一种聚合物分散型液晶薄膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及液晶膜制备技术领域，具体涉及一种聚合物分散型液晶薄膜及其制备方法。


背景技术：

2.聚合物分散液晶膜是微米尺寸的液晶微滴嵌入连续聚合物基体中形成的薄膜。在电场控制下，利用液晶分子的外场响应性，并根据液晶微滴与聚合物基体折射率匹配程度，可以实现光散射态和透明态两种状态相互切换。
3.中国专利200810005682.x公开了一种液晶膜的制造方法，该液晶膜的制造方法包括在取向基板膜上涂布液晶聚合物溶液的工序和用干燥炉使涂布了液晶聚合物溶液的取向基板膜干燥的干燥工序，在干燥工序中，将用于干燥液晶聚合物溶液的气体除湿后导入干燥炉内。充分防止了水分被吸收到液晶聚合物溶液中，因而可以充分防止干燥工序中液晶聚合物的析出，充分降低了所获得的液晶膜的光学特性出现偏差。该发明提供能够充分防止所获得的液晶膜的光学特性偏差的液晶膜的制造方法。
4.中国专利201210560826.4公开了一种彩色聚合物分散型液晶薄膜的制备方法，该液晶膜的制造方法将蒽醌类染料或偶氮类染料混入液晶原料中，然后再与聚合物单体混合均匀，制备成彩色聚合物分散型液晶薄膜。利用染料为宾，液晶为主，利用宾主效应，使得染料分子在电场的作用下随着液晶分子的翻转而翻转，实现聚合物分散液晶薄膜在通透态和磨砂态之间变化时色彩也随之变化。该专利中将液晶分散黑(偶氮类染料)与液晶原料的重量比是1：99，加热60℃搅拌10小时，使得液晶与染料混合均匀；环氧树脂、固化剂玻璃微珠和液晶按比例1：1:0.5:1混合均匀，夹在两片镀有ito透明导电膜中间，辊压均匀；80℃加热6h固化，制得黑色pdlc薄膜。该发明专利在不通电状态是强吸收和散射状态的叠加(磨砂态)，而通电态则是弱吸收和透明态的叠加(通透态)。通过电场的通、断，实现本发明在通透态和磨砂态之间变化时颜色也随之变化(颜色的深浅发生变化)。
5.然而，发明人在研究中发现，现有方法制备得到的液晶薄膜至少存在如下之一的缺陷：一是，在通电时液晶膜雾度比较高；二是，在断电时通过光线观察液晶膜，能清晰的看到液晶膜中微珠的形状，一个个透明的小点，十分不美观。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题，本发明首先提供了一种聚合物分散型液晶薄的制备方法。
7.本发明的技术方案为：
8.一种聚合物分散型液晶薄膜的制备方法，其包含如下步骤：
9.(1)将液晶以及含聚合物单体的组合物混合均匀，形成室温下各向同性的液晶混合液；
10.(2)将所述的液晶混合液与微珠混合后夹在两片透明的导电薄膜中，辊压形成液
晶薄膜；再将液晶薄膜进行固化即得所述的灰色聚合物分散型液晶薄膜；
11.所述的含聚合物单体的组合物，其包含聚合物单体以及引发剂；所述的聚合物单体选自环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯以及环氧丙烯酸树脂中的其中一种或一种以上的混合；
12.所述的微珠选自以聚苯乙烯为材料制成的聚苯乙烯微球。
13.发明人在研究中惊奇的发现，微珠的材质选自对于制备得到的聚合物分散型液晶薄膜的雾度有着重要的影响；发明人通过大量的实验研究表明，选用以聚苯乙烯为材料制成的聚苯乙烯微球制备得到的聚合物分散型液晶薄膜具有相对较低的雾度，其雾度明显小于选用其它材质的微球制备得到的聚合物分散型液晶薄膜。
14.优选地，聚苯乙烯微球的粒径为14～16微米。
15.最优选地，聚苯乙烯微球的粒径为15微米。
16.进一步优选地，所述的微珠为包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球。
17.所述的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球是指在聚苯乙烯微球外包裹一层聚丙烯。
18.优选地，所述的聚苯乙烯微球的粒径为14～16微米。
19.最优选地，所述的聚苯乙烯微球的粒径为15微米。
20.优选地，所述的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，其包裹的聚丙烯层的厚度为1.2～1.8微米。
21.最优选地，所述的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，其包裹的聚丙烯层的厚度为1.5微米。
22.发明人在进一步的研究中惊奇的发现，在聚苯乙烯微球外包裹一层聚丙烯得到的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，其相对于未包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，可以进一步大幅降低制备得到的聚合物分散型液晶薄膜的雾度。
23.在此发明人需要进一步强调的是，聚苯乙烯微球粒径以及聚丙烯层的厚度的大小，对于得到的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球是否可以进一步大幅降低制备得到的聚合物分散型液晶薄膜的雾度起着决定性作用；研究表明，只有选用聚苯乙烯微球粒径为14～16微米以及聚丙烯层的厚度为1.2～1.8微米时得到的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，才能进一步大幅降低制备得到的聚合物分散型液晶薄膜的雾度；而聚苯乙烯微球选用其它粒径以及聚丙烯层选用其它厚度得到的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，并不能进一步大幅降低制备得到的聚合物分散型液晶薄膜的雾度。
24.发明人在研究中进一步惊奇的发现，选用聚苯乙烯微球粒径为14～16微米以及聚丙烯层的厚度为1.2～1.8微米时得到的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，其用于聚合物分散型液晶薄膜，在断电时，通过光线观察液晶膜几乎看不见微珠形状，外观美观。
25.优选地，所述的含聚合物单体的组合物与微珠的重量比是0.2：99.8～3:97。
26.优选地，液晶与含聚合物单体的组合物的重量比为3:7～7:3。
27.优选地，所述的含聚合物单体的组合物中引发剂与聚合物单体的重量比是0.3：99.7～3:97。
