專利名稱：一種固化變色膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固化變色膜的制備方法，尤其是具有膽甾相結(jié)構(gòu)的固化變色膜的制備方法。
背景技術(shù)：
具有膽甾相結(jié)構(gòu)的固化變色膜既具有膽甾型液晶所特有的光學(xué)性質(zhì)，在一定條件下由于具有選擇性反射可見光的性能而顯示出鮮艷的色彩，色彩可以隨觀察角度的不同而變化，而且其又具有較好的穩(wěn)定性。一直以來，這種具有膽甾相結(jié)構(gòu)的固化變色膜的研究、開發(fā)和應(yīng)用受到人們的廣泛關(guān)注。制備這類彩色膜的方法有很多，中國專利ZL 97114236.X(公告號CN 1060504C，公告日2001.1.10)公開了一種固體復(fù)合物彩色膜，其制備方法是采用纖維素衍生物與烯類單體二者按30～65wt％混合形成溶致型液晶，加入安息香酸及其衍生物或二苯甲酮類作光引發(fā)劑，用量為單體重量的0.5～5％；將配好的溶液加壓形成液膜，控制聚合溫度不高于35℃，聚合時間不超過20分鐘，在紫外線照射后，完全聚合得到固體復(fù)合物彩色膜。這種膜的顏色由其本體顏色和其膽甾相結(jié)構(gòu)的選擇性反射光性能共同決定，其不外加顏料而選擇性反射某一波長的光，隨觀察角度不同呈現(xiàn)不同色彩，具有特殊光學(xué)效應(yīng)。其本體顏色和反射的光的顏色主要取決于該膜中纖維素衍生物的含量。在制備過程中主要也是通過控制膜中纖維素衍生物的含量來制備反射不同顏色的固化變色膜。另外光聚合溫度對固化變色膜的顏色也有一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種固化變色膜的制備方法，它能增加調(diào)節(jié)固化變色膜顏色的因素，更加有效地調(diào)節(jié)膜的色彩，適應(yīng)實際應(yīng)用的需要。
本發(fā)明提供的固化變色膜的制備方法，是先將纖維素衍生物與烯類單體混合形成溶致性膽甾型液晶溶液，加入光引發(fā)劑，均勻后制成液膜，對該液膜施加剪切作用，然后靜置，再在紫外光下光聚2～5分鐘的時間得到保留有膽甾相結(jié)構(gòu)的固化變色材料。
其中對溶液施加的剪切作用可控制剪切強度在1～1000Pa，速率在0.01～100mm/s(毫米/秒)，尤其可以是剪切強度在10～500Pa，速率在1～10mm/s。
剪切后的靜置時間一般控制在1秒～6小時，優(yōu)選10秒～1小時。
其中纖維素衍生物選自乙基纖維素、乙基醋酸纖維素、乙基氰乙基纖維素等，烯類單體選自苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯等，纖維素衍生物和烯類單體的配比一般為30～60wt％。
光引發(fā)劑一般為安息香及其衍生物或二苯甲酮類引發(fā)劑，為烯類單體重量的0.5～5wt％。
本發(fā)明在將纖維素衍生物與烯類單體混合形成溶致性膽甾型液晶溶液，加入光引發(fā)劑，均勻后加壓形成液膜，對該液膜施加剪切作用，由于液晶分子易受外界條件影響，產(chǎn)生不同的排列方式。纖維素衍生物膽甾相液晶溶液中膽甾相結(jié)構(gòu)可受外界的剪切作用影響而產(chǎn)生變化，相應(yīng)的固化膜的本體顏色可變化到無色。這就提供了一種控制固化膜顏色的強有效方法。膽甾相液晶中膽甾相結(jié)構(gòu)被剪切作用取向破壞后，液晶分子被沿剪切力方向取向，液晶溶液失去原有的反射光性能而呈無色透明。但由于膽甾相液晶分子是手性的，它們能夠進(jìn)行自組裝，重新按原膽甾相結(jié)構(gòu)進(jìn)行排列。通過一定的弛豫時間，原膽甾相結(jié)構(gòu)可以自行恢復(fù)，同時也恢復(fù)反射光的性能，其本體顏色又得到恢復(fù)?？刂萍羟凶饔玫膹姸取⑺俾屎统谠r間即可有效調(diào)節(jié)這種變色膜的顏色。
本發(fā)明提供的方法中對固化變色膜顏色產(chǎn)生影響的條件大小依次為纖維素衍生物含量＞剪切后放置時間＞剪切的強度和速率。而材料的厚度可改變改變反射光的強度。
表1不同纖維素衍生物含量對膜本體顏色的影響(以乙基氰乙基纖維素/丙烯酸為例)

表2一定濃度變色膜，在不同觀察角度的顏色變化(減小)

