应性得到显著改善的石墨烯掺杂的液晶微胶囊。另一方面，由于胆甾相液晶在微胶囊化后会降低其色彩的鲜艳度，本专利技术加入的石墨烯可以起到减少经过液晶的透射光的作用，从而使得液晶微胶囊颜色更加明显。
[0004]因此，本专利技术第一个目的在于提供一种具有快速电光响应的液晶微胶囊的制备方法。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供由上述方法制备得到的液晶微胶囊。
[0006]本专利技术的还一目的在于提供由上述方法制备得到的液晶微胶囊在液晶显示领域的用途。
[0007]实现上述目的的本专利技术的技术方案如下。
[0008]一方面，本专利技术提供一种具有快速电光响应的液晶微胶囊的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0009](1)采用液晶单体E对石墨烯进行改性，得改性石墨烯，
[0010](2)将步骤(1)得到的改性石墨烯与包含液晶单体A、液晶单体B和液晶单体C的混合物M1混合，机械搅拌至混合均匀，得混合物M2；其中，所述改性石墨烯与混合物M1的质量
百分比为0.5％～2％；
[0011](3)将步骤(2)获得的混合物M2通过界面缩聚得到具有快速电光响应的液晶微胶囊；
[0012]其中，步骤(1)所述的液晶单体E具有如式(I)所示的结构：
[0013][0014]步骤(2)所述的液晶单体A具有如式(II)所示的结构：
[0015][0016]步骤(2)所述的液晶单体B为异戊基联苯腈；
[0017]步骤(2)所述的液晶单体C具有如式(III)所示的结构：
[0018][0019]优选地，在步骤(1)中，所述液晶单体E与石墨烯的质量百分比为30％
‑
70％；更优选地为40％
‑
50％。
[0020]进一步地，在步骤(1)中，所述液晶单体E的制备方法包括以下步骤：
[0021]S1：将等摩尔比的对氨基苯甲酸和顺丁烯二酸酐加入到体积比为100:50的N,N
‑
二甲基甲酰胺和甲苯的混合溶剂中，搅拌溶解后滴加盐酸至溶液pH值为2～5，加热至回流，通过分水器中副产物水的量确定反应时间，反应结束后将产物倒入水中，过滤收集固体，收集的固体用乙酸乙酯重结晶，过滤得到产物P
‑
1e，待用；
[0022]S2：将S1得到的产物P
‑
1e与其4～7倍摩尔量的二氯亚砜混合，40～65℃下反应4～8h后减压蒸馏，除去过量的二氯亚砜得到产物P
‑
2e；待用；
[0023]S3：将二乙二醇一己醚加入到其300～500倍摩尔量的溶剂中，再向其中滴加与二乙二醇一己醚等摩尔比的产物P
‑
2e，搅拌均匀后，加入与产物P
‑
2e等摩尔量的吡啶作为缚酸剂，回流3～8h，冷却后结晶析出，过滤得到液晶单体E；
[0024]优选地，在步骤S3中，所述溶剂为选自四氢呋喃、丙酮和乙酸乙酯中的一种或几种。
[0025]在具体的实施方案中，步骤(1)所述的改性可包含如下步骤：将液晶单体E和石墨烯加入到甲苯中，然后在超声下分散均匀，升温至70～90℃，反应12～24小时，过滤，收集固体，干燥，从而得到改性石墨烯。
[0026]优选地，在步骤(2)中，所述混合物M1中，液晶单体A：液晶单体B：液晶单体C的质量比为：80～100:20～50:15～30；更优选地为80～90:30～50:20～30；进一步优选地为90:
30:20或80:50:20；
[0027]进一步地，在步骤(2)中，所述混合物M1的制备方法包括如下步骤：将一定配比的液晶单体A、B和C混合后加热至清亮，混合均匀，冷却即得。
[0028]优选地，在步骤(2)中，所述液晶单体A的制备方法包括如下步骤：
[0029]S1.将等摩尔比的对羟基苯甲醛和对乙氧基苯胺加入到选自乙醇、甲醇、丙醇和四氢呋喃中的一种的溶剂中，搅拌溶解后加入催化剂对甲基苯磺酸，其用量为对羟基苯甲醛质量的1％～5％，回流反应6～12小时，冷却后晶体析出，过滤得到产物P
‑
1a，待用；
