[發明專利]一種光照下可凝膠化且自修復的電致變色溶液及其應用

有效

• 申請號: 201611243971.4
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN108251099B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 曹貞虎;胡珊珊
• 申請（專利權）人: 寧波禰若電子科技有限公司
• 主分類號: C09K9/00
• 分類號: C09K9/00;G02F1/1516;G02F1/1503;C08J3/28;C08F212/32;C08F220/28;C08G18/32;C08G18/28
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本發明涉及一種電致變色溶液，所述電致變色溶液包含：溶劑、陽極電活性材料、陰極電活性材料以及含芳基丙烯酸酯和/或含芳基丙烯酸內酯的聚合物。此外，本發明還包含所述電致變色溶液的電致變色器件。本發明的電致變色溶液在自然太陽光照下可凝膠化且可自修復，此外，對電致變色溶液的電致變色性能無影響。

技術領域

本發明涉及電致變色領域，更特別地涉及光照下可凝膠化且自修復的電致變色溶液。

背景技術

電致變色是一種電驅動變色技術，是材料在外加電壓作用下通過得失電子使材料自身顏色發生變化的過程。其在電致變色窗、汽車后視鏡、電致變色眼鏡、高分辨率光電攝像器材、光電化學能轉換/儲存器、軍事偽裝和裝飾材料等具有極大的應用價值。

電致變色器件的基本結構類似三明治，電致變色介質置于由兩個鍍有導電材料的基底中間。電致變色器件按照電致變色介質物理狀態可以分為3類，一類是溶液型電致變色器件，其中，電致變色材料始終溶解在溶劑中。第二類為半溶液型電致變色器件，器件在著色態和透明態之間轉換的過程中伴隨著電子的傳輸和材料化學性質的改變，當器件處于透明狀態時，電致變色材料溶解于溶劑中；當器件處于著色狀態時，電致變色材料會在電極表面富集。第三類為全固態電致變色器件，在器件變色的整個過程中，電致變色材料始終處于固體狀態。

在上述三種類型的電致變色器件中，溶液型電致變色器件具有結構簡單、制備工藝簡便和響應時間短等特點，所以一直是電致變色器件研究的熱點并被廣泛應用。但是，在長期使用過程中，電致變色溶液可能產生相分離、沉積或缺陷從而影響視覺；此外，由于不可避免的外力作用，可能會導致電致變色器件破裂，從而泄露有毒的電致變色溶液并可能危及到駕駛員或其他人員的安全。

為了克服上述問題，美國專利US5801873采用丙烯酸類的聚合物作為電致變色溶液的增稠劑，從而增加溶液的粘稠度，避免在電致變色器件中產生相分離或沉積，以及降低溶液流動速度，使得在電致變色器件破裂后方便清理和降低有毒物質對人員的傷害。雖然其濃度較高（最佳濃度為7~15%(w/w)），但由于沒有交聯所以對溶液的凝膠化能力有限；而且在加工方面，其首先在玻璃基底的導電層上通過溶劑揮發制得聚丙烯酸類的薄膜，增加了工藝的復雜性。美國專利US8928966向電致變色溶液中加入具有抗蠕變性能的交聯的聚合物電解質，但是聚合物電解質可以導電，對電致變色器件的性能會有一定的影響。中國專利CN201410165629.1向電致變色溶液中引入可經紫外光交聯的丙烯酸衍生物，形成的凝膠的穩定性好、工藝簡單、能抑制電致變色器件破裂后溶液的流出等，但是對由于撞擊導致的凝膠破裂難以修復。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種電致變色溶液，其可凝膠化且凝膠破裂后可在自然光照下自修復。此外，本發明還提供了包含所述電致變色溶液的溶液型電致變色器件。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種光照下可凝膠化且自修復的電致變色溶液，包含溶劑、陽極電活性材料、陰極電活性材料、含有式1和/或式2結構單元的聚合物；

；

式1 式2

式1中，Ar為芳基或取代芳基； 式2中，R為H、C_1~10烴基或OH。

本發明中，包含式1、式2結構單元的聚合物具有共同的芳基丙烯酸酯(式2為自身環合形成內酯)的共軛體系，可發生自動斷鍵和結合的平衡反應，進而賦予所述的電致變色溶液在光照條件下形成凝膠和自修復功能。

本發明中，包含式1和/或式2結構單元的聚合物在光照條件下發生自動斷鍵和結合的平衡反應機理如方程式1所示：

方程式1