[发明专利]一种炭黑掺杂的液晶微胶囊的制备方法

说明书

本发明公开了一种炭黑掺杂的液晶微胶囊的方法，属于精细化工和材料科学技术领域。本发明设计了炭黑掺杂的液晶微胶囊，利用改性炭黑对液晶进行掺杂，炭黑存在于微胶囊中，吸收透过的可见光，减少了经过液晶的透射光，而进入人眼的主要是液晶的选择性反射的光，从而使得液晶微胶囊颜色更加明显。本发明方法操作简单、环境友好，采用该方法制备的液晶微胶囊鲜艳度得到显著改善，在裸眼下即可显示出明显的颜色，拓展了液晶微胶囊在体温精密测量、液晶显示、电子纸、液晶激光器、防伪包装、智能纺织领域中的应用。

技术领域

本发明属于精细化工和材料科学技术领域，具体涉及一种炭黑掺杂的液晶微胶囊的方法。

背景技术

胆甾相液晶是一种温度响应可逆变色材料，具有响应速度快、变色灵敏度高、变色层次丰富、耐光稳定性好等优点，因此被广泛应用于体温精密测量、液晶显示、电子纸、液晶激光器、防伪包装、智能纺织品等领域。为了对胆甾相液晶其到致稳和保护的作用，通常对其进行微胶囊化处理。

胆甾相液晶没有发色基团，它在空间结构上呈螺旋结构，向列型液晶与手性添加剂组合所得液晶结构与胆甾相液晶类似，也是有序的螺旋结构，使得这些液晶可以选择性反射特定波长的光，从而赋予这类结构液晶特有的光学色彩。然而，该结构液晶的显色需要依赖于深色的基底。此外，经过微胶囊化后，相比于平面结构的胆甾相液晶，微胶囊化后的液晶显色更加复杂，颜色鲜艳度会降低，经过涂层后，裸眼条件下，显示的颜色不够明显，从而使得液晶微胶囊鲜艳度较差，从而制约了该类螺旋结构液晶的应用。

发明内容

为了提高液晶微胶囊本身的显色能力，使得鲜艳度较高，本发明设计炭黑掺杂的液晶微胶囊，炭黑存在于微胶囊中，吸收透过的可见光，减少了经过液晶的透射光，而进入人眼的主要是液晶的选择性反射的光，从而使得液晶微胶囊颜色更加明显，达到裸眼可视液晶微胶囊颜色的目的。

本发明第一个目的是提供一种掺杂的液晶微胶囊的制备方法，所述方法是利用改性炭黑对液晶进行掺杂，包括：

(1)炭黑改性：将炭黑与硅烷偶联剂进行改性；

(2)将改性后的炭黑与液晶进行混合制备成液晶混合物，搅拌均匀后保持一定温度备用；

(3)将液晶混合物保持一定温度下，搅拌滴加到相同温度下的阿拉伯胶和分散剂水溶液中，高速乳化，制备成液晶分散体，然后缓慢滴加明胶水溶液，得到液晶反应体系，反应完全后反复离心过滤，得到可得到炭黑掺杂的液晶微胶囊。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)的硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷或N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷中的一种或几种。

在本发明的一种实施方式中，所述炭黑改性过程中，硅烷偶联剂占炭黑的质量分数20％-80％。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)的液晶包括胆甾型液晶中的两种或多种组合或者是向列型液晶与手性添加剂组合。

在本发明的一种实施方式中，所述的胆甾型液晶包括胆固醇乙酸酯、胆固醇丙酸酯、胆甾醇正丁酸酯、胆固醇壬酸酯、胆甾醇油酸酯、胆甾烯基亚油酸酯、胆甾醇苯甲酸酯、胆甾醇肉桂酸酯、胆甾醇乙基碳酸酯，胆固醇油醇碳酸酯、胆甾烯基异硬脂酰基碳酸酯、胆甾烯基丁烯酸酯、胆甾烯基碳酸酯、氯化胆固醇。

在本发明的一种实施方式中，所述的向列型液晶包括乙基联苯腈、4'-正丁基-4-氰基联苯、4-丙基-4'-氰基联苯、4-氰基-4'-戊基联苯、4-庚基-4'-氰基联苯、反式-4'-(4-戊基环己基)-[1,1'-联苯]-4-腈、E7。

在本发明的一种实施方式中，所述的手性添加剂包括S811、S1011、R811、R6N、R5011、R1011、CB15。