[发明专利]一种具有大双折射率的向列相液晶材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及液晶材料技术，尤其涉及一种具有大双折射率的向列相液晶材料，该材料适用于作为制备聚合物分散液晶薄膜的材料。

背景技术

随着我国现代化建设步伐的加快和全面建设小康社会战略的实施，人们对工作和生活设施、交通工具的要求也越来越高，更加人性和个性化，更加追求以人为本，以适应人类生活、劳动和美观的需求。现有的玻璃深加工技术和产品已经不能满足人们日益增长的多种需求。开发多功能、具有高度可控化玻璃产品是社会经济发展的必然需求。

聚合物分散液晶(PDLC)薄膜是将具有双折射性质的向列相液晶微滴均匀分散于连续的聚合物基体中形成复合材料。当未对PDLC膜施加电场时，液晶微滴的指向矢随机分布，此时光线在液晶微滴内发生多次反射和折射，薄膜强烈光散射状态。当对薄膜施加足够强的电场时，液晶微滴的指向矢沿电场方向排列，如果液晶分子的长轴的折射率与聚合物的折射率匹配，光线可直接透过薄膜，薄膜呈透明状态。

PDLC薄膜制备中最为重要的环节是如何保证PDLC薄膜具有优良的电光性能和良好的稳定性。目前，国内外对PDLC薄膜的研究主要着眼于降低PDLC薄膜的驱动电压，缩短PDLC薄膜的响应时间，提高其对比度以及稳定性。PDLC薄膜用向列相液晶材料作为的PDLC薄膜作为PDLC薄膜的电场驱动组成成分，它的物理化学性能直接决定了PDLC薄膜电光性能的好坏，例如：具有较大双折射率的液晶材料可以使薄膜具有较强的光散射状态，具有较低粘度液晶可以使薄膜具有较快的电场响应速度，具有较大的介电各向异性可以使薄膜具有较低的驱动电压，较宽液晶温度区间可以使薄膜的具有较宽的使用温度范围等。PDLC膜在制备过程中，需要光聚合单体间发生交联反应、形成交联网络与液晶发生微相分离。当使用特定光聚合单体时，液晶的粘度和分子结构决定高分子网路的微光架构，从而也很大程度上决定了薄膜的电光性能。但目前市场上还没有专门针对PDLC薄膜制备开发的向列相液晶材料，利用市场现有的商业液晶制备PDLC薄膜，并不能同时满足PDLC薄膜不同电光性能指标的需求，因此，开发一种PDLC薄膜用液晶材料至关重要。

利用PDLC薄膜可以制备成电控调光玻璃产品。该产品可以充分有效地利用太阳能，需要时能够采集到、不需要时能够屏蔽掉太阳光的辐射能。富士XEROX公司的研究证明，在处于屏蔽太阳光辐射能状态时，可以屏蔽掉97％的太阳光的辐射能，屏蔽太阳红外光辐射能的效果比低辐射Low-E玻璃等节能玻璃平均高出40％以上。同时这种玻璃可以安装在飞机、船舶、医院、商场橱窗、会议室、淋浴间、卫生间等有多种需求状态的部位。其迅速实现的状态转换，节省了幕帘的安装，也可以把显示器与窗户玻璃一体化，实现不同状态下的不同需求，极大丰富了建筑设计的想象空间，成为一种新型的、具有多种功能性、集节能和环保于一身的新型玻璃制品。国外建筑物已经广泛使用电控调光玻璃，最近新型的马自达、三菱越野车、奥迪车的车顶都使用了这种电控调光玻璃，乘车人可以根据需要控制车顶部分或全部是否透明。同时研究还证明这种智能玻璃因为具有多层结构，也具有非常好的隔音和安全性能。

同时，非常只得一提的是，利用PDLC膜所制备的液晶显示屏不需要偏振片,基板内表面不需要取向处理,两基板间的间隔不需要严格限制，因此具有超薄轻量、高亮度、宽视角、可弯曲、易于大面积化的优点，在液晶电视、便携式电脑显示屏、手机显示屏、大面积显示广告板、可穿戴液晶显示屏等方面具有广泛的用途。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种大双折射率的向列相液晶材料，主要用于制备聚合物分散液晶(PDLC)薄膜。本发明提供的向列相液晶具有大双折射率值、低的粘度、较大的介电各向异性以及较宽的使用温度范围，将其应用于制备PDLC薄膜，有利于提高PDLC薄膜的关态散射强度和电场响应速度，降低PDLC薄膜的驱动电压和拓宽使用温度范围，从而使PDLC薄膜更节能，更能满足建筑节能的需求。

本发明所采用的技术方案是：

一种具有大双折率的向列相液晶材料，其由43％～63％质量百分比的联苯氰化合物A、5％～10％质量百分比的联苯炔类化合物B、1％～5％质量百分比的酯类化合物C、4％～8％质量百分比的化合物D、2％～10％质量百分比的化合物E、4％～11％质量百分比的化合物F和10％～30％质量百分比的单苯环或单环乙基化合物G按总量100.0％混合组成；其中，A～G组分的分子结构式为：

A组分:

B组分:

C组分

D组分:

E组分: