專利名稱：：一種手征向列相液晶材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及液晶材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種手征向列相液晶(膽甾相液晶)材料的制備方法，可應(yīng)用于溫度指示、無(wú)損檢測(cè)、防偽商標(biāo)、低閾值激光、液晶顯示器件的彩色濾光片、光增亮膜及節(jié)能玻璃貼膜等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：手征向列相(也稱膽甾相，記為N+)液晶的形成有兩種方式，液晶分子本身含有手性碳原子或膽甾醇等不對(duì)稱結(jié)構(gòu)及在向列相液晶中摻入手性化合物。在N+相液晶中，液晶分子的長(zhǎng)軸圍繞一螺旋軸作周期性旋轉(zhuǎn)，形成螺旋結(jié)構(gòu)。液晶分子長(zhǎng)軸旋轉(zhuǎn)360度所經(jīng)過(guò)的距離被稱為螺距P，P的大小與液晶中手性化合物的含量成反比。N^相液晶由于這種特殊的螺旋結(jié)構(gòu)而具有選擇性布拉格反射的光學(xué)特性，即當(dāng)光線垂直入射平面織構(gòu)的N-相液晶時(shí)，波長(zhǎng)中心i=nP、波寬范圍AX-AnP的某圓偏振光分量被選擇性地反射。近年來(lái)>^*相液晶已成為人們廣泛關(guān)注的研究熱點(diǎn)反射波長(zhǎng)在可見(jiàn)光區(qū)域的N+相液晶可應(yīng)用于溫度指示、無(wú)損檢測(cè)、腫瘤檢查、防偽商標(biāo)、反射液晶顯示、無(wú)鏡低閾值激光、彩色濾光片、反射型圓偏振片等；反射波長(zhǎng)在近紅外光區(qū)域的N"目液晶可應(yīng)用于節(jié)能環(huán)保的建筑玻璃或者涂料等；反射波長(zhǎng)在中遠(yuǎn)紅外光區(qū)域的N^目液晶在軍事上的屏蔽隱身等方面具有潛在應(yīng)用前景。因此，對(duì)N^目液晶螺距的有效控制具有非常重要的理論意義和使用價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種N+相液晶材料的制備方法，所制備的N+相液晶材料的螺距P可隨溫度改變而改變，其增大或減小趨勢(shì)可根據(jù)配方比例自由控制調(diào)整。一種手征向列相液晶材料的制備方法，具體制備工藝為將具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物或者手征性液晶、常規(guī)手性化合物、向列相液晶按照一定質(zhì)量比混配均勻，所制備的^[*相液晶材料的螺距p隨溫度改變而改變，其增大或者減小趨勢(shì)可根據(jù)配方比例自由控制調(diào)整。其中，具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物或者手征桂液晶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為59.90.1%，常規(guī)手性化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.159.9%，向列相液晶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40.099.8%。具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物加入向列相液晶中所得的N^目液晶材料或者本身具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手征性液晶具有以下性能在某一臨界溫度，液晶材料的螺距為無(wú)窮大，呈現(xiàn)向列相液晶性質(zhì)；在臨界溫度以下，液晶材料為左旋(或者右旋)，螺距隨溫度升高而增大;在臨界溫度以上，液晶材料為右旋(或者左旋)，螺距隨溫度升高而減小。A)—些可用于本發(fā)明中的具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物，如手性1,3-丙二醇衍生物、手性2,3-丁二醇衍生物等，但不局限于這些材料。具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物分子式結(jié)構(gòu)如下R-Oii-c一o6C)一些可用于本發(fā)明中的常規(guī)手性化合物(左旋或者右旋)，如膽甾醇壬酸酯、CB15、C15、S811、R811、SlOll、R1011等，但不局限于這些材料。常規(guī)手性化合物加入向列相液晶中所得的N-相液晶材料具有以下性能液晶材料的螺旋結(jié)構(gòu)不隨溫度改變而改變，始終保持為左旋(或者右旋)，螺距隨溫度升高而幾乎不變、或者較小幅度的增大、或者較小幅度的減小。常規(guī)手性化合物分子式結(jié)構(gòu)如下其中，取代基R或者R'可以為一^H^1、enH2n"Q—、一GM、一F等，n為烷基鏈碳原子數(shù)目。B)—些可用于本發(fā)明中的具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手征性液晶，如18、19、21、27位均被氫原子取代的苯甲酸膽固醇酯、含有兩種不同手性基團(tuán)的苯甲酸聯(lián)苯酯、手性2-氯丙醇的苯丙炔酸聯(lián)苯酯衍生物等等，但不局限于這些材料。具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手征性液晶分子式結(jié)構(gòu)如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>D)—些可用于本發(fā)明中的向列相液晶，但不周限于這些材料。SIX-1717,SLC-7011，TEB30A等永生華清液晶材料公司；E7,E44，E48，ZLI-1275等德國(guó)默克液晶材料公司；等等。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是所制備的手征向列相液晶材料的螺距可隨溫度改變而改變，其增大或減小趨勢(shì)可根據(jù)配方比例自由控制調(diào)整。