[發(fā)明專利]電致變色材料及電致變色器件

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210482670.2
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN103059831A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹貞虎;仝澤彬
• 申請（專利權(quán)）人: 仝澤彬;胡珊珊
• 主分類號: C09K9/02
• 分類號: C09K9/02;G02F1/153;G02F1/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電致變色材料，具體指一種應(yīng)用于自動變暗的防眩目后視鏡及相關(guān)調(diào)光玻璃等領(lǐng)域的電致變色材料及其采用該電致變色材料制備的電致變色器件。?

背景技術(shù)

電致變色材料在直流電壓的作用下，材料發(fā)生氧化或還原導(dǎo)致其對可見光透射或反射產(chǎn)生可逆變化。目前電致變色材料主要分為無機(jī)電致變色材料和有機(jī)電致變色材料，無機(jī)電致變色材料主要為三氧化鎢、氧化鎳、氧化銥或氧化鈦等金屬氧化物，有機(jī)電致變色材料主要包括聚苯胺、聚噻吩、紫晶或吩噻嗪類化合物及其衍生物。電致變色材料雖然已經(jīng)在防眩目后視鏡領(lǐng)域得到應(yīng)用，但還是由于化合物自身特點(diǎn)而引起的變色/褪色慢，穩(wěn)定性較差，變色材料殘留等缺點(diǎn)。因此在實際應(yīng)用中受到一定的局限性。在發(fā)明專利200480031402.2中提出紫晶化合物在變色與褪色過程中具有如下結(jié)構(gòu)：?

當(dāng)紫晶化合物處于還原態(tài)時，兩個吡啶季銨鹽環(huán)呈正交狀態(tài)，減少位阻，非常穩(wěn)定，顯現(xiàn)出無色透明狀態(tài)。當(dāng)紫晶化合物得到一個電子時，兩個吡啶季銨鹽之間具有了雙鍵且出現(xiàn)在一個平面內(nèi)，產(chǎn)生共振，因而產(chǎn)生深色。當(dāng)紫晶分子結(jié)構(gòu)出現(xiàn)平面結(jié)構(gòu)時，分子之間易于形成共軛結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)芳環(huán)之間的重疊，分子結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)有序性，紫晶的顏色因此也由深色變?yōu)闇\黃色。此時紫晶類化合物易于遭受不可逆的破壞，電致變色器件的壽命因此而縮短。?

此外，由于R1和R2基團(tuán)的供電子性，使得紫晶類衍生物在變色之后易產(chǎn)生變色積聚在吡啶環(huán)上，褪色時間較長。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種電致變色材料，該電致變色材料中的陰極電致變色材料是在吡啶環(huán)上帶有各種取代基，有助于提高紫晶類化合物在變色過程中結(jié)構(gòu)由正交狀態(tài)轉(zhuǎn)變成為平面狀態(tài)時兩種狀態(tài)的電勢差ΔE，具有高壽命、快速變色與褪色的特點(diǎn)。?

本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種電致變色器件，該器件具有壽命長，變色與褪色速率快的特點(diǎn)，可適用于汽車防眩目后視鏡領(lǐng)域或建筑用調(diào)光玻璃的智能窗。?

本發(fā)明解決上述第一個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種電致變色材料，其特征在于：該電致變色材料由陰極電致變色材料和陽極電致變色材料組成的混合物，所述陰極電致變色材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為：下列的結(jié)構(gòu)通式一、結(jié)構(gòu)通式二或結(jié)構(gòu)通式三：?

上述中：R₁，R₂為碳原子數(shù)為1～20的正構(gòu)烷烴或異構(gòu)烷烴；?

R₃，R₄為碳原子數(shù)為1～4的正構(gòu)烷烴或異構(gòu)烷烴或甲氧基或乙氧基或羧基；?

R₅，R₆為F或Cl或Br或NO₂或SO₃H；?

R₇，R₈為碳原子數(shù)為1～3的烷烴或O或N或S雜原子；?

R₉，R₁₀為R₃，R₄為碳原子數(shù)為1～4的烷烴或烷烴異構(gòu)體或甲氧基或乙氧基或羧基；?

X為Cl^-，Br^-，BF4^-或PF6^-；所述陽極電致變色材料為聚乙烯基咔唑，其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式為：?

其中的n表示聚合度，即為自然數(shù)。?

作為改進(jìn)，所述陰極電致變色材料的制備方法，包括以下步驟：?

1)、合成4，4’-聯(lián)吡啶衍生物：將含有取代基的吡啶和金屬鈉加入到反應(yīng)瓶中，所述吡啶和金屬鈉摩爾比為：35～45∶1，然后加熱到100～120℃回流20～28小時，反應(yīng)完成之后，冷卻至室溫，并將混合物倒入冰塊中，使金屬鈉反應(yīng)完畢，得到油水狀混合物，進(jìn)行油水分離：將所得的油狀物中加入無水硫酸鈉，靜置16～24小時，然后減壓旋蒸除去過量的含有取代基的吡啶，減壓旋蒸之后所得的產(chǎn)物在乙醇溶液中進(jìn)行重結(jié)晶，得到白色或淺黃色產(chǎn)物，即為4，4’-聯(lián)吡啶衍生物；?