本發(fā)明涉及紅外反射器件，具體涉及一種波段可調(diào)諧的紅外反射器件及其制備方法。

背景技術：

現(xiàn)代建筑給人類創(chuàng)造了辦公、學習、生活的室內(nèi)環(huán)境，室內(nèi)環(huán)境的舒適度和人們的生活健康息息相關。建筑、汽車廣泛采用制冷或者制熱裝置來保持環(huán)境的舒適度，與此同時，有害氣體的排放對于人類和環(huán)境帶來的傷害是無法估量的。隨著氣候的變化、人們的需求不斷地發(fā)生改變，而傳統(tǒng)的機械式的隔熱，制冷方式，例如：百葉窗、空調(diào)設備不能達到隨著人們需求和氣候的變化的智能調(diào)控。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種波段可調(diào)諧的紅外反射器件及其制備方法。

本發(fā)明所采取的技術方案是：

一種波段可調(diào)諧的紅外反射器件，包括相對設置的第一透光基板和第二透光基板以及電源組件，所述第一透光基板與所述電源組件的正極電性連接，所述第二透光基板與所述電源組件的負極電性連接，所述第一透光基板和所述第二透光基板之間封裝形成調(diào)節(jié)區(qū)，所述調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)填充有液晶混合物，所述液晶混合物中包括負性液晶、手性摻雜劑、光引發(fā)劑和聚合物網(wǎng)絡，所述聚合物網(wǎng)絡是由所述光引發(fā)劑引發(fā)所述可光聚合液晶單體聚合而成的網(wǎng)絡狀聚合物，所述負性液晶分散于所述聚合物網(wǎng)絡中，在所述第一透光基板和所述第二透光基板未通電的狀態(tài)下，所述負性液晶為具有單一螺距的膽甾相液晶，所述聚合物網(wǎng)絡能捕獲所述液晶混合物中的雜質(zhì)陽離子，在所述第一透光基板和所述第二透光基板通電的狀態(tài)下，所述陽離子在電場作用下向所述第二透光基板移動，帶動所述聚合物網(wǎng)絡向所述第二透光基板移動，使得所述膽甾相液晶的螺距發(fā)生改變。

在一些具體的實施方式中，在所述第一透光基板和所述第二透光基板通電的狀態(tài)下，所述陽離子在電場作用下向所述第二透光基板移動，帶動所述聚合物網(wǎng)絡向所述第二透光基板移動，靠近所述第一透光基板的膽甾相液晶的螺距變大，靠近所述第二透光基板的膽甾相液晶的螺距變小。

在一些具體的實施方式中，兩塊所述透光基板相對的表面上設有平行配向?qū)印?/p>

在一些具體的實施方式中，所述可光聚合單體為RM82或RM257。

在一些具體的實施方式中，所述負性液晶為LC-2079或BL109。

在一些具體的實施方式中，所述手性摻雜劑為S811或S1011。

在一些具體的實施方式中，所述光引發(fā)劑為Irgacure-369或Irgacure-651。

本發(fā)明還提供了一種波段可調(diào)諧的紅外反射器件的制備方法，包括以下步驟：

S1：制備第一透光基板和第二透光基板，所述第一透光基板和所述第二透光基板相對設置；

S2：在所述第一透光基板和所述第二透光基板相對的表面上旋涂配向?qū)?，并摩擦取向?/p>

S3：將所述第一透光基板和所述第二透光基板制備成液晶盒；

S4：稱取負性液晶、手性摻雜劑、可光聚合液晶單體、光引發(fā)劑混合，加熱使液晶轉(zhuǎn)變?yōu)楦飨蛲缘囊簯B(tài)，得到液晶混合物；

S5：將所述液晶混合物注入所述液晶盒，所述手性單體和所述手性摻雜劑使得所述負性液晶形成膽甾型螺旋結(jié)構；

S6：所述第一透光基板與所述電源組件的正極電性連接，所述第二透光基板與所述電源組件的負極電性連接。

在一些具體的實施方式中，用紫外光照射所述液晶盒，所述光引發(fā)劑引發(fā)所述可光聚合液晶單體聚合形成聚合物網(wǎng)絡。

在一些具體的實施方式中，所述配向?qū)訛槠叫信湎驅(qū)印?/p>

在一些具體的實施方式中，所述液晶混合物中所述負性液晶、手性摻雜劑、可光聚合液晶單體、光引發(fā)劑的質(zhì)量比為(80-90)：(3-13)：(5-15)：(0.1-0.8)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明將手性摻雜劑、可光聚合液晶單體、光引發(fā)劑與負性液晶混合，得到了液晶混合物，將液晶混合物填充至兩塊可接入電壓的透光基板中，光引發(fā)劑在紫外光的作用下引發(fā)所述可光聚合液晶單體聚合成聚合物網(wǎng)絡，所述手性摻雜劑使得所述負性液晶形成螺旋結(jié)構的膽甾相液晶，膽甾相液晶具有單一的螺距，特定的螺距結(jié)構反應特定波長的紅外光的波段。聚合物網(wǎng)絡上的酯基基團能夠捕捉液晶混合材料中的雜質(zhì)陽離子，在所述第一透光基板和所述第二透光基板通電的狀態(tài)下，所述聚合物網(wǎng)絡吸附所述混合液晶材料中的雜質(zhì)陽離子在電場作用下向與電源負極電連接的所述第二透光基板移動，電源負極附近的聚合物網(wǎng)絡帶動膽甾相液晶的螺距變小，電源正極附近的聚合物網(wǎng)絡帶動膽甾相液晶的螺距變大，從而產(chǎn)生一定的螺距梯度，從而使得紅外反射帶寬由窄變寬。通過調(diào)節(jié)兩塊透光導電基板之間的電壓大小，可以調(diào)控螺距梯度大小，從而調(diào)節(jié)紅外反射帶寬的大小。

