[发明专利]一种基于液晶/环氧-硫醇聚合物复合材料电控智能薄膜的制备方法

说明书

本发明属于液晶材料应用技术领域。具体涉及一种基于液晶/环氧‑硫醇聚合物复合材料电控智能薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将热固化单体、液晶、促进剂按照一定的质量比例混合均匀，将混合物灌入到液晶盒中，获得样品；2)将样品放在热台上固化2～24h，热聚合单体固化后，得到液晶/环氧‑硫醇聚合物复合材料电控智能薄膜。制备过程简单可操作，适用于PDLC的大面积生产。能够进行快速固化，这有利于提高PDLC的生产效率。固化后得到的环氧/硫醇聚合物具有较好的粘着力、稳定性和机械性能，有利于提高PDLC的实用价值。同时，基于本方法可以进一步改善电控智能薄膜的对比度和响应速度。

技术领域

本发明属于液晶材料应用技术领域，具体涉及一种基于液晶/环氧-硫醇聚合物复合材料电控智能薄膜的制备方法。制备得到的薄膜具有透过率可电控的特点，其可以广泛应用于智能玻璃、大面积显示和投影显示等方面。

背景技术

液晶/聚合物复合材料在显示和智能薄膜领域有着重要的应用价值。近年来，以聚合物分散液晶薄膜(Polymer Dispersed Liquid Crystal，以下简称PDLC)为代表的液晶/聚合物复合材料开始实现商业化生产。由于液晶特殊的电光性质，这种薄膜的透过率能够受外加电场控制，从而可实现光散射态和光透过态之间的转换。在PDLC中，液晶主要以微滴的形式均匀分布在聚合物基质中。当未加电场时，液晶分子随机排列。这种状态下，由于液晶区域的折射率和聚合物基质的折射率之间存在一定的差异，PDLC呈现光散射态。而当施加一定强度的电场，液晶受电场力的作用垂直于基板排列。此时，液晶的寻常折射率与聚合物基质的折射率相匹配，可见光就能透过薄膜，因而PDLC转变为光透过态。这种特殊的电光性质，使得PDLC在智能玻璃、大面积显示、全息记录、投影系统、液晶相位调制器等方面有着非常重要的应用价值。

而对于PDLC而言，能够实现真正意义上的商业化或者产业化，关键在于其性能的改善、制备工艺的改进和成本的控制。在性能方面，能够应用于生活中的PDLC应该具有对比度高、驱动电压低和响应速度快的特点。在制备工艺方面，PDLC应该能够实现大面积生产，且制备过程简单可操作。而在成本控制方面，PDLC应该尽可能减少材料使用成本，并需要提高生产效率，以降低时间成本。

以往，PDLC的制备方法多使用光固化技术。光固化技术有着耗能低和生产周期短的优势。但是，这种制备方法需要用到一些具有挥发性的丙烯酸酯单体，这些单体多具有毒性，对人体危害较大，这不符合绿色环保的要求。同时，在很多光固化技术中，制备得到的PDLC还可能出现黄变现象。因此，利用热聚合的单体的热固化方法制备PDLC成为另外一种选择。环氧树脂是一种非常重要的聚合物材料，其具有优良的耐化学性、电绝缘性、粘着力和机械性能，因而在工程领域得到了广泛的应用。同样，环氧/胺的聚合物也被用作PDLC的聚合物基质。然而，环氧与胺的固化需要很高的温度，同时完全固化也需要花费很长的时间，这不利于提高PDLC制备的生产效率。而硫醇作为低温固化剂，可以与环氧在较低的温度下进行高速热固化。因此，利用环氧与硫醇的热固化方法制备PDLC成为一种新的可行性技术。

发明内容

本发明的目的提供一种基于液晶/环氧-硫醇聚合物复合材料电控智能薄膜的制备方法，该薄膜的光透过率可通过外加电场调节，因而可用于智能玻璃、大面积显示和投影显示等领域。其制备方法利用环氧与硫醇的热固化诱导聚合物与液晶的相分离，从而获得具有高对比度的PDLC。该方法中用到的环氧单体和硫醇单体都是常见的商业化产品，材料价格低廉，且挥发性小，毒性低。同时，采用热固化的方法，可以适用于PDLC的大面积生产。此外，在促进剂的催化下，环氧和硫醇能够在较低温度下快速固化，这对减小PDLC的生产周期有着很重要的意义。基于该方法，通过控制单体的组成和含量，以及固化条件，可以制备得到具有高对比度、响应速度快和驱动电压低的PDLC薄膜。通过控制固化条件，PDLC膜的对比度可达314.96，开态透过率高达91.96。

本发明的具体技术方案如下：