28.优选地，所述的引发剂选自引发剂819，tpo，tpo-l，184中的一种或一种以上的混合。
29.本发明还提供了一种上述制备方法制备得到的聚合物分散型液晶薄膜。
30.有益效果：本发明提供了一种全新的聚合物分散型液晶薄膜的制备方法；该方法
通过在制备过程中加入以聚苯乙烯为材料制成的聚苯乙烯微球；研究表明，在制备过程中，选用以聚苯乙烯为材料制成的聚苯乙烯微球制备得到的聚合物分散型液晶薄膜具有相对较低的雾度，其雾度明显小于选用其它材质的微球制备得到的聚合物分散型液晶薄膜；尤其是，选用在聚苯乙烯微球外包裹一层聚丙烯得到的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，其相对于选用未包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，可以进一步大幅降低制备得到的聚合物分散型液晶薄膜的雾度。
具体实施方式
31.以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
32.实施例1聚合物分散型液晶薄膜的制备
33.(1)将液晶以及含聚合物单体的组合物混合均匀，形成室温下各向同性的液晶混合液；
34.所述液晶与含聚合物单体的组合物的重量比为5:5；
35.所述的含聚合物单体的组合物中包含聚合物单体以及引发剂；其中，引发剂与聚合物单体的重量比是1：99；所述的聚合物单体为甲基丙烯酸甲酯；所述的引发剂为光引发剂819；
36.(2)将所述的液晶混合液与微珠混合后夹在两片透明的导电薄膜中，辊压形成液晶薄膜；再将液晶薄膜进行固化即得所述的灰色聚合物分散型液晶薄膜；
37.所述透明导电薄膜导电层可以是氧化铟锡；所述紫外光固化的时间是45秒，紫外光强度是8mw/cm2；
38.其中，含聚合物单体的组合物与微珠的重量比是2:98；
39.所述的微珠选自以聚苯乙烯为材料制成的聚苯乙烯微球；所述聚苯乙烯微球的粒径为15微米。
40.实施例2聚合物分散型液晶薄膜的制备
41.实施例2与实施例1的不同之处在于选用的微珠不同；其余均与实施例1相同。
42.实施例2中所述的微珠为包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球；其中，聚苯乙烯微球的粒径为15微米；聚丙烯层的厚度为1.5微米。
43.实施例3聚合物分散型液晶薄膜的制备
44.实施例3与实施例1的不同之处在于选用的微珠不同；其余均与实施例1相同。
45.实施例3中所述的微珠为包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球；其中，聚苯乙烯微球的粒径为14微米；聚丙烯层的厚度为1.2微米。
46.实施例4聚合物分散型液晶薄膜的制备
47.实施例4与实施例1的不同之处在于选用的微珠不同；其余均与实施例1相同。
48.实施例4中所述的微珠为包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球；其中，聚苯乙烯微球的粒径为16微米；聚丙烯层的厚度为1.8微米。
49.对比例1聚合物分散型液晶薄膜的制备
50.对比例1与实施例1的不同之处在于选用的微珠不同；其余均与实施例1相同。
51.对比例1中所述的微珠为玻璃微珠；其中，所述玻璃微珠的粒径为15微米。
52.对比例2聚合物分散型液晶薄膜的制备
53.对比例2与实施例1的不同之处在于选用的微珠不同；其余均与实施例1相同。
54.对比例2中所述的微珠为包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球；其中，聚苯乙烯微球的粒径为20微米；聚丙烯层的厚度为1微米。
55.对比例3聚合物分散型液晶薄膜的制备
56.对比例3与实施例1的不同之处在于选用的微珠不同；其余均与实施例1相同。
57.对比例3中所述的微珠为包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球；其中，聚苯乙烯微球的粒径为12微米；聚丙烯层的厚度为3微米。
58.将实施例1～4以及对比例1～3方法制备得到的聚合物分散型液晶薄膜裁成100mm*150mm样品，在100mm边部设置两个电极，用杭州彩谱雾度计cs700测量(c光源，astm标准)，用输出为ac60伏(50hz)电源驱动，测试其在通电下的雾度；测试结果见表1。
59.表1.
[0060][0061][0062]
从表1实验数据可以看出，实施例1制备得到的聚合物分散型液晶薄膜，其在通电状态下的雾度为3.2％，远远小于对比例1的6.4％。这说明：微珠的材质选自对于制备得到的聚合物分散型液晶薄膜的雾度有着重要的影响；选用以聚苯乙烯为材料制成的聚苯乙烯微球制备得到的聚合物分散型液晶薄膜具有相对较低的雾度，其雾度明显小于选用其它材质的微球制备得到的聚合物分散型液晶薄膜。
[0063]
从表1实验数据可以看出，实施例2～4制备得到的聚合物分散型液晶薄膜，其在通电状态下的雾度大幅小于实施例1，具有非常低的雾度。这说明：在聚苯乙烯微球外包裹一层聚丙烯得到的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，其相对于未包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，可以进一步大幅降低制备得到的聚合物分散型液晶薄膜的雾度。
[0064]
从表1实验数据可以看出，对比例1和2制备得到的聚合物分散型液晶薄膜，其雾度与实施例1相比，并未得到降低或进一步降低。这说明：聚苯乙烯微球粒径以及聚丙烯层的厚度的大小，对于得到的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球是否可以进一步大幅降低制备得到的聚合物分散型液晶薄膜的雾度起着决定性作用；只有选用聚苯乙烯微球粒径为14～16微米以及聚丙烯层的厚度为1.2～1.8微米时得到的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，才能进一步大幅降低制备得到的聚合物分散型液晶薄膜的雾度；而聚苯乙烯微球选用其它粒径
以及聚丙烯层选用其它厚度得到的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，并不能进一步大幅降低制备得到的聚合物分散型液晶薄膜的雾度。

