双壳层液晶微胶囊及其制备方法与流程

本申请属于微胶囊材料，尤其涉及一种双壳层液晶微胶囊及其制备方法。

背景技术：

1、单纯的液晶具有一定的流性，在弯曲或受压时，液晶会发生扭曲，不能制备柔性器件。后来，研究发现，在把聚合物加到液晶中制备成聚合物分散液晶显示器件(polymerdispersed liquid crystal displays,pdlc)和聚合物致稳液晶显示器件(polymerstabilized crystal textile,psct),在一定程度上克服了该问题，并且广泛应用于刚性显示器件。但是，粒径及粒径分布在很大程度上影响了器件的电光性能，并且压力问题仍然是实现柔性显示的瓶颈。而将液晶微胶囊化可以解决上述问题，因此如何制备芯材含量高、变形度高的液晶微胶囊，并应用于器件的制备研究成为目前研发的热点及难点。

2、一方面，通过包覆作用实现了液晶的分散、保护和致稳，防止液晶在器件挠曲过程中的流动，从而确保了液晶柔性显示的可行性；另一方面，通过控制微胶囊的大小和分布来调节体系中液晶微滴的尺寸，从而提高了器件的电光性能。然而，至今为止有关于液晶微胶囊化的报道主要集中于少数地区和公司，这主要是由于有机溶剂和助剂的掺杂都将会导致液晶材料本征性能的消失，从而使得该过程变得更为复杂。

3、目前常用的方法是采用环氧树脂液晶微胶囊，包括芯材和壁材，芯材为液晶，壁材为环氧树脂。环氧树脂液晶微胶囊的制备方法，包括：油相制备，水相制备，水包油乳液制备，液晶微胶囊的制备，过滤、离心洗涤。但生产壁材两个反应物原料要求较高，必须反应活性高，才能够保证缩聚反应可行性；该方法易造成反应不完全，产物中会残存少量未反应的单体，形成的壁膜可透性较高，不适合包覆要求密封的囊芯；要使用大量有机溶剂，成本较高。

4、因此，亟需提供一种简便、快捷的制备液晶微胶囊的方法用于制备液晶微胶囊，保证液晶微胶囊能广泛应用于工业领域。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种双壳层液晶微胶囊及其制备方法，旨在解决现有技术中制备液晶微胶囊的方法对原材料活性要求高，反应条件严苛，成功率低无法广泛应用的问题。

2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供一种双壳层液晶微胶囊，双壳层液晶微胶囊包括芯材，包覆于芯材外表面的第一外壳层以及包覆于第一外壳层表面的第二外壳层；其中，芯材为液晶，第一外壳层为多孔空心玻璃微珠，第二外壳层为丙烯酸聚合物材料。

4、第二方面，本申请提供一种双壳层液晶微胶囊的制备方法，包括如下步骤：

5、将空心玻璃微珠进行穿孔处理得到多孔空心玻璃微珠，将液晶注入多孔空心玻璃微珠内腔，得到液晶-多孔空心玻璃微珠；

6、将丙烯酸预聚物、丙烯酸单体、光引发剂和液晶-多孔空心玻璃微珠进行混合处理，得到油相组分，将乳化剂和去离子水进行混合处理，得到水相组分；

7、将油相组分和水相组分混合后依次进行乳化处理、平衡处理，得到o/w型乳液；

8、水浴条件下，采用紫外光照射引发o/w型乳液进行固化聚合，形成含多孔空心玻璃微珠的包覆乳液，再进行离心破乳处理，得到双壳层液晶微胶囊。

9、本申请第一方面提供的双壳层液晶微胶囊，双壳层液晶微胶囊包括液晶芯材，包覆于液晶芯材外表面的多孔空心玻璃微珠第一外壳层以及包覆于第一外壳层表面的丙烯酸聚合物材料第二外壳层；其中，形成的液晶芯材在多孔空心玻璃微珠内部可以充分流动，并能够随着电压变化产生偏转，达到理想的光电性能；而使用多孔空心玻璃微珠作为第一外壳层，强度高，透明性好，壳材的厚度可调整，可以限制液晶材料的流动，产生抗压效果，解决液晶被按压后产生水波纹的问题，进一步的，采用丙烯酸聚合物材料作为第二外壳层，丙烯酸聚合物壳体的折射率可调，灵活性高，从而能够使得壳材与液晶材料自身的折射率匹配，从而有效的消除界面产生的雾度。

