[发明专利]液晶微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶微胶囊及其制备方法。

背景技术

液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态，它除了兼有液体和晶体的某些性质如流动性、各向异性等，还因为具有特殊的理化与光电特性，因而成为当今的科研热点。近年来的研究提出了聚合物分散液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal,PDLC）概念，即液晶以微滴形式分散在有机固态聚合物基体内，由于由液晶分子构成的小微滴的光轴处于自由取向，其折射率与基体的折射率不匹配，当光通过基体时被微滴强烈散射而呈不透明的乳白状态或半透明状态。施加电场可调节液晶微滴的光轴取向，当两者折射率相匹配时，呈现透明态。除去电场，液晶微滴恢复最初的散光状态，从而进行显示。这种聚合物分散液晶在显示、超级棱镜、高性能传感器、存储器及高端防伪等领域具有重要应用价值。

目前，获得聚合物分散液晶膜的方法主要有乳化分散法（J.Appl.Phys.1986；60：2142）、相分离法（Mol.Cryst.Liq.Cryst.1988;157:427）、微胶囊法（高分材料科学与工程1999；15：115）等三种。前两种制备方法得出的液晶颗粒形状不规则，从而导致光电再现性差。另外，由于形状不规则，在界面处，液晶与聚合物的接触不均一，也导致界面处的光学性与其他位置的聚合物有差异。而且，由于溶液状态在实用中受到限制（如在空气中的氧化、污染，液态易于流动使厚薄不均等）。对比而言，微胶囊技术有突出的优越性：用微胶囊化技术将液晶表面包覆一层性能稳定的高分子膜而构成的具有核壳结构的复合液晶。液晶在发生流动过程中，其外层的高分子膜保持为固态，整个微胶囊始终保持为形状稳定、外形规则的固体，因此，微胶囊液晶可以很好地解决液晶易流动、渗透泄露、相分离、易被污染等问题，经壳层材料包封保护后，液晶与外界环境相分离而得以稳定，同时，聚合物壳层材料或经改性的壳层材料大大增加了液晶微胶囊和包覆微胶囊的材料的相容性（该材料是在使用微胶囊的后续工序中使用）。液晶制备成微胶囊后，微胶囊再与聚合物混合形成聚合物分散液晶，外形为规则球形可以使聚合物接触界面处的光学性良好，从而大大增加了液晶的实用价值。

国内外相关专利方面，国内有谢淑云等人对制备液晶乳液快速微胶囊（CN85104765）的研究。而用亲油亲水两种壁材双层包封液晶，制备液晶微胶囊具有两层壁材之间的相容性不好、包覆率低、体系复杂、使用有机溶剂多、内层壁材明胶易分解等问题，从而对产品的使用有限制。国外的专利EP0204537，即通过乳液聚合技术形成液晶微胶囊，其以聚乙烯醇为壳层，近晶相液晶为芯材，形成多分散球形微胶囊。微胶囊的粒径为0.3～100μm。而用此方法所制备的微胶囊形状不规则，壳层为亲水的聚乙烯醇，限制了其在油性体系中的应用。专利US5976405，即通过溶胀聚合形成以向列型液晶为芯材的单分散微胶囊，其使用液晶、种子球和乙烯基单体为油相，与水形成乳液体系，通过自由基聚合形成聚合物颗粒，其中液晶被封装在球形聚合物壳层中，这种颗粒的分散度为1.0到1.3。虽然其具有很好的单分散性，但是其反应过程复杂，反应时间长，对液晶和添加剂有严苛要求。

国内论文方面，俞书宏等人以明胶和阿拉伯胶为壁材制备的液晶微胶囊（高分材料科学与工程1999;15:115.），由于具有的明胶和阿拉伯胶易分解，且对合成条件依赖性较高。李克轩等人制备的采用异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料，采用界面聚合法制备的液晶微胶囊，由于原料毒性较强，不利于大规模生产（液晶与显示2012;27:583）。

因此，寻找一种粒径分布均匀且可控、包覆率高、工艺简单、成本低的制备液晶微胶囊的方法显得尤其重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液晶微胶囊制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种微胶囊尺寸分布均匀且可控的液晶微胶囊制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种包覆率高的液晶微胶囊制备方法。

本发明的又一个目的在于提供一种不污染液晶的微胶囊制造方法。

本发明的进一步目的在于提供生产周期短、工艺简单、成本低，且便于控制和可工业生产的液晶微胶囊制备方法。

根据本发明的一个方面，提供一种液晶微胶囊的制备方法，包括：

a）将乳化剂加入到水中并进行分散以获得分散液，以该分散液作为水相；

b）将液晶、单烯烃类单体、多烯烃类交联剂以及引发剂混合均匀作为油相；

c）将所述水相和所述油相相混合，通过进行乳化得到水包油的乳液；