[发明专利]一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法

说明书

本发明提供一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，包括上层透明导电膜层，液晶高分子复合体系层，下层透明导电膜层。其中，上层和下层透明导电膜层均为单侧镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜，特别地，首先采用电催化和水热联合技术进行白炭黑改性，再将白炭黑和光引发剂涂覆在上层透明薄膜的氧化铟锡表面；上层和下层透明薄膜间附有控制膜层间隔厚度的间隔粒子；两薄膜间注入液晶/可聚合单体/光引发剂复合体系。白炭黑负载的光引发剂涂覆于上层薄膜后，经挤压和光照聚合可形成从上至下不均匀分布的网孔，利于控制聚合物分散液晶薄膜的阈值电压及对比度，这为该类材料在液晶显示、智能玻璃、节能建筑材料等领域的应用提供了实践依据。

技术领域

本发明属于液晶合成与应用领域，具体为一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法。

技术背景

随着液晶显示技术的快速发展，液晶薄膜在生活、办公以及教学中应用得到了广大研究者关注。聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,PDLC)作为电光显示材料较传统的液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)的优点主要是不需偏光片、高亮度、宽视角、可弯曲；在其制作过程中不需对基板进行表面处理，应用于薄膜场效应晶体管(Thin Film Transistor,TFT)显示器的制作时将极大的提高成品率；同时，PDLC为固态膜，解决了液晶泄露的问题，制作出的显示器件更加薄而且厚度易控制，利于制作大面积或柔性的显示器。因此，PDLC不仅在手机显示屏、大面积显示广告板、可穿戴液晶显示屏、电控智能玻璃等方面具有广阔的应用前景，而且也成为液晶领域中十分活跃的研究前沿，但是就目前PDLC薄膜而言，仍存在阈值电压高、透过率低等缺点。

为了解决尚存的关键科学问题，本发明专利提供一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其以改性白炭黑、镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜为原料，应用不同组成的光引发剂制得电光性能优异的PDLC薄膜，其中白炭黑利用电催化和水热相结合的方式进行改性使纳米尺度的白炭黑材料不仅能够有效负载光引发剂，同时具有良好的高温稳定性和电绝缘性；所用的光引发剂通过光照有效控制聚合物网络网孔大小，以有效降低阈值电压；制备过程采用先滚轴挤压，后光照固化的方法，使所得聚合物分散液晶薄膜具有高对比度、低雾度、低阈值电压等优点，为聚合物分散液晶薄膜材料的广泛应用提供了良好的技术基础和实践经验。

发明内容

本发明专利的内容是提供一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，其特点在于首先通过电催化和水热相结合的方式对白炭黑进行改性，再通过使用镀有氧化铟锡的聚对苯二甲酸乙二醇酯透明薄膜、调整光引发剂和液晶复合体系组成，以及采用先滚轴挤压，后光照固化的制备方式合成了性能优异的白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜，该技术有利于实现对PDLC薄膜电光性能的调控。

本发明的技术方案

本发明提供一种基于白炭黑/液晶高分子复合体系的聚合物分散液晶薄膜的制备方法，包括如下操作步骤：

第一、带电催化装置的水热釜的改造方法

室温下，向50mL浓度0.01～10g/mL的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液中加入1.0g聚偏氟乙烯，200～500r/min的转速下保持1h，然后向其中加入1.0g的导电剂SuperP碳，500r/min的转速下保持1h，在保持搅拌速率不变的情况下加入8.0g乙炔黑，待乙炔黑加入完毕，再向混合物中加入1g粒径为20～1000nm的铂纳米颗粒，搅拌1h，制备混合浆料；用自动涂膜烘干机将浆料均匀涂抹在两根直径8mm、长度120mm的高纯石墨碳电极棒表面，涂覆厚度30～100μm，并在70℃干燥24h得改造电极；在200mL容积的聚四氟乙烯反应釜顶盖开两个直径9mm开孔，将制备的两根电极由开孔插入，并用2301耐高温胶做好电极与开孔间的密封，两电极间可外加5～100V直流电压，即得到带电催化装置的水热釜；