技术特征：
1.一种聚合物分散型液晶薄膜的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)将液晶以及含聚合物单体的组合物混合均匀，形成室温下各向同性的液晶混合液；(2)将所述的液晶混合液与微珠混合后夹在两片透明的导电薄膜中，辊压形成液晶薄膜；再将液晶薄膜进行固化即得所述的聚合物分散型液晶薄膜；所述的含聚合物单体的组合物，其包含聚合物单体以及引发剂；所述的聚合物单体选自环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯以及环氧丙烯酸树脂中的其中一种或一种以上的混合；所述的微珠选自以聚苯乙烯为材料制成的聚苯乙烯微球。2.根据权利要求1所述的聚合物分散型液晶薄膜的制备方法，其特征在于，聚苯乙烯微球的粒径为14～16微米；最优选地，聚苯乙烯微球的粒径为15微米。3.根据权利要求1所述的聚合物分散型液晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述的微珠为包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球。4.根据权利要求3所述的聚合物分散型液晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，其包裹的聚丙烯层的厚度为1.2～1.8微米。5.根据权利要求3所述的聚合物分散型液晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述的包裹有聚丙烯层的聚苯乙烯微球，其包裹的聚丙烯层的厚度为1.5微米。6.根据权利要求1所述的聚合物分散型液晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述的含聚合物单体的组合物与微珠的重量比是0.2：99.8～3:97。7.根据权利要求1所述的聚合物分散型液晶薄膜的制备方法，其特征在于，液晶与含聚合物单体的组合物的重量比为3:7～7:3。8.根据权利要求1所述的聚合物分散型液晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述的含聚合物单体的组合物中引发剂与聚合物单体的重量比是0.3：99.7～3:97。9.根据权利要求7所述的聚合物分散型液晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述的引发剂选自引发剂819，tpo，tpo-l，184中的一种或一种以上的混合。10.权利要求1～9任一项所述的制备方法制备得到的聚合物分散型液晶薄膜。

技术总结
本发明公开了一种聚合物分散型液晶薄膜及其制备方法。所述的聚合物分散型液晶薄膜的制备方法，包含如下步骤：(1)将液晶以及含聚合物单体的组合物混合均匀，形成室温下各向同性的液晶混合液；(2)将所述的液晶混合液与微珠混合后夹在两片透明的导电薄膜中，辊压形成液晶薄膜；再将液晶薄膜进行固化即得所述的聚合物分散型液晶薄膜；所述的微珠选自以聚苯乙烯为材料制成的聚苯乙烯微球。研究表明，在制备过程中，选用以聚苯乙烯为材料制成的聚苯乙烯微球制备得到的聚合物分散型液晶薄膜具有相对较低的雾度，其雾度明显小于选用其它材质的微球制备得到的聚合物分散型液晶薄膜。微球制备得到的聚合物分散型液晶薄膜。


技术研发人员：高攀 朱厚山 许鹏 赵明奎 刘洪满
受保护的技术使用者：上海膜本新材料科技有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/9/6