[發明專利]一種導電聚合物基電致變色膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201210087452.9
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN102643542A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 夏友誼;古緒鵬;邢國正;昌興龍;萬玉保;楊建國;江雨燕;周傳華
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學;馬鞍山市盛寧高分子材料科技有限公司
• 主分類號: C08L79/02
• 分類號: C08L79/02;C08L77/02;C08L77/06;C08G73/02;C08J5/18;C09K9/02;G02F1/153
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 周宗如

技術領域

本發明屬于高分子電致變色材料技術領域，具體涉及一種導電聚合物基電致變色膜及其制備方法。?

背景技術

隨著能源緊張與環境的惡化，節能減排材料的研究與開發成為人們廣泛關注的一個重要問題。電致變色材料在外加電場的作用下可使材料外觀上表現為顏色和透明度的可逆變化，因此，可選擇性地吸收或反射外界的熱輻射和內部的熱擴散，減少辦公大樓和民用住宅在夏季保持涼爽和冬季保持溫暖而必須消耗的大量能源，具有很強的節能、低碳特征。近年來，該類型材料已成為世界各國競相研制的一類高新產品。?

電致變色材料一般為電致變色層、離子導電層、離子吸收層等多層單元的復合體。其中，電致變色層最為關鍵，可分為無機電致變色和有機電致變色層。目前，市場上電致變色層主要以三氧化鎢膜為主。該膜是在高壓、高溫條件下，通過濺射涂覆于基體材料表面而形成，這就限制了基體材料的屬性，必須要求其耐高壓、高溫，因此，無機電致變色基體材料主要為導電玻璃，致使獲得的電致變色產品價格昂貴，制約了其推廣應用。與三氧化鎢膜等無機電致變色層相比，有機電致變色膜材料開發較晚，但其易于加工、低驅動電壓、高透光對比度、長使用壽命等優勢，使得有機電致變色膜成為最有前途的變色材料，其中，尤以導電聚合物基電致變色膜最為引人關注。?

導電聚合物基電致變色膜中研究較多的為聚苯胺與聚噻吩類導電聚合物。聚苯胺類導電聚合物除具合成方便、成本低廉、穩定性好等特點以外，由于其可溶解在一般的有機溶劑中，因此可加工性相對較好，是最具應用價值的一類導電聚合物，但其變色不豐富的缺點則制約了其在電致變色領域中的應用。聚噻吩類導電聚合物具有良好的電致變色性能，但其價格昂貴、不易溶解、加工困難的缺點則致使其難以大規模工業化。因此，近年來，嘗試以多種共軛單體進行共聚，以期優勢互補，成為構建導電聚合物基電致變色膜的新思路。如：中國專利CN?101020757A公開了以苯胺與對苯二胺共聚物制備顯示紅綠藍三原色的電致變色膜；?J.Yamasaki?S等制備了聚對苯二甲酰對苯二胺-聚苯胺-聚鄰苯二胺復合膜，發現該膜具有良好的電致變色性（J.Yamasaki?S.?Three-color?electrochronism?of?an?aramid?film?containing?polyaniline?and?poly(o-phenylenediamine.?Synthetic?Metals,?1999,102:1157），但他們并未以苯胺類單體與噻吩類單體共聚后，研究其電致變色特性。?

發明內容

本發明針對現有技術存在的技術問題，提供一種導電聚合物基電致變色膜及其制備方法?。?

本發明所提供的導電聚合物基電致變色膜由下述質量百分數的原料組成：?

苯胺/間甲基苯胺/3，4-異丙基二氧噻吩三元共聚物????95-99

聚酰胺類高分子???????????????????????????????????5-1

所述的苯胺/間甲基苯胺/3，4-異丙基二氧噻吩三元共聚物由苯胺、間甲基苯胺、3，4-異丙基二氧噻吩三種單體通過化學氧化聚合方法獲得，所述三元共聚物中的：苯胺、間甲基苯胺、3，4-異丙基二氧噻吩的摩爾比為：70:（30∽40）:（10∽20）；所述聚酰胺類高分子為尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍1010中的一種或兩種以上的混合，其數均分子量為50000∽150000。

本發明所提供的導電聚合物基電致變色膜的制備方法具體步驟如下：?

（1）制備苯胺/間甲基苯胺/3，4-異丙基二氧噻吩三元共聚物：

????按規定量將苯胺、間甲基苯胺、3，4-異丙基二氧噻吩三種單體加入至0.3∽1mol/L鹽酸溶液，所述鹽酸溶液與三種單體體積之和的體積比為200:1，在溫度為－5∽0℃的低溫下攪拌1h后，再一次性加入硝酸鈰銨，所述硝酸鈰銨與三種單體質量之和的質量比為3:1，持續攪拌48h后，將產物經抽濾，用乙醇、0.3∽1mol/L鹽酸溶液洗滌后，于40℃真空干燥后收集，制得苯胺/間甲基苯胺/3，4-異丙基二氧噻吩三元共聚物；

（2）制備苯胺/間甲基苯胺/3，4-異丙基二氧噻吩三元共聚物、聚酰胺類高分子與間甲酚的共混溶液：

按規定量將所述步驟（1）制備的苯胺/間甲基苯胺/3，4-異丙基二氧噻吩三元共聚物與聚酰胺類高分子加入至間甲酚中，所述間甲酚與三元共聚物的質量比為200:1，于50℃∽70℃溶解24h，制得苯胺/間甲基苯胺/3，4-異丙基二氧噻吩三元共聚物、聚酰胺類高分子與間甲酚的共混溶液；