[发明专利]温敏显色的液晶微胶囊及其制备方法

说明书

本发明提供了一种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，壁材是由至少一种多元酰氯化合物和至少两种多元胺化合物通过界面聚合形成的，其中，多元胺化合物所含的碳原子不少于5个。本发明还公开了该温敏显色的液晶微胶囊的制备方法。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，在提高反射率的同时，耐溶剂性可大大提升，从而增加液晶微胶囊的稳定性，扩大其应用范围。

技术领域

本发明涉及液晶微胶囊，具体涉及一种耐溶剂的温敏显色的液晶微胶囊及其制备方法。

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。

微胶囊一般由壁材和芯材组成，壁材一般为天然高分子或者合成类高分子。由于在液晶微胶囊中，胆甾相液晶被壁材包覆，被胆甾相液晶反射的光线透过壁材时，会有部分的反射光被壁材反射或散射掉，从而影响液晶微胶囊的最终反射率，所以胆甾相液晶与壁材的光学匹配性对液晶微胶囊的显色亮度影响很大。同时壁材与芯材的相互作用，会影响胆甾相液晶在液晶微胶囊中的排列，从而也影响反射率，所以壁材的选择很重要。目前常用的主要有明胶、阿拉伯胶以及烯烃类的聚合物。此类液晶微胶囊具有优异的耐水性，但不耐溶剂，且反射率较低，从而限制了液晶微胶囊的应用领域。

因此，需要提供一种耐溶剂性可显著提升且反射率可同时提高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，包括芯材和壁材，其中芯材为胆甾相液晶，壁材是由至少一种多元酰氯化合物和至少两种多元胺化合物通过界面聚合形成的，其中，多元胺化合物所含的碳原子数不少于5个。在优选实施方案中，多元胺化合物所含的碳原子数为5~12个。

在优选实施方案中，多元胺化合物中的至少一种具有支链结构。

在优选实施方案中，多元胺化合物选自己二胺、2,2,4-三甲基己二胺、2,4,4-三甲基己二胺、1,5-戊二胺、辛二胺、癸二胺、对苯二胺、间苯二胺、三乙烯四胺、3,3'-二氨基二丙胺、4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺、N-甲基-2,2-二氨基二乙胺、三(2-氨基乙基)胺、亚精胺、精胺和四乙烯五胺。

在优选实施方案中，多元酰氯化合物选自对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、1,3,5-苯三甲酰氯、琥珀酰氯、草酰氯、己二酰氯中的一种或多种。

在优选实施方案中，胆甾相液晶选自胆固醇乙酸酯、胆固醇丙酸酯、胆甾醇正丁酸酯、胆固醇壬酸酯、苯甲酸胆固醇脂、胆固醇油酸碳酸酯、胆甾醇油酸酯、氯化胆固醇、胆甾烯基亚油酸酯、胆甾醇肉桂酸酯、胆甾醇乙基碳酸酯、胆甾烯基异硬脂酰基碳酸酯、胆甾烯基丁烯酸酯、胆甾烯基碳酸酯中的至少两种。

在优选实施方案中，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，液晶微胶囊的粒径范围为2~30微米。