[发明专利]一种可见光调控颜色的胆甾相液晶材料

说明书

本发明属于光响应材料技术领域，更具体地，涉及一种可见光调控颜色的胆甾相液晶材料。本发明公开了一种可见光调控颜色的胆甾相液晶材料，按照重量份计，包括30‑99份的向列相液晶、0.9‑50份的无取代型偶氮苯衍生物以及0.1‑50份的取代型手性偶氮苯衍生物，该胆甾相液晶材料的颜色具有可见光响应性，且在停止光照后，该液晶材料的颜色能够长时间稳定保持。

技术领域

本发明属于光响应材料技术领域，更具体地，涉及一种可见光调控颜 色的胆甾相液晶材料。

背景技术

最直接和最有效的防伪技术是不需要借助任何工具即可分辨真伪，比 如，给予一定的光刺激，观察者通过改变角度或直接触摸就可以识别材质、 硬度、纹路、图文、颜色等安全信息。利用液晶及其聚合物的有序结构、 光刻光栅及多步偏振聚合法获得的视觉变色防伪技术即属此类。由于这类 防伪材料的颜色易分辨，且在时空精准的光刺激下，其颜色变化明显，因 此，由该类材料制备的产品难以伪造。常规的光刺激往往必需用到紫外光，但紫外光由于光散射和内源发色团的吸收等因素，导致其穿透能力较弱。 同时，由于颜色的不稳定性，在短时间内即产生变化，使得材料的防伪效 果不佳，难以满足应用要求。为了提高防伪的可利用性、安全性和垄断性， 采用可见光来实现颜色的调控及长期稳定性迫在眉睫。

胆甾相液晶材料的颜色及其变化是防伪技术的重要发展方向。然而， 现有的通过紫外光响应基团的异构化来调控胆甾相液晶颜色技术主要有两 个缺陷：一是紫外光能量高，易对生物体造成伤害，同时紫外光的穿透能 力较弱，严重限制其应用；二是胆甾相液晶的颜色一般在光照终止后的几 十分钟甚至更短时间内就已发生改变，难以维持长期稳定，不利于按需设 计。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可见光调控 颜色的胆甾相液晶材料，其首先通过可控合成得到具有手性和可见光响应 的取代型手性偶氮苯衍生物，结合无取代型偶氮苯衍生物，加入到向列相 液晶中，灌入内部具有取向结构的液晶盒中，制备得到的胆甾相液晶材料 在可见光照射下，其颜色不仅能够随可见光响应性变化，且能够保持长时 间的稳定，由此解决现有技术胆甾相液晶仅能通过紫外光实现颜色调控且 颜色难以长时间稳定的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种可见光调控颜 色的胆甾相液晶材料，按照重量份计，包括30-99份的向列相液晶、0.9-50 份的无取代型偶氮苯衍生物以及0.1-50份的取代型手性偶氮苯衍生物，该 胆甾相液晶材料的颜色具有可见光响应性。

优选地，所述可见光的波长为400nm～650nm，光照强度为1mW/cm²～ 80mW/cm²，照射时间为0.5s～300s。

优选地，所述向列相液晶的结构式为其中，R₁₁为氰 基、硝基或甲氧基，R₁₂为C1～C3的烷基或C1～C3的羟基烷基，R₁₃为C1～C9 的烷基或C1～C9的羟基烷基，n₁为1～4的整数。

优选地，所述无取代型偶氮苯衍生物为S构型或R构型的无取代型联 萘分子衍生物。

优选地，所述无取代型偶氮苯衍生物的结构式为其 中，R₂₁为C1～C10的烷基或C1～C10的烷氧基，R₂₂为酯基或氧，R₂₃为C1～C8 的烷基或C1～C8的羟基烷基，R₂₄₁和R₂₄₂各自独立地为 C1～C6的烯烃或C1～C10的烷基，n₂为1～3 的整数；R₂₄₁₁为C1～C8的烷基或C1～C8的羟基烷基。

优选地，所述取代型手性偶氮苯衍生物包括1～4个—N＝N—以及1～3 个手性中心，且所述—N＝N—连接的两个苯环上至少有1处被除H原子以 外的其它基团取代。