一种聚合物分散液晶薄膜的制备方法

1.本发明涉及液晶薄膜技术领域，具体涉及一种聚合物分散液晶薄膜的制备方法。


背景技术：

2.聚合物分散液晶（pdlc）是一种液晶聚合物复合材料，广泛应用于建筑玻璃、柔性显示、展柜橱窗、汽车玻璃和调光薄膜等。通常，制备pdlc的方法有：微胶囊法、溶剂诱导相分离法、温度诱导相分离法和聚合诱导相分离法。聚合物分散液晶薄膜产品制备最关键的环节是如何保证聚合物分散液晶薄膜具有良好的稳定性以及其良好的光电性能，而光电性能有与聚合物高分子网络结构密切相关，因此，光聚合单体的选择及搭配对聚合物分散液晶薄膜的性能有重要影响。
3.现有技术中的聚合物分散液晶薄膜制备方法存在以下缺点：经常会出现高分子网络力学强度不够而使得聚合物分散液晶薄膜的光电性能稳定性达不到要求的现象，从而导致实用性差，且使用寿命较短等缺陷。


技术实现要素：

4.基于此，本发明提供了一种聚合物分散液晶薄膜的制备方法，以解决现有技术的聚合物分散液晶薄膜制备方法经常会出现高分子网络力学强度不够而使得聚合物分散液晶薄膜的光电性能稳定性达不到要求的现象，从而导致实用性差，且使用寿命较短的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其包括以下步骤：s1，取以下质量百分配比的原料进行混合得到液晶混合溶液：液晶材料30-80%；硫醇单体5-50%；丙烯酸酯单体5-50%；烯类可聚合单体5-50%；交联剂0-15%；光引发剂0-10%；s2，取两块均涂覆一层导电ito涂层的透明基板，并将具有导电ito涂层的表面相对设置以制成液晶盒；s3，将配置好的液晶混合溶液灌入液晶盒中，通过聚合反应使液晶混合溶液固化；s4，将两块透明基板的导电ito涂层分别与电源组件的两电极分别连接。
6.作为本发明的进一步优选技术方案，所述液晶材料为正性液晶，包括但不限于向列相液晶、胆甾相液晶或近晶相液晶材料。
7.作为本发明的进一步优选技术方案，所述硫醇单体包括三羟甲基三（3-巯基丙酸酯）、季戊四醇四（3-巯基丙酸酯）、硫醇六（3-巯基丙酸）或二季戊四酸酯中的一种或多种。
8.作为本发明的进一步优选技术方案，所述透明基板为柔性透明塑料薄膜。
9.作为本发明的进一步优选技术方案，s2中制作液晶盒的两块透明基板之间还设有封装胶框，该封装胶框用于将两块透明基板固定在一块，同时对液晶盒的内部空间进行密封，该内部空间还掺入有间隔粒子，所述间隔粒子用于控制液晶盒的盒厚。
10.作为本发明的进一步优选技术方案，s3中在聚合反应前，通过压辊碾压均匀。
11.作为本发明的进一步优选技术方案，s3中在紫外线照射下或烘箱烘烤的条件下实现聚合反应，温度条件为室温至100 ℃之间。
12.作为本发明的进一步优选技术方案，紫外线照射下的紫外光的波长为365 nm，光强为1-10 mw/cm2，光照时间为1-10 min。
13.作为本发明的进一步优选技术方案，所述聚合物分散液晶薄膜的性能可通过改变液晶材料的含量、聚合温度、硫醇单体的种类、烯类可聚合单体的种类、光引发剂的种类和含量来进行调控。
14.本发明的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，通过采用上述技术方案，使得其可基于硫醇-烯类单体的聚合反应，使液晶分子转变为各向同性态，最终制得的聚合物分散液晶薄膜的力学性能优秀，电光性能良好，且使用寿命更长，且制备得到的聚合物分散液晶薄膜的性能可通过改变液晶材料的含量、聚合温度、硫醇单体的种类、烯类可聚合单体的种类、光引发剂的种类和含量来进行调控。
附图说明
15.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
16.图1为本发明聚合物分散液晶薄膜的制备方法提供的一实施例制备得到的聚合物分散液晶薄膜的结构图；图2为本发明的聚合物分散液晶薄膜的在通电时的工作原理图；图3为本发明的聚合物分散液晶薄膜的聚合物网络的扫描电镜图；图4为本发明的聚合物分散液晶薄膜的电光曲线图。