[0030]S2.将摩尔比为1.2:1的溴丙烯和步骤S1所得的产物P
‑
1a加入到选自乙酸乙酯、N,N
‑
二甲基甲酰胺和四氢呋喃中的一种的溶剂中，搅拌溶解后再加入催化剂碳酸钾，其用量与步骤S1产物P
‑
1a的摩尔比为1:1，回流反应12～20小时，冷却后除去溶剂，乙酸乙酯重结晶，冷却析出晶体，过滤得到产物，即为液晶单体A。
[0031]优选地，在步骤(2)中，所述液晶单体C的制备方法包括如下步骤：
[0032]S1.将等摩尔比的对羟基苯甲醛和4
‑
氟苯胺加入到选自乙醇、甲醇、丙醇和四氢呋喃中的一种的溶剂中，搅拌溶解后加入催化剂对甲基苯磺酸，其用量为对羟基苯甲醛质量的1％～5％，回流反应8～12小时，冷却后晶体析出，过滤得到产物P
‑
1c，待用；
[0033]S2.将摩尔比为1.2:1的溴丙烯和步骤S1所得的产物P
‑
1c加入到选自乙酸乙酯、N,N
‑
二甲基甲酰胺和四氢呋喃中的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有快速电光响应的液晶微胶囊的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)采用液晶单体E对石墨烯进行改性，得改性石墨烯，(2)将步骤(1)得到的改性石墨烯与包含液晶单体A、液晶单体B和液晶单体C的混合物M1混合，机械搅拌至混合均匀，得混合物M2；其中，所述改性石墨烯与混合物M1的质量百分比为0.5％～2％；(3)将步骤(2)获得的混合物M2通过界面缩聚得到具有快速电光响应的液晶微胶囊；其中，步骤(1)所述的液晶单体E具有如式(I)所示的结构：步骤(2)所述的液晶单体A具有如式(II)所示的结构：步骤(2)所述的液晶单体B为异戊基联苯腈；步骤(2)所述的液晶单体C具有如式(III)所示的结构：2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述液晶单体E与石墨烯的质量百分比为30％
‑
70％；优选地为40％
‑
50％。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤(1)所述的改性可包含如下步骤：将液晶单体E和石墨烯加入到甲苯中，然后在超声下分散均匀，升温至70～90℃，反应12～24小时，过滤，收集固体，干燥，从而得到改性石墨烯。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，所述混合物M1中，液晶单体A：液晶单体B：液晶单体C的质量比为：80～100:20～50:15～30；优选地为80～90:30～50:20～30；进一步优选地为90:30:20或80:50:20。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，所述混合物M1的制备方法包括如下步骤：将一定配比的液晶单体A、B和C混合后加热至清亮，混合均匀，冷却即得。6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述液晶单体E的制备方法包括以下步骤：S1：将等摩尔比的对氨基苯甲酸和顺丁烯二酸酐加入到体积比为100:50的N,N
‑
二甲基甲酰胺和甲苯的混合溶剂中，搅拌溶解后滴加盐酸至溶液pH值为2～5，加热至回流，通过分
水器中副产物水的量确定反应时间，反应结束后将产物倒入水中，过滤收集固体，收集的固体用乙酸乙酯重结晶，过滤得到产物P
‑
1e，待用；S2：将S1得到的产物P
‑
1e与其4～7倍摩尔量的二氯亚砜混合，40～65℃下反应4～8h后减压蒸馏，除去过量的二氯亚砜得到产物P
‑
2e；待用；S3：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇澴，
申请(专利权)人：海南省守护者科技有限公司，
类型：发明
国别省市：