一種摻納米導(dǎo)電粒子的pdlc薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種roix薄膜及其制備方法，具體涉及一種摻納米導(dǎo)電粒子的roix 薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚合物分散液晶（Polymer Dispersed Liquid Crystal，簡(jiǎn)稱F1DLC)是一種液晶以 微滴形式均勾分散于高分子基質(zhì)中的液晶/高分子復(fù)合材料，它具有電場(chǎng)可調(diào)控性和良好 的電光特性，價(jià)格相對(duì)低廉，易于加工，并且應(yīng)用廣泛，可用作電光窗、液晶光閾、相位光柵、 全息記錄膜等，是當(dāng)前顯示技術(shù)領(lǐng)域的熱門研宄課題。
[0003] -般認(rèn)為，roix的工作原理是：PDLC由聚合物基體與液晶微滴組成，其中液晶的 光軸具有電場(chǎng)可調(diào)控性，當(dāng)加上足夠的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，液晶光軸受電場(chǎng)作用沿電場(chǎng)方向呈現(xiàn) 一致的平行排列，從而所有的液晶微滴中的液晶分子光軸方向一致，此時(shí)液晶微滴與聚合 物折射率達(dá)到完全匹配狀態(tài)，高分子聚合物和液晶分子之間沒有散射，因此光透過率增加， 如果外加電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)充分大，垂直透過率將達(dá)到最大，為開態(tài)；當(dāng)外加電場(chǎng)消失時(shí)，由于液晶 分子與高分子聚合物界面之間的錨定作用，液晶分子光軸雜亂，所有微滴也是無序的排列， 由于液晶分子具有較強(qiáng)的光學(xué)各向異性和介電各向異性，液晶微滴的尋常光折射率與聚合 物折射率失配，因此微滴和高分子聚合物之間互相發(fā)生散射作用，此時(shí)入射光垂直透過率 極低，PDLC外觀表現(xiàn)為不透明的乳白狀態(tài)，即為關(guān)態(tài)。
[0004] 基于roix的應(yīng)用，由于基礎(chǔ)研宄及工藝條件、設(shè)備方面的原因，難于實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。 其中roix相對(duì)較高的驅(qū)動(dòng)電壓成為其難于實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的原因之一，因而在保持對(duì)比度與 響應(yīng)時(shí)間的同時(shí)能有效的降低roix的驅(qū)動(dòng)電壓成為改良roix光電性能的一大難點(diǎn)與熱 點(diǎn)，但當(dāng)前針對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓的技術(shù)改良方法主要集中于液晶與聚合物本身的化學(xué)合成替換、 成膜工藝的研宄或驅(qū)動(dòng)方式的改變，這些方法對(duì)材料光電性能均有一定程度的改善，但制 備過程操作復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要求也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，并提供一種摻石墨烯納米導(dǎo)電粒子、驅(qū) 動(dòng)電壓低的roix薄膜及其制備方法。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案為，一種摻納米導(dǎo)電粒子的roix薄膜，由30~ 40質(zhì)量份的丙烯酸改性聚氨醋、10~20質(zhì)量份的TMPTA單體稀釋劑、4~6質(zhì)量份的石墨 烯納米導(dǎo)電粒子、2~3質(zhì)量份的有機(jī)硅消泡劑和40~50質(zhì)量份的液晶經(jīng)混合、固化制備 而成。
[0007] 本發(fā)明還對(duì)應(yīng)提供了摻納米導(dǎo)電粒子的roix薄膜的制備方法，包括如下步驟：
[0008] (1)將丙烯酸改性聚氨酯、TMPTA單體稀釋劑、石墨烯納米導(dǎo)電粒子和消泡劑混合 均勻得到聚合物基體，在聚合物基體中加入液晶并在常溫狀態(tài)下以100~300r/min的轉(zhuǎn)速 攪拌60~120分鐘，得到TOLC預(yù)聚漿料；
