[发明专利]一种液晶多层膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种液晶多层膜及其制备方法，属于光学膜技术领域，本发明提供的液晶多层膜包括紫外线阻挡材料和胆甾相液晶层，胆甾相液晶包括可聚合液晶单体、可聚合手性掺杂剂及光引发剂，使用液晶多层膜能够过滤自然光中的紫外线与近红外线，在降低了自然光的热效应的同时，减轻了紫外线对人和物造成的伤害，使可见光具有高光通率并使经过液晶多层膜的自然光色彩不失真。

技术领域

本申请实施例涉及但不限于光学膜技术领域，尤其涉及一种液晶多层膜及其制备方法。

背景技术

窗户是建筑、车辆等现代建筑的重要组成部分，它可以让自然光进入室内空间，对居住者提供舒适、健康和安全的环境。然而，通过窗户进入的自然光也会带来危险和不适，太阳光由紫外线(300-400nm)、可见光(400-700nm)和近红外线(700-2500nm)组成。紫外线与材料相互作用，例如建筑物内的家具，会导致变色和降解，并与人的皮肤相互作用，对人们的健康产生潜在的负面影响。因此，窗户材料最好能阻挡紫外线。可见光透射会极大地影响建筑的舒适度和外观。窗户材料与太阳光谱的这部分相互作用决定了窗户的着色。近红外太阳光占太阳能的52％，并在加热室内空间中起主要作用，这可能导致居住者热不适并增加用于人工制冷的能源消耗。为了保护室内材料和乘员免受紫外线的伤害，通常使用夹层玻璃，其中在玻璃层之间夹有一层紫外线吸收中间层，例如聚乙烯醇缩丁醛。

窗户的另一个重要性能是其隔热能力，这主要取决于窗户材料与近红外太阳光的相互作用。为此，广泛使用含金属的IR吸收染料。这些染料降低了日光透射率，但也基本上吸收了可见部分，因此会给窗玻璃着色。此外，它们会加热并散发内部的热量。也可以在玻璃顶部上涂上一层薄的金属基层，通常被称为低辐射涂层，它们能够反射近红外太阳光。需要精确控制层厚度(40nm)以获得均匀且高可见光透射率，这可以通过气相沉积技术获得。

近红外光也可以使用光子结构反射。在光子结构中，周期性地构造具有不同折射率(n)的材料，因为它们可以在材料界面反射特定波长的光。最简单的光子结构是一种多层结构，其中两种具有不同折射率的材料交替出现，这称为分布式布拉格反射器。图1为布拉格反射器的结构示意图。通过精确控制每一层的厚度和折射率的变化，可以将选择性反射带设置为近红外线。

作为光子结构的替代，胆甾型液晶(CLC)可用作近红外反射材料。液晶是一种材料，其性质介于三维有序固体和各向同性液体之间。液晶在一维或二维上具有远距离有序，因此具有各向异性。例如，液晶是双折射的，这意味着平行于长分子轴(n_e)的折射率不同于垂直于该分子轴的折射率(n_o)。通过将手性掺杂剂添加到液晶材料中，连续的液晶平面的分子指向矢以周期性的螺旋方式相对于彼此旋转。图2为CLC周期性螺旋结构的示意图。

发明内容

本申请实施例提供了一种液晶多层膜及其制备方法，能够同时过滤紫外线与近红外线，在降低了自然光的热效应的同时，减轻了紫外线对人和物造成的伤害，并且具有高可见光光通率，使经过液晶多层膜的自然光色彩不失真。

第一方面，本申请实施例提供了液晶多层膜，包括第一紫外线阻挡材料和第一胆甾相液晶层，所述第一胆甾相液晶层覆在所述第一紫外线阻挡材料上。

具体地，所述第一胆甾相液晶层由包括可聚合液晶单体、可聚合手性掺杂剂和光引发剂的液晶混合物制得。

具体地，所述可聚合手性掺杂剂为左旋手性掺杂剂，所述液晶混合物包括可聚合液晶单体、1.2-6.5wt％左旋手性掺杂剂和0.5-5wt％光引发剂；或者所述可聚合手性掺杂剂为右旋手性掺杂剂，所述液晶混合物包括可聚合液晶单体、2.6-18.8wt％右旋手性掺杂剂和0.5-5wt％光引发剂。

具体地，所述液晶多层膜还包括，至少第二胆甾相液晶层涂覆在所述第一胆甾型液晶层上。

具体地，所述液晶多层膜还包括，第二紫外线阻挡材料，所述第二紫外线阻挡材料相对于所述第一紫外线阻挡材料涂覆在所述液晶多层膜的另一侧上。