表3纖維素膽甾相液晶溶液在剪切作用下的本體顏色變化(以乙基氰乙基纖維素/丙烯酸膽甾相溶液在強度為200pa、速率3mm/S的剪切作用下的情況為例)

剪切后膽甾相溶液本體顏色的恢復(fù)是呈指數(shù)形式的，即前快后慢。大的剪切強度和快的剪切速率將使本體顏色的變化范圍加大，膽甾相恢復(fù)的也慢，即作用后放置的時間相同的話，剪切強度大或剪切速率快的液晶溶液的波長小一些。
本發(fā)明的優(yōu)點在于可靈活控制生產(chǎn)過程的條件，得到不同顏色的固化變色膜，生產(chǎn)方法實施簡單，可靠，實際應(yīng)用時可根據(jù)不同情況改變影響條件之一即可。材料原料采用纖維素衍生物，來源豐富、成本低廉。復(fù)合物彩色膜材料為透明材料，并有一定的柔韌性，可適當(dāng)?shù)膹澢?，從而有更好的加工性和?yīng)用性。
具體實施例方式
實施例1把乙基氰乙基纖維素和丙烯酸分別按43∶57和49∶51混合，加入安息香乙醚(丙烯酸重量的2％)作為引發(fā)劑。把兩種溶液夾在兩玻璃片間形成80μm厚的液薄膜，在100Pa、速率10mm/s的剪切作用后，分別放置10分鐘后用250W紫外光源照射2分鐘后，分別得到本體顏色為紅色和藍(lán)色的乙基氰乙基纖維素/聚丙烯酸復(fù)合薄膜。
實施例2把乙基氰乙基纖維素和丙烯酸按49∶51混合，加入安息香乙醚(丙烯酸重量的2％)作為引發(fā)劑。把該溶液夾在兩玻璃片間形成80μm厚的液薄膜，在200Pa、速率3mm/s的剪切作用后，分別放置1分鐘，10分鐘和1小時后用250W紫外光源照射2分鐘后，分別得到本體顏色為紫色和藍(lán)色的乙基氰乙基纖維素/聚丙烯酸復(fù)合薄膜。經(jīng)紫外-可見光分光光度計測量，1分鐘和10分鐘顏色相差65nm，1分鐘和1小時顏色相差81nm。
實施例3把乙基氰乙基纖維素和丙烯酸按52∶48混合，加入安息香乙醚(丙烯酸重量的2％)作為引發(fā)劑。把該溶液夾在兩玻璃片間形成80μm厚的液薄膜，在分別200Pa和800Pa，速率5mm/s的剪切力作用后，分別放置3分鐘后用250W紫外光源照射2分鐘后，丙烯酸聚合，得到本體顏色為藍(lán)色光范圍內(nèi)的乙基氰乙基纖維素/聚丙烯酸復(fù)合薄膜。經(jīng)紫外-可見光分光光度計測量，后者比前者的反射光波長小20nm。。
權(quán)利要求
1.一種固化變色膜的制備方法，是先將纖維素衍生物與烯類單體混合形成溶致性膽甾型液晶溶液，加入光引發(fā)劑，均勻后制成液膜，其特征在于對該液膜施加剪切作用，然后靜置，再在紫外光下光聚2～5分鐘的時間得到保留有膽甾相結(jié)構(gòu)的固化變色材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于所述剪切作用的剪切強度為1～1000Pa，速率為0.01～100mm/s。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于所述剪切強度為10～500Pa。
4.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于所述速率為1～10mm/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的方法，其特征在于所述剪切后的靜置時間為1秒～6小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的方法，其特征在于所述剪切后的靜置時間為10秒～1小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于所述纖維素衍生物選自乙基纖維素、乙基醋酸纖維素、乙基氰乙基纖維素，烯類單體選自苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于所述纖維素衍生物和烯類單體的配比為30～60wt％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于所述光引發(fā)劑為安息香及其衍生物或二苯甲酮類引發(fā)劑，為烯類單體重量的0.5～5wt％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固化變色膜的制備方法,該法是先將纖維素衍生物與烯類單體混合形成溶致性膽甾型液晶溶液,加入光引發(fā)劑,均勻后制成液膜,對該液膜施加剪切作用,然后靜置,再在紫外光下光聚2～5分鐘的時間得到保留有膽甾相結(jié)構(gòu)的固化變色材料。其中剪切作用一般可控制剪切強度在1～1000Pa,速率在0.01～100mm/s,剪切后的靜置時間一般控制在1秒～6小時。本發(fā)明提供的方法能增加調(diào)節(jié)固化變色膜顏色的因素,更加有效地調(diào)節(jié)膜的色彩,適應(yīng)實際應(yīng)用的需要。
文檔編號C09K19/36GK1374364SQ0211496
公開日2002年10月16日 申請日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月15日
發(fā)明者黃勇, 王林格 申請人:中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所