【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液晶材料，特别涉及二氢茚环联苯类液晶组合物及其应用。
技术介绍
1、液晶用于微波移相器等通讯器件研究始于20世纪末，高速发展于本世纪初；尤其是近几年得到了全世界的广泛关注；其研究工作涵盖可调滤波器、可重构天线、可调频率选择器及可调移相器等重要领域。但由于目前微波用液晶材料普遍存在介电损耗偏大、熔点偏高、响应速度慢、热稳定性较差等问题限制了微波移相器等器件的技术发展，成为液晶微波通讯器件发展的技术瓶颈。因此，急需要研制新型低熔点、低粘度的高稳定性、高双折射率、高介电各向异性、低介电损耗的宽温向列相液晶化合物及其液晶组合物材料。
2、茚环结构液晶化合物用于平板显示器领域近几年已有报道，如江苏和成新材料有限公司曾设计合成了一系列双折射率为0.2以下的低熔点茚环结构液晶化合物,见中国专利技术专利cn102690167a和cn105085151a，该系列液晶化合物的双折射率较低，介电常数较小。北京燕化集联光电技术有限公司申请的中国专利技术专利一种茚环结构的负性液晶化合物材料(cn115806466a(2022.12.28))，其双折射率也只有0.133以下。它们都不适用于微波高频介质材料，无法满足微波移相器在高频下的使用。
3、因此，将茚环引入到联苯结构体系中，利用二氢茚环结构和环戊基形态特点，增大分子的π-电子平面共轭体系，减小分子长径比，通过在苯环侧位增加取代基，降低了化合物熔点和粘度，提高液晶分子在高频电磁场中的稳定性，降低了介电损耗，设计合成出新型低熔点、低粘度、高稳定性、高双折射率、高介电各
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种二氢茚环联苯类液晶组合物及其应用，该液晶组合物以二氢茚环联苯类液晶化合物为主要组分，其δn值≥0.37，在微波频段(10-40ghz)时的最大介电损耗低于6.7×10-3，介电各向异性大于1.00，相位可调谐性系数大于0.285，品质因数大于45，其可作为微波k频段移相器使用的低凝固点、高介低耗、宽温向列相液晶材料。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、在本专利技术技术方案中，所提出的液晶组合物是以一类二氢茚环含氟联苯类向列相液晶化合物(i)作为第一组份(主要组分)；该组合物还包含有高双折射率的四环联苯类液晶化合物(ⅱ)作为第二组分，多苯乙炔异硫氰酸酯化合物(ⅱi)作为第三组分，以及任选的第四组分三环联苯类液晶(iv)和第五组分两环液晶化合物(v)。
4、所述第一组份是由一类二氢茚环联苯类液晶化合物(ⅰ)组成，具有如下结构：
5、
6、其中，r1选自含有1-10个碳原子的饱和烷基或不饱和烷基；x1-x5各自独立地选自h、f、cl原子或ch3；x6选自h、f或cl原子；y选自ncs，f，ocf3等极性基团。
7、所述组合物的第二组份为含氟四环联苯类液晶化合物(ii)，化合物(ii)的分子结构通式如下：
8、
9、其中，r1为含有1-10个碳原子的饱和烷基、或不饱和烷基、或dl-(±)-2-甲基丁基；x1-x3各自独立地选自-h、或者-f、或者ch3；x7为h原子、或f原子、或cl原子、或-ch3、或者-c2h5；y1为-ncs、或-f原子、或-ocf3，含1-5个碳原子的饱和烷基链；环a选自反式亚环己基或亚苯基。
10、所述第三组分包括如下结构式(iii)所示化合物中的至少一种以上：
11、
12、其中，r2选自含有1-10个碳原子的饱和烷基；x7，x8选自-h、或-f原子、或ch3、或c2h5；m，k选自0或1；环b选自反式亚环己基或亚苯基。
13、所述第四组分包括如下结构式(iv)所示化合物中的至少一种以上；
14、
15、其中，r3为含有1-10个碳原子的饱和烷基或不饱和烷基；x1-x4各自独立的选自-h或者-f，y2为-ncs，或-f，或-ocf3；环c选自反式亚环己基或亚苯基。
16、所述第五组分包括如下结构式(v)所示化合物中的至少一种以上；
17、
18、其中，r4选自含有1-10个碳原子饱和烷基或不饱和烷基；环a和环b分别独立为1,4-亚苯基、或1,4-亚环己基；y3选自-f、-cl、-ncs、-ocf3或-r4；x9选自-h、-f、或-cl。
19、本专利技术液晶组合物至少包含上述各组分中的三种组分及其三种以上不同组分的化合物组成；以该组合物总重量计，所述液晶组合物包括第一组份化合物(i)10-40wt％，第二组分化合物(ii)5-30wt％；第三组分化合物(iii)10-30wt％；第四组分化合物(iv)0-20wt％；第五组分化合物(v)0-15wt％。
20、作为优选方案，本专利技术液晶组合物中，第一组分中含有一种或多种分子结构为二氢茚环三联苯类液晶化合物(i)的含量为1-20wt％，优选5-15wt％；
