本發(fā)明屬于液晶材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有近晶相—膽甾相轉(zhuǎn)變的液晶組合物，其可以用于制備智能溫控調(diào)光膜。

背景技術(shù)：

能源是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，對(duì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展和人民生活質(zhì)量的改善具有十分重要的保障作用。隨著全球不可再生能源資源日益枯竭預(yù)期的強(qiáng)化，能源供需矛盾突現(xiàn)。提高能源使用效率是解決能源緊缺問題最為有效的途徑之一。其中，新型高效節(jié)能材料的開發(fā)使用是一種從根本上大幅減少能耗的有效途徑，具有極大的節(jié)能潛力。液晶材料可以對(duì)溫度、電場、磁場等外界變化進(jìn)行相應(yīng)，因此，在智能節(jié)能材料領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用空間。

根據(jù)分子排列的方式和有序性的不同，液晶可分為近晶相、向列相和膽甾相。近晶相液晶分子排列成層，在層內(nèi)，分子長軸相互平行，其方向可垂直或傾斜與層面，因?yàn)榉肿优帕姓R，其規(guī)整性接近晶體。但分子質(zhì)心位置在層內(nèi)無序，可以自由平移，從而有流動(dòng)性，然而粘度很大。在向列相液晶分子結(jié)構(gòu)中，如果沒有外部取向(即表面邊界和場)的影響，分子長軸基本上保持平行，但質(zhì)心位置比近晶相更混亂，具有相當(dāng)大的流動(dòng)性。膽甾相液晶實(shí)際上是向列相液晶的一種特殊狀態(tài)，也叫做手性向列相液晶，這類液晶分子呈扁平形狀，排列成層，層內(nèi)分子相互平行，分子長軸平行于層平面；不同層的分子長軸方向稍有變化，相鄰兩層分子，其長軸彼此有一輕微的扭曲角，多層分子的排列方向逐漸扭轉(zhuǎn)成螺旋線，并沿著層的法線方向排列成螺旋狀結(jié)構(gòu)。

利用液晶分子在不同溫度范圍內(nèi)呈現(xiàn)出不同的相態(tài)這一特點(diǎn)，可以制備出智能溫控調(diào)光材料，這種材料不需要外界能量的輸入，可以自身感應(yīng)外界溫度的變化，從而在光透過和光散射兩種狀態(tài)之間進(jìn)行可逆的轉(zhuǎn)變，因此是一種新型高效節(jié)能材料，并可廣泛應(yīng)用于建筑薄膜材料，汽車貼膜材料等領(lǐng)域。文獻(xiàn)(Liq.Cryst.，2000；27[12]；1695)中采用將液晶S6與液晶E48進(jìn)行共混，得到了具有SmA～N*相轉(zhuǎn)變的液晶組合物，并將該液晶組合物與液晶性可聚合單體、手性化合物SLI-4572、光引發(fā)劑組成混合物，制備出在低溫時(shí)光透過，高溫時(shí)光散射的液晶薄膜，但是該文獻(xiàn)中所使用的液晶組合物轉(zhuǎn)變溫度較高，液晶相溫度范圍窄，不適合實(shí)際應(yīng)用；中國專利文獻(xiàn)CN101362949B采用聯(lián)苯氰類液晶與向列相小分子混晶SLC1717進(jìn)行共混，并添加適量的手性化合物，在一定程度上拓寬了液晶相的溫度范圍，但是該液晶組合物的相轉(zhuǎn)變溫度依然高于35℃，清亮點(diǎn)約為55℃，依然無法實(shí)際應(yīng)用，而且SLC1717為商用類液晶，成本較高；中國專利文獻(xiàn)CN104130783A采用聯(lián)苯氰類液晶與二苯乙炔類液晶、含氟類液晶等進(jìn)行共混，得到了具有SmA～N*相轉(zhuǎn)變的液晶組合物，但是該液晶組合物的相轉(zhuǎn)變溫度高于24℃，用該液晶組合物制備的智能溫控調(diào)光膜依然無法適用于一些環(huán)境溫度較低的地區(qū)?？傮w而言，目前多種液晶材料的混配方法依然無章可循，為得到具有SmA～N*相轉(zhuǎn)變的液晶材料，一般都是通過將具有近晶相的小分子液晶單體與具有向列相的小分子液晶單體進(jìn)行共混，通過大量的實(shí)驗(yàn)，控制相應(yīng)液晶單體的組分，來或得各方面性能都比較優(yōu)異的液晶材料，如較低的相轉(zhuǎn)變溫度，高介電常數(shù)、低粘度等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的之一在于提供一種具有近晶相—膽甾相轉(zhuǎn)變的液晶組合物，該液晶組合物具有相轉(zhuǎn)變溫度低，相變溫度可任意調(diào)節(jié)，材料體系成本較低等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明提供了一種具有近晶相—膽甾相轉(zhuǎn)變的液晶組合物，所述液晶組合物包含第一組份，所述液晶組合物還包含第二組份、第三組份、第四組份、第五組份中的一種或多種；