圖l是本發(fā)明中使用的一組材料化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)是本發(fā)明中使用的具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物1,2-(4'-乙基環(huán)己基苯甲?；?丙二酯，記為C2HB，由手性(S)-1，2-丙二醇酯化合成制得；(b)是本發(fā)明中使用的左旋的常規(guī)手性化合物，S811(德國(guó)默克公司)；(c)是本發(fā)明中使用的右旋的常規(guī)手性化合物，R811(德國(guó)默克公司)；(d)是本發(fā)明中所使用的向列相液晶，SLC-1717(永生華清液晶材料有限公司)，清亮點(diǎn)92'C。圖2是本發(fā)明中由具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物C2HB加入向列相液晶SLC-1717所得的1^*相液晶材料(C2HB/SLC-1717=2wt%/98wt%)的螺距隨溫度變化關(guān)系。如圖2所示，在臨界溫度65'C以下，N^相液晶為左旋結(jié)構(gòu)，螺、距隨溫度升高而增大；在臨界溫度65度以上，N^目液晶為右旋結(jié)構(gòu)，螺距隨溫度升高而減小。圖3是本發(fā)明中由常規(guī)手性化合物S811(或R811)加入向列相液晶SLC-I717所得的N*相液晶材料(S811/SLC-1717^2wt。/。/98wt。/?；騌811/SLC-1717=2wt°/。/98wt%)的螺距隨溫度變化關(guān)系。如圖3所示，左旋常規(guī)手性化合物S811制備的N4目液晶為左旋結(jié)構(gòu)，右旋常規(guī)手性化合物R811制備的N^相液晶為右旋結(jié)構(gòu)，其螺距隨溫度升高均有極小幅度的增大。圖4是本發(fā)明中由具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物C2HB和左旋常規(guī)手性化合物S811混合后加入向列相液晶SLC-1717所得的N*相液晶材料([C2HB/S811]/SLC-1717-2wto/。/98wt。/。)的螺距隨溫度變化關(guān)系,其中C2HB/S811比例由質(zhì)量比1:9遞加到9:1。如圖4所示，>1*相液晶為左旋結(jié)構(gòu)，螺距隨溫度升高而增大，并且C2HB所占比例越高，其增大幅度越劇烈。圖5是本發(fā)明中由具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物C2HB和右旋常規(guī)手性化合物R811混合后加入向列相液晶SLC-1717所得的N*相液晶材料([C2HB/R811]/SLC-1717=2wt%/98wt%)的螺距隨溫度變化關(guān)系,其中C2HB/R811比例由質(zhì)量比1:9遞加到8:2。如圖5所示，N^相液晶為右旋結(jié)構(gòu)。當(dāng)C2HB所占比例很低如C2HB/R811-1:9和2:8時(shí)，螺距隨溫度升高而增大，這是由于R811的螺旋扭曲能力隨著溫度升高而小幅度減小的原因；當(dāng)C2HB所占比例足夠高時(shí)，螺距隨著溫度升高而減小，并且C2HB所占比例越高，其減小幅度越劇烈。圖6是本發(fā)明中由具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物C2HB和左旋常規(guī)手性化合物S811混合后加入向列相液晶SLC-1717所得的N*相液晶材料(C2HB/S811/SLC-1717=1.8wt%/0.2wt%/98wt°/4t^5.4wt%/0.6wt%/94wt%)的螺距隨溫度變化關(guān)系的效果對(duì)比。如圖6所示，N4目液晶為左旋結(jié)構(gòu)，螺距隨溫度升高而增大，并且隨著手性化合物混合物所占比例的增大而減小。具體實(shí)施例方式實(shí)施例l.按質(zhì)量比將具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物C2HB/左旋常規(guī)手性化合物S811/向列相液晶SLC-1717=1.0%/1.0%/98.0°/?；旌暇鶆?，制得螺距可隨溫度改變而改變的N^目液晶材料。將該1^*相液晶材料注入到經(jīng)過(guò)平面取向處理的斜劈盒中，采用Caiio-Gmndjean原理測(cè)試螺距，研究其隨溫度變化趨勢(shì)。測(cè)試結(jié)果如下表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>6510.977011.547512.068012.818513.71實(shí)施例2按質(zhì)量比將具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物C2HB/左旋常規(guī)手性化合物S811/向列相液晶SLC-1717=1.6%/0.4%/98.0°/?；旌暇鶆?，制得螺距可隨溫度改變而改變的N4目液晶材料。將該N4目液晶材料注入到經(jīng)過(guò)平面取向處理的斜劈盒中，采用Cano-Grandjean原理測(cè)試螺距，研究其隨溫度變化趨勢(shì)。測(cè)試結(jié)果如下表所示。測(cè)試溫度廣c螺距長(zhǎng)度/Mm2012.322513.003013.843514.664015.684516.865018.415520.356022.926526.127030.467536.568047.55實(shí)施例3按質(zhì)量比將具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物、C2HB/右旋常規(guī)手性化合物R811/向列相液晶SLC-1717=1.4%/0.6%/98.0%混合均勻，制得螺距可隨溫度改變而改變的N^目液晶材料。將該N^相液晶材料注入到經(jīng)過(guò)平面取向處理的斜劈盒中，采用Cano-Grandjean原理測(cè)試螺距，研究其隨溫度變化趨勢(shì)。測(cè)試結(jié)果如下表所示。測(cè)試溫度/r螺距長(zhǎng)度/pm2030.05<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實(shí)施例4按質(zhì)量比將具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物C2HB/右旋常規(guī)手性化合物CB15/向列相液晶SLC-1717=1.4%/0.6%/98.0°/0混合均勻，制得螺距可隨溫度改變而改變的N^目液晶材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該N+相液晶材料的螺距隨溫度升高而減小，其減小幅度小于實(shí)施例3，其原因可以歸結(jié)于右旋常規(guī)手性化合物CB15的螺旋扭曲力常數(shù)小于R811。