21、作为优选方案，本专利技术液晶组合物中还包括，第二组份中任一种四联苯类化合物(ii)含量1-15wt％，优选5-15wt％；第三组分中任一种二苯乙炔和三苯乙炔异硫氰酸酯类液晶化合物(iii)含量为1-20wt％，优选5-15wt％；第四组分中任一种三环联苯液晶化合物(iv)含量0-15wt％，优选5-10wt％；第五组分中任一种双环类液晶化合物(v)含量0-10wt％，优选3-6wt％。
22、优选的，所述第一组份二氢茚环三联苯类液晶化合物结构式(i)中的y选自-ncs时，所述液晶化合物(i)选自如下结构式(ia-i)化合物中的一种或多种：
23、
24、其中，r1选自含有1-10个碳原子的饱和烷基或不饱和烷基；x1-x5各自独立地选自h原子或f原子或cl原子或ch3；x6选自h原子或f原子或cl原子。
25、所述二氢茚环三联苯类液晶化合物(ia-i-n)(代码中n表示烷基链r1的碳原子数)包含下述结构化合物，但不限只于此：
26、
27、
28、所述二氢茚环联苯异硫氰酸酯类液晶化合物(ia-i)具有以下优点：通过二氢茚环联苯结构来保障分子刚性和较大π-共轭体系，增加分子光和热的稳定性，改善液晶分子长径比，降低了分子介电损耗；通过-ncs基团增大了分子的π-电子共轭体系，使分子的偶极矩或极性增大，使目标化合物(ia-i)具有较大的介电各向异性(δε)和光学各向异性(δn)；在分子的苯环侧位上引入f原子、cl原子或-ch3等取代基，以降低分子间作用力和有序排列度，使其化合物熔点较低，向列相液晶态温度范围较宽，有利于微波器件户外低温工作。
29、所述第一组份二氢茚环三联苯类液晶化合物结构式(i)中的y选自ocf3时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物以二氢茚环联苯类液晶化合物为第一组分，所述第一组分含结构式(I)所示化合物至少一种以上：
2.根据权利要求1所述液晶组合物，其特征在于：所述第一组分选自如下结构式(Ia-i)、(Ib-i)和(Ic-i)化合物中的至少一种以上：
3.根据权利要求1所述液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物还包括第二组分，第三组分、第四组分和第五组分中三种或三种以上组分；
4.根据权利要求1或3所述液晶组合物，其特征在于：所述第二组分为分子结构式(IIa-i)-(IIh-i)的化合物中的至少一种以上：
5.根据权利要求1所述液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物中第一组分10-40wt％，第二组分5-30wt％，第三组分10-40wt％，第四组分0-20wt％，第五组分0-15wt％。
6.根据权利要求1所述液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物中的各组分均为经过电场吸附法提纯后的化合物。
7.根据权利要求1所述液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物在19.6GHz时的最大介电损耗小
8.根据权利要求1所述液晶组合物，其特征在于：所述组合物液晶中可加入少量稳定剂，其量占组合物总质量的0.01-0.5wt％。
9.一种微波器件，其特征在于：所述微波器件包括权利要求1-8任一项所述液晶组合物。
10.权利要求1-8任一项所述液晶组合物在微波高频器件液晶材料介质中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物以二氢茚环联苯类液晶化合物为第一组分，所述第一组分含结构式(i)所示化合物至少一种以上：
2.根据权利要求1所述液晶组合物，其特征在于：所述第一组分选自如下结构式(ia-i)、(ib-i)和(ic-i)化合物中的至少一种以上：
3.根据权利要求1所述液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物还包括第二组分，第三组分、第四组分和第五组分中三种或三种以上组分；
4.根据权利要求1或3所述液晶组合物，其特征在于：所述第二组分为分子结构式(iia-i)-(iih-i)的化合物中的至少一种以上：
5.根据权利要求1所述液晶组合物，其特征在于：所述液晶组合物中第一组分10-40wt％，第二组分5-30wt％，第三组分10-...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈红梅，李世伟，涂友兰，雷孟龙，张智勇，张泽龙，汪相如，高时汉，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：
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