附圖說明

圖1為波段可調(diào)諧的紅外反射器件的截面圖示意圖。

圖2為波段可調(diào)諧的紅外反射器件在未通電狀態(tài)下局部截面示意圖。

圖3為波段可調(diào)諧的紅外反射器件在通電狀態(tài)下局部截面示意圖。

圖4為波段可調(diào)諧的紅外反射器件在不同電壓下的紅外反射光譜圖。

具體實施方式

實施例1：

參照圖1，圖1為波段可調(diào)諧的紅外反射器件的截面圖示意圖，本發(fā)明提供了一種包括相對設置的第一透光基板1和第二透光基板2以及電源組件3，其特征在于，所述第一透光基板1與所述電源組件3的正極電性連接，所述第二透光基板2與所述電源組件3的負極電性連接，所述第一透光基板1和所述第二透光基板2之間通過封裝膠框6封裝形成調(diào)節(jié)區(qū)4，所述調(diào)節(jié)區(qū)4內(nèi)填充有液晶混合物，所述調(diào)節(jié)區(qū)4內(nèi)還設有用于支撐所述紅外反射器件厚度的間隔子5，所述間隔子5的高度等于所述調(diào)節(jié)區(qū)4的厚度。所述第一透光基板1和所述第二透光基板2相對的表面上均設有平行配向?qū)?。

參照圖2，圖2為波段可調(diào)諧的紅外反射器件在未通電狀態(tài)下局部截面示意圖，所述液晶混合物中包括負性液晶、手性摻雜劑、光引發(fā)劑和聚合物網(wǎng)絡9，述聚合物網(wǎng)絡9是由所述光引發(fā)劑引發(fā)所述可光聚合液晶單體聚合而成的網(wǎng)絡狀聚合物，在所述第一透光基板1和所述第二透光基板2未通電的狀態(tài)下，所述負性液晶為呈螺旋結(jié)構10的膽甾相液晶，所述膽甾相液晶具有單一螺距，所述液晶混合物中含有雜質(zhì)陽離子11和雜質(zhì)陰離子8，所述聚合物網(wǎng)絡9能捕獲所述液晶混合物中的雜質(zhì)陽離子11。

參照圖3，圖3為波段可調(diào)諧的紅外反射器件在通電狀態(tài)下局部截面示意圖，在所述第一透光基板1和所述第二透光基板2通電的狀態(tài)下，所述陽離子11在電場作用下向所述第二透光基板2移動，帶動所述聚合物網(wǎng)絡9向所述第二透光基板2移動，使得所述膽甾相液晶的螺距發(fā)生改變，靠近所述第一透光基板1的膽甾相液晶的螺距變大，靠近所述第二透光基板2的膽甾相液晶的螺距變小。根據(jù)以下公式：λ＝P×n，其中，P表示手性向列相液晶的指向矢在螺旋軸方向上旋轉(zhuǎn)2π的間距，即一個螺距，λ為單一螺距的膽甾相液晶反射波長，n為液晶的平均光折射率；Δλ＝(ne-no)×P＝Δn×P，其中，Δλ為反射光譜帶寬，Δn為雙折射率；當P值由單一值變成一個范圍時，液晶混合物所反射的波長以及反射的頻寬也會隨之變寬。

上述波段可調(diào)諧的紅外反射器件通過以下步驟制備得到：制備第一透光基板和第二透光基板，所述第一透光基板和所述第二透光基板相對設置；在所述第一透光基板和所述第二透光基板相對的表面上旋涂平行配向?qū)?，并摩擦取向；將所述第一透光基板和所述第二透光基板制備成液晶盒；配制液晶混合物，稱取81.4質(zhì)量份的負性液晶LC-2079、12.6質(zhì)量份的手性摻雜劑S811、5質(zhì)量份的可光聚合液晶單體RM82、1質(zhì)量份的光引發(fā)劑Irgacure-651混合，所述負性液晶LC-2079，其介電常數(shù)Δε＝—6.7，雙折射率Δn＝0.15，手性摻雜劑S811的結(jié)構式為所述液晶單體RM82的結(jié)構式為所述光引發(fā)劑Irgacure-651的結(jié)構式為然后在熱臺以50r/s、60℃攪拌5min，待其混合均勻，得到液晶混合材料；在黃光條件下，將混合液晶材料加熱到60℃，使液晶混合材料轉(zhuǎn)變?yōu)槟戠尴嘁壕Щ旌衔铮粚⑺鲆壕Щ旌衔镒⑷胨鲆壕Ш?，所述手性單體和所述手性摻雜劑使得所述負性液晶形成膽甾型螺旋結(jié)構；所述第一透光基板與所述電源組件的正極電性連接，所述第二透光基板與所述電源組件的負極電性連接；用紫外光照射所述液晶盒，所述光引發(fā)劑引發(fā)所述可光聚合液晶單體聚合形成聚合物網(wǎng)絡。

實施例2：

本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于：所述可光聚合單體為RM257，其結(jié)構式為所述負性液晶為BL109，其介電常數(shù)Δε＝—6～—14，雙折射率Δn＝0.1～0.15，所述手性摻雜劑為S1011，其結(jié)構式為所述光引發(fā)劑為Irgacure-369，其結(jié)構式為