[發明專利]一種透射型電致變色織物及其制備方法

無效

• 申請號: 201210035583.2
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN103257502A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 肖紅;代國亮;施楣梧
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所
• 主分類號: G02F1/153
• 分類號: G02F1/153;G02F1/155;D06M11/49;D06M11/47;D06M11/48;D06M13/345;D06M15/61;D06M15/37;D06M15/63;D06M15/263;D06M11/30;D06M13/232;D06M17/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;徐寧

技術領域

本發明涉及一種透射型電致變色織物及其制備方法。

背景技術

構建像“變色龍”一樣的織物，能夠隨著環境變化而改變顏色和圖形并融合于背景達到偽裝效果，一直是人們夢寐以求的。作為一種理想的戰場偽裝防護產業用織物，變色織物在軍事偽裝上有著至關重要的意義，可廣泛用于各類軍事工程、陣地、武器裝備及車輛等用偽裝網、偽裝遮障和偽裝帳篷等，通過主色調斑塊可變色、其它顏色斑塊采用常規織物實現透氣透濕的設計方案也可以批量用于服用產品如迷彩服等，并在民用上具有潛在的廣闊前景。

從上世紀60年代以來，美軍和日軍就開始了相關研究。結合變色材料、發光材料和柔性顯示器等的科學技術研究，該類織物的研究逐漸淘汰了以微型攝像機及有機發光二極管(OLED)等柔性顯示材料形成具有“適景偽裝”效果的面料服裝系統和采用難以實現主動控制的以熱、光、濕、壓力等因素為誘因的變色材料及織物這兩種技術路線，轉向人為可控的變色織物研究，主要是通過外加小電場或電流控制實現變色，而電致變色材料及器件正是首選。

電致變色材料在外加電流或電場的作用下，發生電化學氧化或還原反應，其光學性能(透射率、反射率、吸收率和發射率等)在可見光波長范圍內產生穩定的可逆變化，從而在外觀上表現為顏色等光學性能的可逆變化。常用的電致變色材料包括有機和無機電致變色兩大類材料。其中，無機電致變色材料已經在工業上得到廣泛應用，比如WO₃已用于電致變色窗，但無機電致變色材料的缺點是制備工藝復雜、成本高、且發光顏色難調節、顏色種類較少、并難以實現柔性化。而導電聚合物作為電致變色材料，既有金屬和半導體的光電性質，又兼具聚合物柔韌的機械性能和可加工性，有著優越的著色效率和快速的響應時間、顏色變化范圍寬廣的優點，在摻雜/脫摻雜的過程即氧化或還原的過程中，可以產生完全可逆的顏色變化，并且易于制備，從而引起人們的高度重視。在各種導電聚合物電致變色材料中，聚苯胺以其成本低、光學質量好、顏色轉換快、循環可逆性好等優點倍受人們的關注。

目前，電致變色器件多為“三明治”型結構，如電致變色窗，即將電致變色層以涂層或薄膜方式夾在包含有電解質、離子儲存層的兩個電極之間，為了使顏色變色得以對外界展示，要求其中至少一個電極是透明電極。而目前市售的透明電極如ITO/PET等不夠柔軟、厚度較大188μm，其他可能的電極材料比如導電膠、PEDOT、金屬網或其它導電材料等多具有顏色或其它缺點，這導致電致變色器件難以實現柔性化。

因此，提供一種具有柔性化、變色明顯的變色織物及其制備方法就成為該技術領域急需解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的是提供一種低成本、變色明顯、人為可控、循環可逆的透射型電致變色織物及其制備方法。

本發明提供的一種透射型電致變色織物，由下至上依次包括柔性導電織物、離子儲存層、電解質、電致變色聚合物和透明導電薄膜；所述柔性導電織物和透明導電薄膜分別通過導線與直流電源的電極相連接。

上述的電致變色織物中，所述電致變色聚合物可為聚苯胺類導電聚合物、聚吡咯類導電聚合物和聚噻吩類導電聚合物中至少一種。

上述的電致變色織物中，所述聚苯胺類導電聚合物和聚吡咯類導電聚合物可均按照包括如下步驟的方法制備：

將單體加入至含有摻雜劑的聚乙烯醇水溶液中，然后再加入氧化劑經反應即得；所述單體為苯胺或苯胺與其衍生物的混合物、吡咯或吡咯與其衍生物的混合物；所述聚乙烯醇水溶液的質量百分含量可為1％～10％，具體可為2.3％或3.5％，所述聚乙烯醇的聚合度可為1500～3000；所述單體、摻雜劑和氧化劑的摩爾份數比可為1∶(0.1～10)∶(1～10)，具體可為1∶2∶2、1∶2∶1.5或1∶1∶1.5。

上述的電致變色織物中，所述聚噻吩類導電聚合物可按照包括如下步驟的方法制備：

配制單體b的溶液a和氧化劑的溶液b；將所述溶液b加入至所述溶液a中進行反應即得；所述單體b為噻吩、噻吩衍生物或噻吩與其衍生物的混合物；所述溶液a的溶劑可為二氯甲烷、苯、甲苯、四氫呋喃、三氯甲烷和DMF中至少一種；所述溶液b的溶劑可為甲醇、乙醇、丙酮、乙腈和乙醚中至少一種；所述單體b與所述氧化劑的摩爾份數比可為1∶(1～20)，具體可為1∶8或1∶10。