17.图中：1、透明基板，2、导电ito涂层，3、液晶分子。
18.本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
19.下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
20.本发明提供了一种聚合物分散液晶薄膜的制备方法，包括以下步骤：步骤s1，按以下质量百分配比的原料进行混合得到液晶混合溶液：液晶材料30-80%；硫醇单体5-50%；丙烯酸酯单体5-50%；烯类可聚合单体5-50%；
交联剂0-15%；光引发剂0-10%。
21.上述步骤s1中，液晶材料为正性液晶，包括但不限于向列相液晶、胆甾相液晶或近晶相液晶材料。其中向列相液晶材料还可以选择市场在售液晶材料，如永生华清液晶材料有限公司的slc-1717、slc-1718、slc-7011、teb30a等，德国默克液晶材料公司的e7、e8、e44、e48、zli-1275等，但不仅限于这些材料。硫醇单体包括三羟甲基三（3-巯基丙酸酯）、季戊四醇四（3-巯基丙酸酯）、硫醇六（3-巯基丙酸）或二季戊四酸酯中的一种或多种。
22.步骤s2，取两块均涂覆一层导电ito涂层2的透明基板1，并将具有导电ito涂层2的表面相对设置以制成液晶盒，采用封装胶框将两块透明基板1固定在一块，同时对液晶盒的内部空间进行密封，该内部空间还掺入有间隔粒子，所述间隔粒子用于控制液晶盒的盒厚。
23.步骤s3，将配置好的液晶混合溶液灌入液晶盒中，将整体碾压均匀以形成薄膜，然后在紫外线照射下或烘箱烘烤的条件下聚合反应，使液晶混合溶液固化。
24.上述步骤s3中，聚合反应的温度为室温至100 ℃之间，当采用紫外线照射时，紫外光的波长为365 nm，光强为1-10 mw/cm2，光照时间为1-10 min。
25.步骤s4，将两块透明基板1的导电ito涂层2分别与电源组件的两电极分别连接，最终制得聚合物分散液晶薄膜。
26.电源组件用于提供电流以使两块透明基板1之间形成电场，当未施加电场时，聚合物分散液晶薄膜呈现散射态，参阅图1所示；当在两块玻璃基板之间施加电压而形成电场时，液晶分子3在电场作用下取向，液晶分子3和聚合物之间折射率匹配，此时，聚合物分散液晶薄膜可视为均一的光介质，呈透明态，参阅图2所示。
27.为了本领域的技术人员更好地理解并实现本发明的技术方案，下面通过以下试验，观测聚合物分散液晶薄膜中的聚合物网络结构。
28.根据表1所选原料及比例进行混合，在70℃下搅拌均匀，得到使液晶转变为各向同性态的液晶混合溶液；在该温度下将液晶混合溶液涂覆于干净的透明基板1上；将涂覆有液晶混合溶液的透明基板1置于80℃烘箱固化2h，固化结束后，将透明基板1置于环己烷溶液中浸泡15天以充分除去液晶分子3，再将其于室温干燥48h，得到具有聚合物网络结构的样品，利用扫描电镜观察样品的网络形貌，其结果如图3所示。
29.表1为了分析聚合物分散液晶薄膜的电光性能，分次由电源组件提供不同大小的电压施加给聚合物分散液晶薄膜的导电ito涂层2，记录并得到如图4所示的电压-透光率的电光
性能曲线图。由此可知，聚合物分散液晶薄膜的透光性能与施加电场的电压大小有关，通过改变电压大小可实现对聚合物分散液晶薄膜的透光性进行调节，从而便于使用者根据需求进行调节，以满足用户的个性化需求。
30.本发明的方法制备得到的聚合物分散液晶薄膜，其性能可通过制备过程中改变液晶材料的含量、聚合温度、硫醇单体的种类、烯类可聚合单体的种类、光引发剂的种类和含量来进行调控，可通过制得不同特性的聚合物分散液晶薄膜，以满足不同的需求；且基于硫醇-烯类单体的聚合反应，使液晶分子3转变为各向同性态，最终制得的聚合物分散液晶薄膜的力学性能优秀，电光性能良好，且使用寿命更长。
31.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。