本发明涉及液晶材料技术，具体涉及一种核壳结构液晶微球及其制备方法。
背景技术：
液晶由于具有介电各向异性及光学各向异性，在光电领域有着广泛的应用，液晶显示器是目前最主流的显示设备。液晶还具有多种相态，各相态均有着独特的光电性能，有很多潜在的应用。但液晶又有着液体的流动性，在应用过程中均需要封装，给其应用带来了限制。
如果能将液晶封装在固体的“壳”中，则可以很方便地储存、运输及应用。本发明通聚合过程中可聚合单体的迁移制备了核壳结构液晶微球，可应用在显示、广告、标识等领域。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种核壳结构液晶微球。
本发明的具体思路为：配制液晶/可聚合单体/紫外吸收剂/引发剂混合物。由于紫外吸收剂具有紫外吸收特性，在紫外光的传播方向上存在紫外光强度梯度，紫外光强度强的区域可聚合单体的聚合速度较快，反之则较慢，沿紫外光的传播方向上可聚合单体的聚合速度逐渐减弱，远离紫外光源一侧的未聚合多可聚合单体将逆紫外光传播方向而向靠近紫外光源一侧扩散，在完全聚合后，靠近紫外光源一侧与远离紫外光源一侧的可聚合单体浓度被固定下来，充分的聚合将产生聚合物与液晶两分离的相。
将液晶/可聚合单体/紫外吸收剂/引发剂混合物制备成乳液、或分散、悬浮在介质中，将紫外光源置于反应器的一侧，搅拌条件下经聚合即可制得核壳结构液晶微球。
所述的液晶可以是向列相、近晶相及胆甾相，可以是一种具有液晶相态的单体，也可以是多种液晶单体的混合物。举例如石家庄诚志永华显示材料有限公司生产的e7液晶，由51%戊基联苯腈、25%庚基联苯腈、16%辛氧基联苯腈、8%戊基三联苯腈组成。
所述的聚合实施方式可以是乳液聚合、分散聚合、悬浮聚合。优选易于控制粒径及粒径分布的乳液聚合。
所述的可聚合单体是指在紫外光照射下可聚合的化合物，具有一个或多个可聚合基团。可聚合基团为丙烯酰基、甲基丙烯酰基、氟丙烯基、氯丙烯基、三氟甲基丙烯基、氧杂环丁烷基、乙烯醚基、乙烯基甲酮基、马来酰亚胺基、苯基马来酰亚胺基、乙烯基、苯乙烯基、二乙酰基和环氧基中的一种或多种。可举例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十一烷基酯、丙烯酸月桂醇酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸硬脂酯等丙烯酸酯类。另外，可举例出例如甲基丙烯酯甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸十一烷基酯、甲基丙烯酸月桂醇酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等甲基丙烯酸酯类。另外，还可列举出丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸等。另外，还可列举出苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、二甲基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、二乙烯基苯、苯乙烯基磺酸钠等芳香单体，乙酸乙烯酯、新壬酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯等乙烯基单体，氯化乙烯、偏二氯乙烯、氟化乙烯、偏二氟乙烯、三氯乙烯、甲氟乙烯、2-氯丙烯、2-氟化丙烯、六氟丙烯等卤化烯烃单体，丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等共轭系二烯烃单体等。另外，还可列举出乙烯、马来酸酐、马来酸甲酯、乙烯基磺酸钠等。这些单体可以仅使用一种，也可以使用两种以上。上述之中，可以合适地利用丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、苯乙烯、共轭二烯烃等单体。
所述紫外光吸收剂为二苯甲酮类、烯类、偶氮类或膦盐。
所述的引发剂为紫外光聚合引发剂，可以是过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、苯偶姻醚类、二苯甲酮类、苯乙酮类、苯偶酰缩酮类、二芳基碘鎓盐、三芳基锍鎓盐、二苯基碘鎓四氟硼酸盐、二苯基碘鎓六氟膦酸盐、二苯基碘鎓砷酸盐、二苯基碘鎓四（五氟苯基）硼酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓四氟硼酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓六氟膦酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓六氟砷酸盐、双（4-叔丁基苯基）碘鎓二苯基碘鎓四氟硼酸盐、双（4-叔丁基苯基）碘鎓二苯基碘鎓六氟膦酸盐、双（4-叔丁基苯基）碘鎓二苯基碘鎓三氟甲烷磺酸盐、三苯基锍鎓六氟膦酸盐、三苯基锍鎓六氟砷酸盐、三苯基锍鎓四（五氟苯基）硼酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍鎓四氢硼酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍鎓四氢膦酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍鎓四氢砷酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍鎓三氟甲烷磺酸酯、4-甲氧基苯基二苯基锍鎓三苯基锍鎓四（五氟苯基）硼酸盐、4-苯基苯硫基二苯基锍鎓六氟砷酸盐、苯偶酰二甲基缩酮和双（2，4，6-三甲基苯甲酰基）-苯基膦氧化物中的一种。
