[发明专利]一种UV光固化液晶结构色薄膜及其制备方法

说明书

一种UV光固化液晶结构色薄膜，其特征在于所述UV光固化液晶结构色薄膜是先将胆甾相液晶材料均匀的分散在聚乙烯醇和聚乙二醇二丙烯酸酯的混合体系中，再通过UV光固化形成的具有聚合物分散液晶特征的液晶结构色薄膜。本发明还提供上述UV光固化液晶结构色薄膜的一种制备方法。本发明的UV光固化液晶结构色薄膜通过优化PDLC液晶结构色薄膜的网络结构，具有更好的液晶分散封装性和颜色呈现效果，且具有固化速度快和节能环保等特点。本发明UV光固化液晶结构色薄膜具有制备工艺简单，成本较低等优点。

技术领域

本发明涉及液晶结构色材料，具体涉及一种UV光固化液晶结构色薄膜及其制备方法。

背景技术

大自然中发现了许多动植物可以根据环境的刺激来调整其身体颜色，以达到伪装和交流的目的，这些有趣的现象激发了科研人员对仿生颜色响应体系的深入研究，而胆甾型液晶（CLC）结构色材料在这方面显示出巨大潜力。CLC分子能自组装形成周期性的有序结构，垂直于取向方向的螺旋轴具有对应螺距，当CLC的螺距与可见光的波长相当时，由于其选择性布拉格反射而会呈现特定波长的颜色。公开号CN 109143712 A、CN 109161385 A、CN110187581 A的中国发明申请说明书披露了这类CLC材料薄膜及其制备方法。

CLC实现结构色效果必须处于其介晶区间中，良好的流动性限制其应用范围和价值。通过微胶囊化等相分离技术将CLC限制在聚合物基体中，可以保护CLC免受不利的环境影响并保留了相应的颜色表达特性。微胶囊化技术具有相分离程度较高、工艺过程简便等特点，公开号CN 106890607 A、CN 108786676 A的中国发明申请说明书披露了这类微胶囊化液晶的制备方法。但是CLC微胶囊化后无法直接得到液晶结构色薄膜，还需进一步的处理。

聚合物分散液晶（PDLC）体系是由连续的聚合物基体和分散在其中的胆甾相液晶液滴组成，通过溶剂相分离、UV固化、热交联等技术，可以得到具有特殊用途的光学薄膜。该方法制备成膜工艺简单化，既能保留了液晶的颜色表达特性，又方便薄膜的器件化应用。公开号CN 110376783 A、CN 111607037 A、CN 106632772的中国发明申请说明书披露了聚合物分散液晶调光薄膜的制备方法。但是聚合物及其网络结构的存在也会干扰液晶分子的理想排布，并导致强烈的光散射现象，影响液晶结构色的呈色效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种UV光固化液晶结构色薄膜及其制备方法，这种UV光固化液晶结构色薄膜通过优化PDLC液晶结构色薄膜的网络结构，具有更好的液晶分散封装性和颜色呈现效果，且具有固化速度快和节能环保等特点。采用的技术方案如下：

一种UV光固化液晶结构色薄膜，其特征在于所述UV光固化液晶结构色薄膜是先将胆甾相液晶材料均匀的分散在聚乙烯醇和聚乙二醇二丙烯酸酯的混合体系中，再通过UV光固化形成的具有聚合物分散液晶特征的液晶结构色薄膜。

本发明还提供上述UV光固化液晶结构色薄膜的一种制备方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）将聚乙烯醇水溶液在预设温度条件下与胆甾相液晶材料混合，并且搅拌均匀，降温至室温后得到白色溶胶乳液；

（2）将含有光引发剂的聚乙二醇二丙烯酸酯水溶液加入白色溶胶乳液中，并在室温下搅拌均匀，得到聚合物分散液晶水凝胶；

（3）将聚合物分散液晶水凝胶转移到承印物表面上，形成聚合物分散液晶水凝胶层；

（4）在紫外光照射下使聚合物分散液晶水凝胶层固化，得到所述UV光固化液晶结构色薄膜。

上述室温是指20-30℃。

优选步骤（1）中，将聚乙烯醇加入到去离子水中后，加热到90℃-95℃并持续匀速搅拌30-60分钟，搅拌速度为500-1500rpm，得到均匀的聚乙烯醇水溶液；再将胆甾相液晶材料在预设温度条件下加入到聚乙烯醇水溶液中，以1500-3000rpm的转速高速机械搅拌均匀，降温至室温后得到白色溶胶乳液。