[发明专利]电致变色材料及电致变色器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种电致变色材料，具体指一种应用于自动变暗的防眩目后视镜及相关调光玻璃的电致变色材料及采用该电致变色材料制备的电致变色器件。

背景技术

电致变色是指材料的光学属性(主要是指反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。用电致变色材料制备的自动防眩目后视镜，可以通过电子感应系统，根据外来光的强度调节反射光的强度，达到防眩目的作用，使驾驶更加安全。电致变色器件虽然广泛应用于汽车后视镜及高端建筑玻璃领域，但是由于电致变色材料是由阴极电致变色材料和阳极电致变色材料构成，在电场作用下分别得失电子而移动到相应电极上达到反射光自动变暗的效果。车辆后视镜是由两片镀制导电薄膜的玻璃内腔构成在双层导电玻璃的一端各自接上直流电源线。其中导电薄膜的方块电阻约8～30欧姆，大大超过金属电极的电阻。因此，在电致变色器件通入直流电源时，由两片导电玻璃构成的电场是非均匀电场。在电致变色器件长时间通电后，带正、负电荷的变色材料在电解液中移向相应的强电场，在电致变色器件外观表现为带电荷的变色材料分别向电极引线附近聚集，导致整个变色器件的颜色均匀度降低，褪色时则电极引线附近过量的带正、负电荷的变色材料由于需要移动到相反的电极引线附近才能会恢复到无色状态。由此可见，在电致变色器件长时间通电之后引起整个器件颜色不均匀和褪色时间变长，降低了电致变色器件的使用性能。

目前广泛应用的电致变色器件中变色材料层除了电致变色材料、电解液还有聚电解质，一般常用的电解质为非离子型的聚甲基丙烯酸甲酯。虽然加入非离子型的聚电解质可以降低电致变色材料在非均匀电场用的电泳速率，但是在通电时间大于5～10分钟时，就会出现电致变色材料迁移现象，严重限制了这类电致变色器件的使用。目前，为了解决或改善电致变色器件的性能，在US7001540B2中提及采用非离子型凝胶作为电致变色器件的电解质，此外在专利号为201210194746.1中国发明专利中公开了一种电致变色材料，主要是将电致变色材料与电解质在一定温度下发生化学反应，形成凝胶化合物，改善了电致变色材料在电极引线附近的聚集现象。但是上述方面的成果在电致变色器件的实际使用中对生产工艺的要求高，局限性大，成本较高，因此该电致变色材料及电致变色器件性能还有待于改进。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种配方合理且变色与褪色速率快的电致变色材料。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种结构合理、使用寿命长且变色与长时间变色后褪色速率快的电致变色器件。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种电致变色材料，其特征在于：该电致变色材料包括阴极电致变色材料、阳极电致变色材料、电解液及丙烯酸离子盐聚电解质组成的混合物，所述阴极电致变色材料为1，1-二庚基4，4-联吡啶氟硼酸盐，所述阳极电致变色材料为10-甲基吩噻嗪，所述电解液为碳酸乙烯酯、γ-丁内酯、碳酸丙烯酯、乙腈、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜，所述丙烯酸离子盐聚电解质的结构通式为：

其中R₁为1～3个碳原子的烷基链或H；

R₂为1～18个碳原子的链烷基或H；

R₃为1～3个碳原子的烷基链或H；

R₄，R₄’，R₄”，R₄”’为氢、碳原子数为1～8的直链或支链烷烃、碳原子数为1～4的端基为羟基的官能团；

R₅为1～3个碳原子的烷基链或H；

R₆为苯环或

R₇为1～18个碳原子的烷基链。

X为氮原子或磷原子。

n、m、r均指聚合度分别为5～1000的不为零的自然数。

作为改进，所述丙烯酸类离子盐聚电解质的制备方法包括以下步骤：合成离子盐的丙烯酸单体的步骤；合成的离子盐的丙烯酸单体与丙烯酸类单体及烯烃类单体共聚制备成离子聚合物电解质的步骤。

作为改进，所述合成离子盐的丙烯酸单体的具体步骤可选择为：