[发明专利]一种聚苯胺复合电致变色膜器件的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电致变色膜制备技术领域，具体涉及一种聚苯胺复合电致变色膜器件的制备方法。

背景技术

电致变色是指在电场和电流的作用下,材料通过电化学过程引起氧化还原反应而产生可逆变色的现象. 电致变色材料在多个领域具有巨大的应用价值，根据不同电致变色材料不同的性质和组合方式，可以组合出不同结构和特殊致变色器件。这些器件可以实现在可见光谱、红外光谱甚至于微波范围产率和反射率的连续调节、多色连续变化、同时它还具有存储记忆功能，具变色电压低、电源简单、省电、受环境影响小等特性，它可以用作大面积数字、图象记录、信息处理、光记忆、光开关、全息照相及文字和图象显示装置等。因此具有十分广阔的应用前景。

聚苯胺薄膜的电致变色1989 年制成电致变色器件后,在系列研究基础上已经制成了全固态电致变色器件(ECD)，由于聚苯胺是一种具有很强相互作用的共轭大π键的大分子, 因而难于溶解, 不能熔融, 从而难以加工，近年来研究者开展了聚苯胺电致变色薄膜的制备与性能研究工作,并取得了一些成果,如中国专利CN101210090.B采用聚苯乙烯磺酸与聚乙烯醇和苯胺在引发剂作用制备了复合水溶性溶液，此复合水溶性溶液要经旋干、多步洗涤再真空干燥制备复合物固体，然后再制成导电膜，其工艺复杂，操作难以控制；中国专利CN100395646C在导电层上浇铸聚乙烯醇水溶液，干燥36-72h，制得的覆盖有聚乙烯醇薄膜的工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为对电极，采用恒电位聚合法聚合制备聚苯胺-聚乙烯醇复合膜，再与电解质膜粘合在一起制得电致变色膜器件，该器件在不同电位下可以变化多种颜色。但是此方法导电层制备工艺复杂需要无机酸难以控制，而且器件的循环寿命只有1327次，仍然难以进入商业应用。本发明采用聚苯胺复合物直接制膜法尚未见报道，本方法具有制备工艺简单容易操作控制，涂膜均匀，综合成本低廉等特点，易于工业化应用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的技术问题，提供一种聚苯胺复合电致变色膜器件的制备方法。采用该方法制备的电致变色涂膜电化学性能和变色性能优良，涂膜均匀而且机械性能和附着力良好。

本发明所提供的一种聚苯胺复合电致变色膜器件的制备方法具体步骤如下：

（1）制备聚苯胺复合物：

在反应容器中加入重量份数1的十二烷基苯磺酸和重量份数4-6的蒸馏水搅拌0.5h使其均匀乳化，再加入重量份数0.2-0.3的5wt%聚乙烯醇水溶胶，充分搅拌，然后分别加入经减压蒸馏的重量份数0.3-0.4的苯胺单体、重量份数0.2的助溶剂和重量份数0.07-0.09的非离子乳化剂，继续搅拌0.5h；最后边搅拌边滴加重量份数0.6-0.7的过硫酸盐与重量份数2-4的蒸馏水的混合溶液，控制反应容器的温度在0-40℃之间，控制反应时间为10-12h，制得墨绿色聚苯胺复合物。

（2）制备聚苯乙烯胶液：

按重量份数取80份甲苯或二甲苯、10份乙酸乙酯、5份对甲苯酚配制成混合溶剂，向所述混合溶剂中加入重量份数5的聚苯乙烯或废旧聚苯乙烯泡沫塑料，得到聚苯乙烯胶液。

（3）聚苯胺复合电致变色膜的制备：

将所述步骤（1）制备的聚苯胺复合物按重量份数5加到重量份数95的所述步骤（2）制备的聚苯乙烯胶液中，搅拌均匀后采用超声波分散0.5h制得聚苯胺复合导电液，将所述导电液采用涂刷或喷涂方式涂装于ITO导电玻璃或导电薄膜上，自然干燥后得到聚苯胺复合电致变色膜。

（4）制备聚苯胺复合电致变色膜器件：

将所述步骤（3）得到的聚苯胺复合电致变色膜与另一有含电解质导电层粘合在一起，在50-60℃条件干燥2-3h后，用环氧树脂将所述聚苯胺复合电致变色膜与导电层的四周密封后制得聚苯胺复合电致变色膜器件；所述电解质导电层是以聚乙烯醇/高氯酸锂组成的水溶胶与ITO导电玻璃或导电薄膜形成的涂层。

所述非离子乳化剂是OP-10或吐温系列乳化剂；所述助溶剂为乙醇、甲醇中的一种或二者的混合物；所述过硫酸盐为过硫酸铵或过硫酸钾。