【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液晶材料，具体涉及一种液晶组合物及包含其的高频组件，主要适用于滤波器、可调频率选择表面、微波移相器、微波相控阵天线等领域。
技术介绍
1、液晶材料在光电显示器件中得到了广泛应用，例如在各种液晶电视、桌面液晶显示器、移动显示终端等。
2、利用液晶材料的有效介电常数随外加电场或磁场作用下发生变化的性质，开发出了基于液晶材料的新型高频(1ghz～100ghz)元器件，如基于液晶材料的微波移相器等。
3、在微波移相器中，液晶材料的介电调谐率(也可称为介电可调性)决定微波器件的调谐能力。对液晶材料而言，其介电调谐率(τ)由液晶材料在高频下的介电各向异性(δε)及分子平行方向的介电常数(ε∥)所决定：
4、τ＝δε/ε∥
5、液晶材料的介电损耗是影响其微波器件插入损耗的一个重要因素。为了获得高性能的液晶微波器件，必须降低液晶材料的介质损耗。对于液晶材料，损耗角正切随着液晶分子指向随电场指向的不同而不同，即液晶分子长轴与短轴方向的损耗不同，在计算液晶材料损耗时，一般采用其损耗最大值，即max(tanδ∥,tanδ⊥)作为液晶材料的损耗。
6、为了综合评价液晶材料在微波下的性能参数，引入品质因子(η)参数：
7、η＝τ/max(tanδ∥,tanδ⊥)
8、用于高频组件的液晶材料要求有大介电调谐率(τ)、低损耗(tanδ∥,tanδ⊥)、高品质因子(η)。
9、随着高、中、低轨卫星通信技术的快速发展，对于跟踪低轨卫星的动中通天线，需要有
10、
11、
12、其中：ton为开态(加电)响应时间，toff为关态(撤电)响应时间；vth为液晶的阈值电压，v为外加驱动电压；在盒厚d固定的情况下，要提升液晶器件的响应速度，必须要求液晶材料具备低旋转粘度(γ1)、大弹性常数(k11)，即低的粘度弹性常数比值(γ1/k11)。
13、为满足高频组件在电场驱动下工作，还需要液晶材料在低频下，例如1khz，具备适当的介电常数。
14、为满足实际应用，用于高频组件的液晶材料还需要具备较宽的工作温度范围，例如-20～+90℃，现有液晶材料的低温工作温度还需要改善。
15、现有的商品化高双折射率液晶材料，例如在molecular crystals and liquidcrystals,2011，542(1):196/[718]-203/[725]，题名为“characterisation andapplications of nematic liquid crystals in microwave devices.”的论文中所报道，含有氰基联苯、三联苯类液晶的e7、e44等材料，在高频下存在介电调谐率(τ)偏低，而且介电损耗(tanδ∥,tanδ⊥)较大的缺点。
16、专利cn103443245a中公开了包含双二苯乙炔类液晶材料的液晶介质，例如下式所示结构：
17、
18、虽然该化合物在高频下虽然具有较高的品质因子，但是其旋转粘度(γ1)高达2100mpa·s，导致响应速度慢的缺陷。而且，该化合物在低频下介电各向异性值较小，仅为0.8。
19、专利cn 103429704 a中氟苯炔类液晶化合物：
20、
21、虽然该化合物双折射率较大(δn＝0.35)，高频下性能较好，但是其旋转粘度γ1＝1300mpa·s，导致响应速度变得缓慢。
22、cn107955630a、cn105368465a公开了分子末端为ncs基、且分子骨架为氟取代苯环的液晶组合物，虽然在高频下具有较大的介电常数和调谐率，但是介电损耗值较大；在其所公开的实施例中，最大介电损耗tanδ⊥(19ghz)均在0.01以上；同时旋转粘度较大。
23、cn110499163a、us2019292458a1公开了基于分子末端为ncs基、且分子骨架为氟取代苯环的液晶组合物，在所公开的实施例中，最大介电损耗tanδ⊥(19ghz)≥0.083；同时旋转粘度较大。
24、现有公开的文献中可以发现，用于微波的液晶材料的性能参数间存在矛盾。一些介电损耗较低的液晶，其旋转粘度以及旋转粘度/弹性常数比值(γ1/k11)往往也非常大，无法满足快响响应的需求。另一方面，介电可调性的增加，也往往导致旋转粘度的增加，进一步导致响应速度变慢。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷或不足，本专利技术提供了一种具有低粘弹比、大介电可调性、低介电损耗的液晶组合物。
2、为此，本专利技术提供的液晶组合物包含一种或多种选自结构通式ⅰ所示化合物：
3、
4、其中：
