[发明专利]温敏显色的液晶微胶囊及其制备方法和温敏显色的容器

说明书

本发明提供了一种包括芯材和壁材的温敏显色的液晶微胶囊，芯材为胆甾相液晶，壁材由多元异氰酸酯聚合形成，其中多元异氰酸酯的异氰酸基团被有机物部分修饰。本发明还公开了该温敏显色的液晶微胶囊的制备方法和涂覆有该温敏显色的液晶微胶囊的温敏显色的容器。本发明的温敏显色的液晶微胶囊根据作为芯材的液晶配方的不同能在不同的温度范围随温度变化显示不同的颜色，而且反射率可大大提高，从而增加显示颜色的鲜艳度。通过加入辅助壁材，可以在进一步提高反射率的同时，显著提升液晶微胶囊的耐溶剂性和稳定性。

技术领域

本发明涉及液晶微胶囊及其制备和应用，具体涉及可提高反射率的温敏显色的液晶微胶囊及其制备方法和温敏显色的容器。

背景技术

液晶是介于固体与液体之间的一种特殊的形态，它既有液体的流动性又兼具晶体的各向异性。根据形成液晶态的物理条件，液晶主要分为溶致液晶与热致液晶，而热致液晶根据其内部分子排列的有序状态又可以分为向列相液晶、胆甾相液晶以及近晶相液晶。胆甾相液晶可以被认为是一种特殊的向列相液晶，液晶分子在短轴方向上排列成层，层内分子杂乱无章，但彼此平行排列，不同层分子长轴取向也各不相同，沿层的法线方向周期性旋转排列成螺旋结构。液晶分子的扭曲旋转会引起折射率的改变，从而反射特定波长的入射光，其中胆甾相液晶能反射的入射光波长与螺距P有关，可用布拉格反射公式表示：λ＝2nPsinφ表示，其中λ为反射光的波长，n为胆甾相液晶的平均折射率，φ为反射光与液晶表面的夹角。当反射的入射光波长落在可见光范围内，即可达到显色的效果。大多数胆甾相液晶的螺距很容易受到外部(如磁场、电场、光、温度等)的影响而发生改变，因此胆甾相液晶在光学显色领域有着广泛的应用前景。然而，由于胆甾相液晶的流动性使其加工性能以及稳定性能均比较差，为了能保持其可调控的光学性能的应用，一般将胆甾相液晶进行微胶囊化处理。

微胶囊一般由壁材以及芯材组成，壁材一般为天然高分子或者合成类高分子，其传统的制备方法主要有界面聚合、溶剂挥发、复凝聚以及原位聚合等。界面聚合法由于制备工艺简单、不需要昂贵的仪器设备、对反应条件和反应单体的纯度以及配比要求不高、且反应迅速等优点，特别适合应用于大批量的工业化生产。目前采用界面聚合法制备的液晶微胶囊中最具代表性的是以聚氨酯或者聚脲为壁材包覆胆甾相液晶，但由于合成聚脲壁材的异氰酸酯基团活泼性高，反应速率非常迅速，生成的聚脲壁材柔韧性差，所制备的液晶微胶囊用于涂布显色时反射率低，且稳定性差。

因此，需要提供一种反射率可显著提高、更稳定、制备工艺简便、成本低的温敏显色的液晶微胶囊。

发明内容

为解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种温敏显色的液晶微胶囊，温敏显色的液晶微胶囊包括芯材和壁材，其中芯材为胆甾相液晶，壁材由多元异氰酸酯聚合形成，其中多元异氰酸酯的异氰酸基团被有机物部分修饰。

在优选实施方案中，温敏显色的液晶微胶囊的粒径范围为1～50微米。在更优选的实施方案中，温敏显色的液晶微胶囊的粒径范围为2～30微米。

在优选实施方案中，多元异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、二环己甲烷4,4’-二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二甲基二异氰酸酯的加成物或低聚物。

在优选实施方案中，修饰的方式包括取代和加成。

在优选实施方案中，有机物为有机胺、脂肪酸或脂肪醇。

在优选实施方案中，多元异氰酸酯的异氰酸基团被有机物部分修饰的修饰度为0.5～1.8。

在优选实施方案中，温敏显色的液晶微胶囊还包括辅助壁材，辅助壁材包括聚氨酯树脂、聚脲树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂和氨基树脂。