[0009] (2)采用涂刮工藝將roix預(yù)聚漿料涂覆在表面平整的離型紙上，涂覆厚度為1~ 20mm，隨后經(jīng)能量為150~300keV的電子束輻射固化0. 1~0. 3秒使得TOLC預(yù)聚漿料固 化成膜，將薄膜從離型紙上剝離，得到roix薄膜。
[0010] 由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的roix薄膜是在聚合物基體中摻入了適量的 石墨烯納米導(dǎo)電粒子，且石墨烯納米導(dǎo)電粒子均勻分散在聚合物基體中，減小了聚合物基 體的介電常數(shù)，由于同處于roix薄膜中的液晶微滴的介電常數(shù)并未發(fā)生改變，因此外加電 壓時(shí)，液晶微滴所分得的電壓增大，液晶光軸與電場(chǎng)方向角度減小，因此在相同外加電場(chǎng) 作用下，材料化學(xué)組分等其他條件均不變時(shí)，相比于在液晶中摻入石墨烯納米導(dǎo)電粒子的 F1DLC薄膜以及未摻入石墨稀納米導(dǎo)電粒子的F1DLC薄膜，這種在聚合物基體中摻入石墨稀 納米導(dǎo)電粒子的roix薄膜更容易受到電場(chǎng)的作用，透過率改變更快，因此該roix薄膜具有 更低的驅(qū)動(dòng)電壓。
[0011] 本發(fā)明提供的roix薄膜摻入納米導(dǎo)電粒子為石墨烯納米導(dǎo)電粒子，石墨烯為自 身偶極矩較大、可以產(chǎn)生較大誘導(dǎo)偶極矩的非金屬導(dǎo)電納米材料，因而在電場(chǎng)變化下會(huì)發(fā) 生轉(zhuǎn)向，可幫助同樣分散于聚合物基體中的液晶微滴的光軸取向，減少透過率的改變時(shí)間， 從而起到輔助降低驅(qū)動(dòng)電壓的作用；使用的有機(jī)硅消泡劑具有優(yōu)良的柔軟性和潤(rùn)滑性能， 消泡性能好，有利于改善制備的roix薄膜的質(zhì)量。
[0012] 本發(fā)明提供的I3DLC薄膜的制備方法，固化前將原料在常溫狀態(tài)下以100~300r/ min的轉(zhuǎn)速攪拌60~120分鐘，使得石墨烯納米導(dǎo)電粒子均勻分布于聚合物基體中，液晶呈 微滴狀并且在roix預(yù)聚漿料中均勻分布，最后采用涂刮工藝將roix預(yù)聚漿料涂敷于表面 平整的離型紙上并經(jīng)電子束輻射固化使之固化成膜，將固化后的薄膜從離型紙上直接剝離 得到該roix薄膜。研宄發(fā)現(xiàn)，uv光固化roix預(yù)聚漿料時(shí)產(chǎn)生大量熱，對(duì)roix薄膜附著的 承印物表面質(zhì)量有影響，進(jìn)而影響制備的roix薄膜質(zhì)量，本發(fā)明采用電子束輻射固化制備 roix薄膜，由于電子束輻射固化不產(chǎn)熱，因此可使用離型紙作為承印物，固化得到的roix 薄膜剝離時(shí)不需使用溶劑或紫外光，可直接剝離并且制備的roix薄膜厚度更薄、更均勻。 [0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的摻納米導(dǎo)電粒子的roix薄膜，將石墨烯納米導(dǎo)電 粒子與傳統(tǒng)的roix薄膜相結(jié)合，從介電常數(shù)與液晶取向方面降低了 roix薄膜的驅(qū)動(dòng)電壓， 不須改變制備roix薄膜本身所用主體原料，因而保證了 roix薄膜原有的光電特性，該roix 薄膜的驅(qū)動(dòng)電壓低，并且具有良好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性，制備工藝簡(jiǎn)單。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)具體說明，本發(fā)明的內(nèi)容不局限于以下實(shí)施 例。實(shí)施例1 :
[0015] 稱取如下原料備用：
[0016] 丙烯酸改性聚氨酯 30質(zhì)量份 ΤΜΡΤΛ單體稀釋劑 20質(zhì)量份 石墨烯 6質(zhì)量份 有機(jī)硅消泡劑 3質(zhì)量份 液晶（H)616A) 41質(zhì)量份；
[0017] 將上述原料在常溫狀態(tài)下以300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌60分鐘得到TOLC預(yù)聚漿料，隨 后經(jīng)熱熔膠涂刮機(jī)械將TOLC預(yù)聚漿料涂覆在表面平整的離型紙上涂刮至20mm厚，然后進(jìn) 入電子束輻射固化設(shè)備經(jīng)能量300keV的電子束輻射固化0. 1秒，將固化后的薄膜從離型紙 上剝離得到所需TOLC薄膜。
[0018] 實(shí)施例2 :