5、r为碳原子数为1～10的烷基、氢被氟取代的烷基、烷氧基或氢被氟取代的烷氧基；碳原子数为2-10的烯基、氢被氟取代的烯基、烯氧基或氢被氟取代的烯氧基；或者为碳原子数为3-8的环烷基、氢被氟取代的环烷基、含环烷基取代的烷基或氢被氟取代的的含环烷基取代的烷基；
6、z1为单键、-c≡c-、-ch＝ch-、-cf＝cf-或-ch2ch2；
7、z2为单键、-c≡c-、-ch＝ch-、-cf＝cf-或-ch2ch2；
8、环a为苯环、环己烷、环己烯或氢被氟、氯、甲基或/和乙基取代的苯环；n＝0或1；
9、环b为苯环、环己烷、环己烯或氢被氟、氯、甲基或/和乙基取代的苯环。
10、可选的，本专利技术的液晶组合物包含一种或多种选自结构通式ⅰ-1～ⅰ-8所示的化合物：
11、
12、进一步，本专利技术的液晶组合物还包含一种或多种选自结构通式ⅱ的化合物：
13、
14、其中：r2为碳原子数为1～10的烷基、烷氧基或氟化烷基；或者为碳原子数为2-10的烯基、烯氧基、氟化烯基或氟化烯氧基；或者为卤素；或者为ncs；
15、r3为碳原子数为1～10的烷基、烷氧基或氟化烷基；或者为碳原子数为2-10的烯基、烯氧基、氟化烯基或氟化烯氧基；或者为卤素；或者为ncs；
16、环c为苯环、环己烷、环己烯或氢原子被氟原子取代的苯环；
17、环d为苯环、环己烷、环己烯或氢原子被氟原子取代的苯环。
18、可选的，所述通式ⅱ的化合物选自通式ⅱ-a、ⅱ-b或ⅱ-c所示化合物：
19、
20、进一步，本专利技术的液晶组合物还包含一种或多种选自结构通式ⅲ的化合物：
21、
22、其中：
23、r1为碳原子数为1～10的烷基、烷氧基或氟化烷基；或者为碳原子数为2-10的烯基、烯氧基、氟化烯基或氟化烯氧基；
<本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种具有低粘弹比、大介电可调性、低介电损耗的液晶组合物，其特征在于，包含一种或多种选自结构通式Ⅰ所示化合物：
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，包含一种或多种选自结构通式Ⅰ-1～Ⅰ-8所示的化合物：
3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，还包含一种或多种选自结构通式Ⅱ的化合物：
4.根据权利要求3所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式Ⅱ的化合物选自通式Ⅱ-A、Ⅱ-B或Ⅱ-C所示化合物：
5.根据权利要求1或3所述的液晶组合物，其特征在于，还包含一种或多种选自结构通式Ⅲ的化合物：
6.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，结构通式Ⅰ所示化合物质量比例为50％～100％，结构通式Ⅱ所示化合物质量比例为0％～40％，结构通式Ⅲ的化合物质量比例为0％～50％。
7.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，所述液晶组合物的高频19GHz垂直介电损耗值tanδ⊥≤0.010，品质因子η≥30，旋转粘度≤300mPa·s，弹性常数K11≥12pN。
8.权利要求1所述液晶组
9.权利要求1所述液晶组合物用于制备高频组件的应用。
10.一种高频组件，其特征在于，所述高频组件采用权利要求1-7任一权利要求所述液晶组合物制备。
...【技术特征摘要】
1.一种具有低粘弹比、大介电可调性、低介电损耗的液晶组合物，其特征在于，包含一种或多种选自结构通式ⅰ所示化合物：
2.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，包含一种或多种选自结构通式ⅰ-1～ⅰ-8所示的化合物：
3.根据权利要求1所述的液晶组合物，其特征在于，还包含一种或多种选自结构通式ⅱ的化合物：
4.根据权利要求3所述的液晶组合物，其特征在于，所述通式ⅱ的化合物选自通式ⅱ-a、ⅱ-b或ⅱ-c所示化合物：
5.根据权利要求1或3所述的液晶组合物，其特征在于，还包含一种或多种选自结构通式ⅲ的化合物：
6.根据权利要求1所述的液晶组...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建，李娟利，胡明刚，张璐，车昭毅，莫玲超，万丹阳，杨诚，史凤娇，胡志刚，白浦江，武寅，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。