[发明专利]一种智能调光膜的制备方法

说明书

一种智能调光膜的制备方法，所述智能调光膜由40‑60质量份的纳米ZnO改性丙烯酸树脂、30‑40质量份的纳米TiO₂改性液晶材料、5‑10质量份的光引发剂以及5‑10质量份的间隔子混合；将所得的混合物均匀涂敷于两层导电膜中间，并采用温度低于12度，波长在254‑287纳米之间的低波长紫外光照射固化；从而确保智能调光膜层在通电情况下高清透明。该智能调光膜可以适应长期在90度、以及强烈紫外线照射下的环境使用，寿命可以达到20年以上。

技术领域

本发明属于功能膜制造技术领域，涉及一种智能调光膜及其制备方法，尤其涉及一种纳米材料改性液晶和树脂材料以及低温C段紫外线固化工艺的制备方法。

背景技术

智能调光膜是一种能够实现光线控制的电光功能性材料，上个世纪80年代末，智能调光膜技术由美国德克萨斯州肯特大学发明，并授权美国宝创公司商业化量。随后，韩国、日本等厂商于上世纪九十年代中期开始介入此领域，我国厂商于智能调光膜问世十几年后投入到该生产领域，但因有机合成工艺发展缓慢，液晶价格与高分子聚合物原料价格高，生产的智能调光膜产品价格昂贵，市场接受度低，发展缓慢，智能调光膜的应用主要集中在实验室研究与航天与军工上的应用。

智能调光膜通常指采用聚合物分散液晶(PDLC)组合物涂敷于两层导电薄膜中间，在外加电压时膜层的透光性发生改变，从而实现智能调光功能。 PDLC组合物以及涂敷固化工艺是核心。聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，简称PDLC)是一种液晶以微滴形式均匀分散于高分子基质中的液晶/高分子复合材料，它具有电场可调控性和良好的电光特性，价格相对低廉，易于加工，并且应用广泛，可用作电光窗、液晶光阈、相位光栅、全息记录膜等，是当前显示技术领域的热门研究课题。

一般认为，PDLC的工作原理是：PDLC由聚合物基体与液晶微滴组成，其中液晶的光轴具有电场可调控性，当加上足够的驱动电压时，液晶光轴受电场作用沿电场方向呈现一致的平行排列，从而所有的液晶微滴中的液晶分子光轴方向一致，此时液晶微滴与聚合物折射率达到完全匹配状态，高分子聚合物和液晶分子之间没有散射，因此光透过率增加，如果外加电场场强充分大，垂直透过率将达到最大，为开态；当外加电场消失时，由于液晶分子与高分子聚合物界面之间的锚定作用，液晶分子光轴杂乱，所有微滴也是无序的排列，由于液晶分子具有较强的光学各向异性和介电各向异性，液晶微滴的寻常光折射率与聚合物折射率失配，因此微滴和高分子聚合物之间互相发生散射作用，此时入射光垂直透过率极低，PDLC外观表现为不透明的乳白状态，即为关态。基于PDLC的应用，由于基础研究及工艺条件、设备方面的原因，难于实现商业化。其中PDLC相对较高的驱动电压成为其难于实现商业化的原因之一，因而在保持对比度与响应时间的同时能有效的降低PDLC的驱动电压成为改良PDLC光电性能的一大难点与热点，但当前针对驱动电压的技术改良方法主要集中于液晶与聚合物本身的化学合成替换、成膜工艺的研究或驱动方式的改变，这些方法对材料光电性能均有一定程度的改善，但制备过程操作复杂，对设备要求也较高。

由于液晶材料的耐高温性较差(一般长期使用温度不超过70度)、有机树脂材料的耐紫外老化性能差(一般长期紫外老化不超过两年)等原因，普通PDLC智能调光膜只适合于室内隔断等，而不适合在高温强紫外的外窗环境长期使用，这样大大制约了应用领域。

近年液晶产业、光固化材料产业迅速发展，智能调光膜产品的制造成本逐渐的下降，并伴随着国民收入的提高，消费者在产品的性能最求上不仅要满足基本需求，更注重产品的智能化与环保型。智能调光膜因为具有可控透光率、节能环保被市场广泛的接受和应用，市场的需求量在逐年的增加，国内生产厂家数量逐渐增多。

目前智能调光膜制备方法包括聚合引发相分离法、热引发相分离法、溶剂引发相分离法。聚合引发相分离法制备相对简单、易大规模生产较被普遍采用，聚合物引发相分离法制备过程主要是利用预聚物、液晶、间隔物、引发剂混合，涂覆在两层PET导电膜表面，利用夹合工艺合片，在紫外条件下引发聚合实现相分离。