[0019] 稱取如下原料備用：
[0020] 丙烯酸改性聚氨酯 30質(zhì)量份 TMPTA單體稀釋劑 14質(zhì)量份 石墨烯 4質(zhì)量份 有機(jī)硅消泡劑 2質(zhì)量份 液晶（P0616A) 50質(zhì)量份；
[0021] 將上述原料在常溫狀態(tài)下以200r/min的轉(zhuǎn)速攪拌120分鐘得到TOLC預(yù)聚漿料， 隨后經(jīng)熱熔膠涂刮機(jī)械將TOLC預(yù)聚漿料涂覆在表面平整的離型紙上涂刮至IOmm厚，然后 進(jìn)入電子束輻射固化設(shè)備經(jīng)能量200keV的電子束輻射固化0. 1秒，將固化后的薄膜從離型 紙上剝離得到所需roix薄膜。
[0022] 實(shí)施例3 :
[0023] 稱取如下原料備用：
[0024] 丙烯酸改性聚氨酯 40質(zhì)量份 TMPTA單體稀釋劑 10質(zhì)量份 石墨烯 4質(zhì)量份 有機(jī)硅消泡劑 2質(zhì)量份 液晶（P0616A) 44質(zhì)量份；
[0025] 將上述原料在常溫狀態(tài)下以lOOr/min的轉(zhuǎn)速攪拌120分鐘得到TOLC預(yù)聚漿料， 隨后經(jīng)熱熔膠涂刮機(jī)械將TOLC預(yù)聚漿料涂覆在表面平整的離型紙上涂刮至20mm厚，然后 進(jìn)入電子束輻射固化設(shè)備經(jīng)能量300keV的電子束輻射固化0. 3秒，將固化后的薄膜從離型 紙上剝離得到所需TOLC薄膜。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種摻納米導(dǎo)電粒子的TOLC薄膜，其特征在于：PDLC薄膜由30~40質(zhì)量份的丙烯 酸改性聚氨酯、10~20質(zhì)量份的TMPTA單體稀釋劑、4~6質(zhì)量份的石墨烯納米導(dǎo)電粒子、 2~3質(zhì)量份的消泡劑和40~50質(zhì)量份的液晶經(jīng)混合、固化制備而成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻納米導(dǎo)電粒子的TOLC薄膜，其特征在于：所述消泡劑為有 機(jī)硅消泡劑。
3. -種權(quán)利要求1所述的摻納米導(dǎo)電粒子的I3DLC薄膜的制備方法，其特征在于，包括 如下步驟： (1) 將丙烯酸改性聚氨酯、TMPTA單體稀釋劑、石墨烯納米導(dǎo)電粒子和消泡劑混合均勻 得到聚合物基體，在聚合物基體中加入液晶并在常溫狀態(tài)下以100~300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌 60~120分鐘，得到TOLC預(yù)聚漿料； (2) 采用涂刮工藝將roix預(yù)聚漿料涂覆在表面平整的離型紙上，涂覆厚度為1~ 20mm，隨后經(jīng)能量為150~300keV的電子束輻射固化0. 1~0. 3秒使得TOLC預(yù)聚漿料固 化成膜，將薄膜從離型紙上剝離，得到roix薄膜。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種摻納米導(dǎo)電粒子的PDLC薄膜，由丙烯酸改性聚氨酯、TMPTA單體稀釋劑、石墨烯納米導(dǎo)電粒子、消泡劑和液晶在常溫狀態(tài)下以100～300r/min的轉(zhuǎn)速攪拌60～120分鐘，隨后經(jīng)能量為150～300keV的電子束輻射固化0.1～0.3秒制得；本發(fā)明提供的摻納米導(dǎo)電粒子的PDLC薄膜，將石墨烯納米導(dǎo)電粒子與傳統(tǒng)的PDLC薄膜相結(jié)合，從介電常數(shù)與液晶取向方面降低了PDLC薄膜的驅(qū)動(dòng)電壓，不須改變制備PDLC薄膜本身所用主體原料，因而保證了PDLC薄膜原有的光電特性，該P(yáng)DLC薄膜的驅(qū)動(dòng)電壓低，并且具有良好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性，制備工藝簡(jiǎn)單。
【IPC分類】C08K3-04, C08F290-00, G02F1-1334, C08F2-54
【公開號(hào)】CN104698668
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510145700
【發(fā)明人】錢俊, 溫少強(qiáng), 馬立勝, 唐超群, 高峰
【申請(qǐng)人】北京三五九投資有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月30日