實(shí)施例5按質(zhì)量比將具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物C2HB/右旋常規(guī)手性化合物R811/向列相液晶SLC-7011-1.4%/0.6%/98.0%混合均勻，制得螺距可隨溫度改變而改變的N+相液晶材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該N+相液晶材料的螺距隨溫度升高而減小，但其液晶相溫度區(qū)間小于實(shí)施例3,其原因可以歸結(jié)于向列相液晶SLC-7011的清亮點(diǎn)低于SLC-1717。權(quán)利要求1.一種手征向列相液晶材料的制備方法，其特征是這種手征向列相液晶材料即N*相液晶材料的螺距隨著溫度改變而改變，其增大或減小趨勢(shì)根據(jù)配方比例自由控制調(diào)整；根據(jù)螺距大小的不同，該手征向列相液晶材料能應(yīng)用于溫度指示、無(wú)損檢測(cè)、防偽商標(biāo)、低閾值激光、液晶顯示器件的彩色濾光片、光增亮膜及節(jié)能玻璃貼膜領(lǐng)域；具體制備工藝為將具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物或者手征性液晶、常規(guī)手性化合物、向列相液晶按照一定質(zhì)量比混配均勻，其中，具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物或者手征性液晶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為59.9～0.1％，常規(guī)手性化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1～59.9％，向列相液晶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40.0～99.8％。2.權(quán)利要求1中所述的一種手征向列相液晶材料的制備方法，其特征是具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物加入向列相液晶中所得的N+相液晶材料或者本身具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手征性液晶具有以下性能在某一臨界溫度，液晶材料的螺距為無(wú)窮大，呈現(xiàn)向列相液晶性質(zhì)；在臨界溫度以下，液晶材料為左旋或者右旋，螺距隨溫度升高而增大；在臨界溫度以上，液晶材料為右旋或者左旋，螺距隨溫度升高而減小；具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物的分子式結(jié)構(gòu)如下其中，取代基R或者R'為一^"2n"、bn"2n+1U~、一CN、一F,n為烷基鏈碳原子數(shù)目;具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手征性液晶分子式結(jié)構(gòu)如下，3.權(quán)利要求1中所述的一種手征向列相液晶材料的制備方法，其特征是使用的具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物為手性1,3-丙二醇衍生物、手性2,3-丁二醇衍生物；具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手征性液晶包括18、19、21、27位均被氫原子取代的苯甲酸膽固醇酯、含有兩種不同手性基團(tuán)的苯甲酸聯(lián)苯酯、手性2-氯丙醇的苯丙炔酸聯(lián)苯酯衍生物；使用的左旋或右旋的常規(guī)手性化合物為膽甾醇壬酸酯、CB15、C15、S811、R811、S1011、R1011;使用的向列相液晶為永生華清液晶材料有限公司生產(chǎn)的SLC-1717，SLC-7011，TEB30A或德國(guó)默克液晶材料公司生產(chǎn)的E7，E44,E48,ZLI-1275。全文摘要本發(fā)明涉及液晶材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種手征向列相液晶材料的制備方法，根據(jù)螺距大小的不同，可應(yīng)用于溫度指示、無(wú)損檢測(cè)、防偽商標(biāo)、低閾值激光、液晶顯示器件的彩色濾光片、光增亮膜及節(jié)能玻璃貼膜等領(lǐng)域。具體制備工藝為將具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物或者手征性液晶、常規(guī)手性化合物、向列相液晶按照一定質(zhì)量比混配均勻，其中，具有手性翻轉(zhuǎn)性能的手性化合物或者手征性液晶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為59.9～0.1％，常規(guī)手性化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1～59.9％，向列相液晶的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40.0～99.8％。優(yōu)點(diǎn)是所制備的手征向列相液晶材料的螺距可隨溫度改變而改變，其增大或減小趨勢(shì)可根據(jù)配方比例自由控制調(diào)整。文檔編號(hào)C09K19/32GK101544895SQ20091008385公開(kāi)日2009年9月30日申請(qǐng)日期2009年5月8日優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日發(fā)明者張曉光,槐楊,楊光達(dá),武曉娟,趙秀婷,邊震宇,維黃申請(qǐng)人:北京科技大學(xué);中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十三研究所