10、本申请第二方面提供的双壳层液晶微胶囊的制备方法，该制备方法先在多孔空心玻璃微珠中灌注液晶芯材，再提供含有丙烯酸材料的乳液，通过表面光固化乳液对液晶-多孔空心玻璃微珠进行封口处理以得到双壳层液晶微胶囊；生产效率高，且能够有效控制液晶包覆率，控制杂质残留量，减少微胶囊之间的粘连问题；并且，由于提供的多孔空心玻璃微珠为刚性材料，能够精确控制该材料成型后再制备第二壳体，因此保证了可以采用较低的第二壳体含量进行制备，有利于生产过程的工艺控制。

技术特征：

1.一种双壳层液晶微胶囊，其特征在于，所述双壳层液晶微胶囊包括芯材，包覆于所述芯材外表面的第一外壳层以及包覆于所述第一外壳层表面的第二外壳层；其中，所述芯材为液晶，所述第一外壳层为多孔空心玻璃微珠，所述第二外壳层为丙烯酸聚合物材料。

2.根据权利要求1所述的双壳层液晶微胶囊，其特征在于，所述双壳层液晶的粒径为10～12μm；和/或，

3.一种如权利要求1或2所述的双壳层液晶微胶囊的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的双壳层液晶微胶囊的制备方法，其特征在于，所述穿孔处理的步骤，包括：采用酸性溶液对所述空心玻璃微珠进行搅拌处理，直至所述空心玻璃微珠完全沉底，再进行洗涤、过滤、干燥。

5.根据权利要求4所述的双壳层液晶微胶囊的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液选自浓度为0.1～1mol/l的氢氟酸溶液；和/或，

6.根据权利要求3所述的双壳层液晶微胶囊的制备方法，其特征在于，将液晶注入所述多孔空心玻璃微珠内腔的步骤中，包括：将所述多孔空心玻璃微珠和液晶进行混合，于真空条件下进行热处理得到第一混合物；停止真空条件，将第一混合物进行静置处理，再进行离心处理，得到液晶-多孔空心玻璃微珠。

7.根据权利要求6所述的双壳层液晶微胶囊的制备方法，其特征在于，所述多孔空心玻璃微珠和所述液晶的体积比为3～5：1；和/或，

8.根据权利要求3所述的双壳层液晶微胶囊的制备方法，其特征在于，所述液晶选自双稳态液晶，即胆固醇液晶、手性向列相液晶、近晶a相液晶中的至少一种；和/或，

9.根据权利要求3所述的双壳层液晶微胶囊的制备方法，其特征在于，所述混合处理的转速为500～1500rpm，时间为0.5～3小时；和/或，

10.根据权利要求3所述的双壳层液晶微胶囊的制备方法，其特征在于，所述固化聚合的固化光强度为10～100mw/cm2，固化时间为5～30分钟；和/或，

技术总结
本申请涉及微胶囊材料技术领域，尤其涉及一种双壳层液晶微胶囊及其制备方法。本申请提供的双壳层液晶微胶囊包括芯材，包覆于芯材外表面的第一外壳层以及包覆于第一外壳层表面的第二外壳层；其中，芯材为液晶，第一外壳层为多孔空心玻璃微珠，第二外壳层为丙烯酸聚合物材料。形成的液晶芯材在多孔空心玻璃微珠内部可以充分流动，并能够随着电压变化产生偏转，达到理想的光电性能；多孔空心玻璃微珠强度高，透明性好，可产生抗压效果；采用丙烯酸聚合物材料作为第二外壳层，丙烯酸聚合物壳体的折射率可调，灵活性高，使壳材与液晶材料自身的折射率匹配，从而有效的消除界面产生的雾度。

技术研发人员：刘晓东,周洪喜
受保护的技术使用者：深圳歌德新创科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15