所述的介质根据聚合实施方式的不同，可选择水或有机溶剂，如苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、正丁基苯、二乙基苯、四氢化萘、甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环戊酮、环己酮、乙酸乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙二醇单甲醚醋酸酯、丙二醇单甲醚醋酸酯、丙二醇单乙醚醋酸酯、2-吡咯烷酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯、叔丁醇、二丙酮醇、丙三醇、单乙酸甘油酯、乙二醇、三乙二醇、己二醇、乙二醇单甲醚、乙基溶纤剂和丁基溶纤剂中的一种或多种。
采用乳液聚合时，根据所选用的可聚合单体及液晶的特性，可选择相应的离子型、非离子型表面活性剂为乳化剂。
示例性非离子表面活性剂包括乙氧基化单-、二-和三烷基酚（乙氧基化程度：3-50，烷基：c4-c12）和乙氧基化脂肪醇（乙氧基化程度：3-80；烷基：c8-c36），其可以以lutensol®和triton®商标分别由basfaktiengesellschaft和unioncarbide购得。
示例性阴离子型表面活性剂包括烷基硫酸酯（烷基：c8-c12）；乙氧基化链烷醇的硫酸酯（乙氧基化程度：4-30，烷基：c12-c18）和乙氧基化烷基酚（乙氧基化程度：3-50，烷基：c4-c12）；烷基磺酸（烷基：c12-c18）；和烷基芳基磺酸（烷基：c9-c18）的碱金属盐和铵盐。
示例性阳离子型表面活性剂包括c6-c18烷基-、-芳烷基-或杂环的伯铵盐、仲铵盐、叔铵盐和季铵盐，链烷醇铵盐，吡啶鎓盐，咪唑啉鎓盐，恶唑啉鎓盐，吗啉鎓盐，噻唑啉鎓盐，以及胺氧化物的盐，喹啉鎓盐，异喹啉鎓盐，鋶盐和鏻盐。可以提到的具体实例为十二烷基乙酸铵或相应的盐酸盐，氯化物，或各种2-（n,n,n-三甲基铵）乙基链烷酸酯的乙酸盐、n-十六烷基吡啶鎓氯化物、n-月桂基吡啶鎓硫酸盐和n-十六烷基-n，n，n-三甲基溴化铵、n-十二烷基-n，n，n-三甲基溴化铵、n，n-二硬脂酸-n，n-二甲基氨化铵以及n，n-（月桂基二甲基）乙二胺二溴化物。
在采用分散聚合及悬浮聚合时，选用相应的分散剂和稳定剂。可以已知方式使用的有：有机保护胶体，如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮共聚物和羟烷基纤维素，或者无机悬浮剂，如细碎的磷酸三钙和磷酸钡，或者用有机保护胶体和无机悬浮剂组成的混合物。
优选地，除以上可聚合单体/液晶/紫外吸收剂/引发剂/乳化剂/分散剂/稳定剂/分散介质，还可以根据需要添加着色染料、阻聚剂、无机粒子。
紫外光既可选择紫外a也可选择紫外b段，此时，所采用的引发剂其最大吸收波长应与紫外光的波长一致。
紫外光源可选择高压汞灯、冷光源紫外灯、led光源紫外灯及紫外激光。优选经济耐用的高压汞灯。
具体实施方式
下面通过具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例一
向500ml的上端盖为石英玻璃的反应瓶中加入100克水，0.076克羟乙基纤维素、0.019克磷酸三钙和0.005克edta作为悬浮介质。向其中加入50克含有12.0克丙烯酸1，6-己二醇酯、2.05克紫外吸收剂uv-531、1.81克irgacure651和0.013克过氧苯甲酸叔丁酯的季戊四醇四丙烯酸酯及120克液晶teb-30b（石家庄诚志永华显示材料有限公司产）。将反应瓶置于高压汞灯之下，使反应瓶表面的365nm紫外光强度为2.5mw/cm2。开动搅拌，将该混合物加热到90℃，在该温度下保温13小时。反应结束，用布氏漏斗抽滤反应混合物，用200ml乙醇及去离子水分别洗涤所得微球三次，50℃下真空干燥，得到核壳结构液晶微球。
实施例二
在一个250ml反应瓶中加入4.80克甲基丙烯酸甲酯、0.09克甲基丙烯酸、0.22克十六烷、1.21克烷基化聚乙烯基吡咯烷酮（antaronav220）、0.11克二乙烯基苯、0.25克紫外光引发剂irgacure184、0.35克紫外吸收剂(e)-1-己氧基-4-（4’-（己基磺酰基）苯乙烯基）苯、15.0克e7（石家庄诚志永华显示材料有限公司生产），充分搅拌。待用。
在另一个250ml反应瓶中加入94.2克水、0.11克十二烷基磺酸钠、0.10克碳酸氧钠，搅拌溶解。
将以上两个反应瓶混合物转入500ml上端盖为石英玻璃的反应瓶中，将其置于超声清洗器中超声振荡10分钟以形成微乳液。将反应瓶置于高压汞灯下，使反应液表面的365nm的紫外光强度为5.3mw/cm2，开动乳化机，维持搅拌速度为3000转/分钟，常温下反应10小时。反应完毕，将反应混合物离心分离，得到核/壳结构液晶微球，分别200ml乙醇、去离子水洗涤离心，50℃下真空干燥，得到纯品。
最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。