所述第一組份為下列組A和組B中任意一組液晶化合物中的一種或幾種，或?yàn)榘ńMA中一種或幾種與組B中一種或幾種組成的混合物；組A為式(1-a)所示的液晶化合物，組B為式(1-b)所示的液晶化合物，式中R_a是含有8～12個(gè)碳原子的烷基，R_b是含有8～10個(gè)碳原子的烷基；

所述第二組份為包括組C和組D中任意一組液晶化合物中的一種或幾種，或?yàn)榘ńMC中一種或幾種與組D中一種或幾種組成的混合物；其中，R_c是含有6～7個(gè)碳原子的烷基，R_d是含有5～7個(gè)碳原子的烷基；組C為式(2-c)所示的液晶化合物，組D為式(2-d)所示的液晶化合物；

所述第三組份具有如式(3)所組成的液晶化合物；其中，R₃是含有5～7個(gè)碳原子的烷基；

所述第四組份為下列組E、組F和組G中任意一組液晶化合物中的一種或幾種，或?yàn)榘ńME中一種或幾種、組F中一種或幾種、組G中一種或幾種組成的混合物；其中，R₄是含有5～7個(gè)碳原子的烷基；組E為式(4-e)所示的液晶化合物，組F為式(4-f)所示的液晶化合物，組G為式(4-g)所示的液晶化合物；

所述第五組份為具有相同手性構(gòu)型的手性化合物。

作為上述技術(shù)方案一種較好的選擇，所述液晶組合物內(nèi)包括第一組份15％～40％，第二組份35％～60％，第三組份1％～10％，第四組分5％～25％，第五組份1％～20％。

作為上述技術(shù)方案一種較好的選擇，所述的液晶組合物包括式(1-a)、式(1-b)、式(2-c)、式(2-d)、式(3)、式(4-e)、式(4-f)、式(4-g)所示的化合物和第五組份。

作為上述技術(shù)方案一種較好的選擇，式(1-a)所示液晶化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％～40％，式(1-b)所示液晶化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0％～8％，式(2-c)所示液晶化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16％～45％，式(2-d)所示液晶化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％～28％，式(3)所示液晶化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～10％，式(4-e)所示液晶化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％～25％，式(4-f)所示液晶化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0％～6％，式(4-g)所示液晶化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0％～5％，(5)所示液晶化合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～20％。

本發(fā)明將聯(lián)苯氰類液晶化合物與適合的苯基環(huán)己烷類液晶化合物和雙環(huán)己烷類液晶化合物進(jìn)行共混，并在混合物中添加適量的手性化合物，得到了SmA～N*轉(zhuǎn)變溫度可在12℃～35℃任意調(diào)節(jié)的具有近晶相—膽甾相轉(zhuǎn)變的液晶組合物。該液晶組合物的最大優(yōu)點(diǎn)在于可通過適當(dāng)改變或增加相應(yīng)的液晶化合物，使其相變溫度可在12℃～35℃之間進(jìn)行任意調(diào)節(jié)；同時(shí)兼具原料易得、成本低廉、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。這意味著用該液晶組合物為主要原料制備的智能溫控調(diào)光膜可通過調(diào)節(jié)SmA～N*的相轉(zhuǎn)變溫度從而可適用于全球不同氣候條件的地區(qū)，使智能溫控調(diào)光膜走向?qū)嵱没~出了重要的一步，使其在建筑節(jié)能等領(lǐng)域可發(fā)揮更廣泛的作用。

具體實(shí)施方式

如下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，其并不能用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如下實(shí)施例中所涉及的符號(hào)及意義如下：

Cr～SmA表示結(jié)晶態(tài)到近晶A相的轉(zhuǎn)變溫度；

SmA～N*表示近晶A相到膽甾相的轉(zhuǎn)變溫度；

CP表示清亮點(diǎn)。

實(shí)施例1

按表1所示的液晶化合物及其對(duì)應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行液晶組合物的混配；

表1實(shí)施例1的近晶相到膽甾相轉(zhuǎn)變的液晶組合物的組份配比

上述液晶組合物的各相態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度如表2所示。

表2實(shí)施例1中液晶組合物各相態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度

實(shí)施例2

按表3所示的液晶化合物及其對(duì)應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行液晶組合物的混配；

表3實(shí)施例2的近晶相到膽甾相轉(zhuǎn)變的液晶組合物的組份配比

上述液晶組合物的各相態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度如表4所示。

表4實(shí)施例2中液晶組合物各相態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度

實(shí)施例3

按表5所示的液晶化合物及其對(duì)應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行液晶組合物的混配；

表5實(shí)施例3的近晶相到膽甾相轉(zhuǎn)變的液晶組合物的組份配比

上述液晶組合物的各相態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度如表6所示。

表6實(shí)施例3中液晶組合物各相態(tài)之間的轉(zhuǎn)變溫度