专利名称：环氧树脂紫外光致阳离子聚合制备聚合物分散液晶的方法
技术领域：
本发明属于液晶应用 技术领域，特别是提供了一种基于环氧树脂的聚合物分散液晶(PDLC)薄膜材料的紫外光引发阳离子聚合诱导相分离的制备方法，制备的薄膜材料可以广泛应用于液晶显示、智能玻璃及其相关领域的研究中。
背景技术：
聚合物分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal，以下简称PDLC)是有双折射性质的液晶微滴均勻分散于连续的聚合物基体中形成的复合材料。当不对PDLC膜施加电场时，液晶微滴的指向矢随机分布，由于光通过液晶微滴的有效折射率与通过聚合物基体的折射率不匹配，光线在液晶与聚合物的界面上发生多次反射和折射，PDLC膜强烈散射入射光且呈乳白色的不透明态。当给PDLC膜施加足够的电场时，液晶微滴的指向矢沿电场方向排列，如果选用的液晶的寻常光的光折射率与聚合物的折射率匹配，光线直接透过 PDLC膜，而呈现透明态。由于其独特的光电性能和不需要偏振片、不需要取向处理、制作简单、制造成本低等优点，因此有着广泛的应用前景。目前，PDLC材料已经在光电器件方面得到了广泛的应用，诸如电控智能玻璃、大面积柔性显示、液晶光栅和衍射光学等方面。PDLC薄膜制备中最为重要的环节是如何保证PDLC薄膜具有优良的电光性能和良好的稳定性。目前，国内外对PDLC薄膜的研究主要着眼于降低PDLC薄膜的驱动电压，缩短 PDLC薄膜的响应时间，提高其对比度以及稳定性。PDLC薄膜的电光性能与聚合物高分子网络结构密切相关，因此在保证PDLC薄膜具有优良的性能，不同的光可聚合单体的选择以及混配比例，显得尤为重要。到目前为止，制备PDLC材料主要有两类方法环氧树脂热聚合诱导液晶相分离法和紫外光致丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯自由基聚合诱导液晶相分离法。然而，上述的两种方法仍存在着一些亟需解决的问题。对于紫外光致自由基聚合体系，虽然丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体聚合速度快、 容易改性以得到具有所需性能的聚合单体，而且在市场上也有众多的自由基光引发剂可以利用，但是这些丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体有相对易挥发、气味难闻、相对毒性大和价格高等缺点。另外，光致自由基聚合对分子氧特别敏感，容易发生氧阻聚，更重要的是该体系聚合物基体和ITO塑料薄膜之间粘结力不够紧密，从而容易导致ITO塑料薄膜脱落。这些都给大规模的PDLC膜生产带来了很大的困难，不仅降低了产品的性能质量，还严重影响了产品的经济效益。众所周知，环氧树脂有易加工、相对低的成本、毒性小、聚合收缩小、好的粘结性能和耐化学腐蚀性能，因此环氧树脂热聚合法制备PDLC膜也得到了广泛的应用。虽然环氧树脂热聚合法制备PDLC膜能克服光致自由基聚合体系的粘结力不足的问题，但是由于其聚合温度过高和聚合时间长造成了生产能耗的上升，大大提高了产品成本和制约了其大规模生产。而且受生产设备制约所生产的产品尺寸有限，造成后续使用的困难。这些缺点都严重制约了环氧树脂热聚合法制备PDLC膜更广泛的使用。正因如此，寻找一种能够替代上述两种方法的制备PDLC薄膜材料的方法成为必要，紫外光致环氧树脂阳离子聚合由于对氧分子不敏感性、后期暗聚合、低的收缩率、好的粘结性能、好的耐化学腐蚀性能和相对较快的聚合速度成为研究者们关注的焦点。阳离子光引发剂(如二芳基碘鐺盐和三芳基硫鐺盐)是一种非常重要的光引发齐U，其在紫外光辐照下光活化到激发态，分子发生系列分解反应，最终产生超强质子酸(也叫布朗斯特酸)。三芳基硫鐺盐的光分解反应方程式如下所示
权利要求
1.一种环氧树脂紫外光致阳离子聚合制备聚合物分散液晶的方法，其特征在于，具体包括以下步骤将紫外光可聚合环氧单体和与所述紫外光可聚合环氧单体折射率匹配向列相液晶按质量比3:2 3:7之间混合均勻，加入占总质量2. Owt% 10. 0wt%的阳离子光引发剂和占总质量1. 0wt% 10. 0wt%的玻璃微珠后混合均勻，涂覆于两层透明氧化铟锡导电塑料薄膜之间，用辊挤压成薄膜，将所述被薄膜在温度20°C 60°C，用波长为365nm的紫外光对薄膜进行辐照10. 0 30. 0分钟，固化形成PDLC薄膜材料。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂紫外光致阳离子聚合制备聚合物分散液晶的方法， 其特征在于，所述紫外光可聚合环氧单体为含有缩水甘油类环氧的一种或几种混合。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂紫外光致阳离子聚合制备聚合物分散液晶的方法， 其特征在于，所述紫外光可聚合环氧单体的活性官能团的数量为1 4。
4.根据权利要求1所述的环氧树脂紫外光致阳离子聚合制备聚合物分散液晶的方法， 其特征在于，所述紫外光可聚合环氧单体的分子链中含有刚性链或柔性链基团。
5.根据权利要求1所述的环氧树脂紫外光致阳离子聚合制备聚合物分散液晶的方法， 其特征在于，所述玻璃微珠的直径为5 μ m 20 μ m。
6.根据权利要求1所述的环氧树脂紫外光致阳离子聚合制备聚合物分散液晶的方法， 其特征在于，所述紫外光光致阳离子引发剂为二芳基碘鐺盐、三芳基硫鐺盐或铁芳烃盐。
全文摘要
本发明属于液晶应用技术领域，提供了一种紫外光阳离子聚合制备基于环氧树脂的聚合物分散液晶(PDLC)薄膜材料的方法。其特征是将紫外光可聚合环氧单体和向列相液晶按一定的质量比混合均匀，然后加入占一定质量的阳离子光引发剂和玻璃微珠后混合均匀，涂覆于两层透明氧化铟锡(ITO)导电塑料薄膜之间，用辊挤压成不同厚度的膜，在温度20℃～60℃下用365nm的紫外光对薄膜进行光辐照10.0～30.0分钟，固化形成PDLC薄膜材料。其优点在于通过紫外光可聚合环氧单体的聚合交联反应，能增强制成的PDLC薄膜的聚合物网络强度、热稳定性和提高高分子网络与氧化铟锡(ITO)膜之间的结合力，同时改善制成的PDLC薄膜的电光性能，使其有较快的响应时间和较大的对比度。
文档编号C09K19/52GK102220139SQ20111010058
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者刘芳, 宋平, 张婷婷, 张翠红, 曹晖, 杨槐, 王菲菲 申请人:北京科技大学