專利名稱：一種納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液晶材料與顯示領(lǐng)域，涉及藍相液晶材料和無機納米材料，特別涉及利用將不同粒徑且經(jīng)過表面修飾的納米粒子按一定比例添加到具有較寬溫域的藍相液晶中，以實現(xiàn)藍相液晶在強電場作用下的可逆回復(fù)，同時還可在一定程度上拓寬藍相溫域，以用于制備快速顯示用新型液晶顯示器件和光學器件。
背景技術(shù)：
藍相(Liquid crystalline Blue Phases, BPs)是宏觀上介于各向同性態(tài)和膽甾相之間的一種特殊相態(tài)，常出現(xiàn)在高手性液晶體系之中。微觀上，藍相是一種無雙折射現(xiàn)象的品格缺陷相，其品格參數(shù)大小與可見光波長的數(shù)量級相當(幾百納米)。藍相從晶體結(jié)構(gòu)上可以分為三個子相，分別命名為藍相I (BPI)、藍相II(BPII)和藍相III (BPIII)，其相應(yīng)的品格結(jié)構(gòu)分別為體心立方結(jié)構(gòu)、簡單立方結(jié)構(gòu)和無定型態(tài)。藍相液晶材料由于具有微秒級的電場響應(yīng)速度，被認為是最具發(fā)展前途的下一代液晶顯示材料。與傳統(tǒng)的液晶顯示器相比，藍相液晶顯示器具有以下四大突出優(yōu)點(1)由于藍相液晶具有微秒級的電場響應(yīng)速度，可以采用場序驅(qū)動，不再需要彩色濾光片，這樣不儀可以降低材料成本，還可以提高背光源利用率；(2)藍相液晶由于宏觀上呈現(xiàn)光學各項同性，因此，藍相液晶顯示器的基板內(nèi)表面不再需要取向處理，這可以大幅度地簡化生產(chǎn)工藝，從而降低生產(chǎn)成本；(3)藍相液晶顯示器具有較寬的視覺特性，不再需要視覺補償膜，且視覺寬窄可以根據(jù)實際需要進行調(diào)控；(4)藍相液晶顯示器中光的透過率不受基板間隙的影響，故生產(chǎn)過程中基板間隙無需嚴格控制，從而可大幅度簡化生產(chǎn)工藝，進一步降低生產(chǎn)成本。然而，目前限制藍相液晶在器件中實際應(yīng)用的主要障礙是小分子藍相液晶在強電場作用下難以回復(fù)。[D. C. Wright and N. D. Mermin, Rev. Mod. Phys.，1989,61, 385 ； A. Tiribocchi, G. Gonnella, D. Marenduzzo, E. Orlandini, Soft Matter,2011,7,3295.本發(fā)明將不同粒徑且經(jīng)過表面修飾的無機納米粒子按一定比例添加到具有較寬溫域的藍相液晶中，以實現(xiàn)藍相液晶在強電場作用下的可逆回復(fù)，同時還可在一定程度上拓寬藍相溫域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用無機納米粒子具有較大的偶極矩，且其對液晶分子產(chǎn)生較強錨定作用的特性，米實現(xiàn)該藍相液晶在強電場作用下的可逆回復(fù)，并在一定程度上拓寬藍相溫域。通過將不同粒徑且經(jīng)過表面修飾的ZnS、ZnO、GdS、GdSe等無機納米粒子引入到具有較寬溫域的藍相液晶中，以改善該藍相液晶材料的光電性能，開發(fā)出新型的具有電場驅(qū)動可逆回復(fù)特性的藍相液晶材料。本發(fā)明的納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料體系的組分按重量比分別為藍相液晶98. O 99. 05%納米粒子 O. 05 2.0%阻的影響，并且對于不同的直流輸電工程保護整定，僅需計算歸一化波阻抗值，減小了保護 工作者和現(xiàn)場運行人員的工作量，表1給出了方向元件在寧東_山東直流輸電工程及三滬 II回直流輸電工程雙極大地回線額定功率運行方式下的故障測試結(jié)果(以極I線路保護為 考察對象)。表1
mm ,11 回M 類別故障位置故障類型 輸電工程輸電工程fz
_ E,EhEfJh~ ㈣ W
極I線路首端 直接接地 0.254，20.482，2V
故障
線路 極I線路中點 直接接地 0.171，1.188 0.323，1.349V
,故障
正萬
向故 極I線路末端 直接接地 0.108，0.992 0.295，1.198 ^ ^
障故障口
極 I 線路首端0.106，0.952 0.217,1.1655V
極 I 線路中點100Q 0.0737，0.496 0.151,0.569 正方向 V
接地故障
極 I 線路末端0.0499, 0.285 0.133,0.336V
__—_MM_
反方向
整流站線路網(wǎng)側(cè) 三相接地 1.904，0.0034 1.419，0.0565V
故障
直接接地 1-863, 0.0143 1.594, 0.0143V
反萬 閥咼壓側(cè)出口故障
向故整流站極IYY閥側(cè)首培培袖14 8 nm 1 1S77反方向 」
障單雛地故障L4 8, 00121 ' ； +故障
直接接地 0.936, 0.147 0.656, 0.388V
_單相接地故障_W_以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施方式
僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明由所 提交的權(quán)利要求書確定專利保護范圍。拌下慢慢滴加正丁醇至溶液澄清，即形成了硫代乙酰胺微乳液；量取與硫代乙酰胺等量的乙酸鋅溶液，用上述方法制備乙酸鋅微乳液。將制得的硫代乙酰胺微乳液和乙酸鋅微乳液混合，磁力攪拌均勻，控制一定的反應(yīng)溫度，在超聲波作用下反應(yīng)6h，得到淺黃色乳液。旋蒸該乳液加入乙醇進行破乳，離心分離，并用水洗和乙醇各洗2次，真空干燥，得到納米ZnS粒子。選取表面經(jīng)過修飾的、平均粒徑約為33nm的球形ZnS納米粒子待用。步驟二寬溫域藍相液晶的制備本發(fā)明所用寬溫域藍相液晶的成分為82. 0 〖％混晶 SLC-X(Yongsheng Huatsing Liquid Crystal Co. , Ltd, Δη = O. 235, Δε= 29. 6at 298Κ)，10. Owt % R811和8. Owt % Iso-(60ΒΑ) 2，該藍相液晶具有約10. (TC的藍相溫域。其中，所用的手性化合物R811和Iso-(60BA)2結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.一種納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法是將不同粒徑且經(jīng)過表面修飾的納米粒子按一定比例添加到具有較寬溫域的藍相液晶中，以實現(xiàn)藍相液晶在強電場作用下的可逆回復(fù)，同時還可在一定程度上拓寬藍相溫域，該體系的組分按重量比分別為藍相液晶98. O 99. 05%納米粒子O. 05 2. 0%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料的制備方法，其特征在于， 包括如下步驟(1)制備不同粒徑的無機納米粒子通過使用表面活性劑對納米粒子進行表面修飾， 并得到分散性較好的納米粒子；(2)選擇一種具有較寬溫域的藍相液晶作為母體材料；(3)納米粒子的預(yù)處理使用之前先將納米粒子放入一定量的乙醇或丙酮溶劑中進行超聲，使其在溶劑中充分分散；(4)然后將上述得到的納米粒子預(yù)分散溶液，按一定配比加入到藍相液晶中，使體系混合均勻，在真空狀態(tài)下保存24小時，使溶劑完全揮發(fā)，即制得所需納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料；(5)電光性能測定將上述所制得的納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料注入具有面內(nèi)電極(IPS)的液晶盒，利用綜合參數(shù)測試儀測定該藍相液晶復(fù)合材料的電光性能，以觀察藍相液晶在強電場作用下的回復(fù)特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述納米粒子為的偶極矩為50 d 150d的無機納米粒子，其粒徑為:T200nm，添加量在O.05wt % 2. O wt % 之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述藍相液晶為小分子藍相液晶混合體系，其藍相溫域大于5°C，粘度要求小于50mPa， 熔點低于_10°C，清亮點在30 2000C ο
5.按權(quán)利要求3所述的納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料，其特征在于所述的無機納米粒子在使用前利用微乳液法、表面活性劑法等表面修飾方法進行表面修飾，具有較好的分散性。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述步驟3在使用之前，納米粒子需要放入一定量的乙醇或丙酮溶劑中(約每毫克納米粒子需2毫升溶劑)，進行超聲30分鐘，使其在溶劑中充分分散。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 所述納米粒子選擇ZnS、ZnO> GdS或GdSe。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料的制備方法，其特征在于納米粒子穩(wěn)定后的藍相液晶復(fù)合材料，能夠?qū)崿F(xiàn)藍相液晶在強電場作用下的可逆回復(fù)， 且其響應(yīng)速度小于I ms。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料的制備方法，其特征在于納米粒子穩(wěn)定后的藍相液晶復(fù)合材料，其藍相的溫域有一定拓寬，拓寬程度可達I. O 20. (TC。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種納米粒子穩(wěn)定藍相液晶復(fù)合材料的制備方法，該方法主要是將不同粒徑且經(jīng)過表面修飾的偶極矩為50d~150d的無機納米粒子,如ZnS、ZnO、GdS、GdSe等無機納米粒子按一定比例添加到具有較寬溫域的藍相液晶中，以實現(xiàn)藍相液晶在強電場作用下的可逆回復(fù)，同時還可在一定程度上拓寬藍相溫域。此發(fā)明不僅制備簡單，效果顯著，而且所制備的體系穩(wěn)定性好、粘度低、對電場的響應(yīng)速度快。
文檔編號C09K19/52GK102585841SQ20121000783
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者何萬里, 孟凡國, 楊槐, 王麗萍, 王玲, 王萌 申請人:北京科技大學