[发明专利]一种电控调光膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电控调光膜的制备方法，所述电控调光膜是一种基于高分子分散和高分子稳定液晶共存体系的薄膜材料，其组成包括高分子网络骨架和液晶分子，所述高分子网络骨架由聚合物分散液晶网络结构与聚合物稳定液晶网络结构组成，所述高分子网络骨架包括含有网孔的高分子基体，所述网孔内部有垂直排列的高分子网络；所述液晶分子分散在高分子网络骨架内部。本发明提供的方法简单可行，制备出的电控调光膜较传统高分子分散液晶电控膜相比，具有低驱动电压，高对比度等优点，且加工制备简单，可大规模生产，拥有广阔的市场前景。

技术领域

本发明属于液晶材料技术应用领域，具体地说，提供了一种利用高分子分散液晶和高分子稳定液晶共存体系制备电控调光膜的方法，制备的材料可广泛用于建筑和汽车门窗薄膜、液晶显示、电致变色材料及相关领域。

背景技术

在液晶的实际应用领域中，有两大主要领域，一是屏幕制备，二是光学薄膜的制备。而其中制备光学薄膜的过程中，为提高液晶的稳定性，通常会将液晶与高分子材料结合制备复合材料薄膜，满足实际应用需求。而在高分子与液晶复合材料领域应用最多的主要是两个体系，一是高分子分散液晶薄膜(Polymer Dispersed Liquid Crystal：PDLC)材料，二是高分子稳定液晶薄膜(Polymer Stabilized Liquid Crystal：PSLC)材料。

高分子分散液晶薄膜是一种以高分子材料为基体的薄膜材料，其中液晶以微滴的形式分散在高分子基体中。这种薄膜以电控液晶薄膜的形式已经市场化多年，在美国、日本以及我国都有公司在销售。薄膜在制备完成后通常呈现出一种光散射的状态，即不透明的状态，这是由于高分子基体与未取向的液晶的折射率不匹配造成的。而如果对薄膜施加一个大小适宜的电场，此时薄膜会呈现出一种光透过的状态，即透明状态，这是由于在电场作用下液晶被取向，折射率与高分子基体折射率实现匹配。这种薄膜的制备方式多采用非液晶可聚合单体与液晶混合，得到均一的各项同性溶液后，通过加热或紫外光照射的方式引发可聚合单体聚合，聚合完成后即形成高分子网与液晶微相分离结构，一种液晶以微滴的形式分散在高分子中的结构。PDLC的体系中一般具有较高的高分子含量，至少大于10％，有的甚至高于40％，这一比例特点也使得PDLC膜具备较高的粘结力、较好的成膜性以及稳定性，这些优异的性能使得PDLC电控薄膜在很多领域具有广阔的应用前景，如建筑和汽车门窗、建筑隔断、投影屏、触摸屏等。

高分子稳定液晶薄膜材料，是一种能将液晶分子某种取向状态稳定下来的薄膜材料，多采用液晶光可聚合单体与液晶混配，通过紫外光引发聚合单体聚合，将聚合前液晶分子的某种取向状态稳定下来，形成一种与聚合前液晶分子取向方向相同的排列方式的网络。如通过混合液晶可聚合单体与胆甾相液晶，进行平行取向处理后聚合，聚合后将可以得到具备平行取向胆甾相液晶网络的PSLC；通过混合液晶可聚合单体与向列相液晶，并进行垂直取向处理后聚合，聚合后将可以得到具备垂直取向的液晶网络的PSLC。PSLC由于其能稳定液晶分子排列方式的优点，在大量功能液晶器件中得到了广泛的应用。但PSLC体系中，高分子网络的含量一般在10％以下，由于其含量较低，导致薄膜粘结力较低，从而这种薄膜较难制作在两片面积较大的柔性基板中，限制了PSLC材料的市场应用范围。也有些PSLC材料的高分子网络含量可以做到很高，但是这种高分子网络含量很高的材料，又会在功能上出现单一化的现象，如无法使用电场等驱动。

目前市面上存在的建筑等用的电控液晶薄膜都是基于PDLC体系，但是现实中仍然存在电控薄膜驱动电压较高的缺点，若能在PDLC体系中构建出PSLC体系，制备一种PDLC与PSLC共存(Polymer Dispersed&Stabilized Liquid Crystal：PD&SLC)的体系，在保持其他性能的前提下，将大大降低电控液晶薄膜的驱动电压，提高对比度。因为在聚合物分撒的孔洞中，加入了带有取向性的网络，这种网络与小分子液晶之间的相互作用力会降低场致取向的难度，从而降低驱动电压。同时这种垂直的取向网络与胆甾相液晶间的相互作用，在零点场情况下，会增加散射强度。这些突出的优点对于拓展电控液晶薄膜的应用领域和范围意义重大。

发明内容