窄组成分布的聚偏二氟乙烯可逆可电控透光薄膜、制造方法、制成品和组合物技术

本发明专利技术涉及可逆可电控透光（ＲＥＣＬＴ）膜、制成品组合物、制造方法和由该方法制出的产品，它包括与电解质和ＲＥＣＬＴ材料结合的导电窄组成分布聚偏二氟乙烯共聚物。窄组成分布聚偏二氟乙烯共聚物具有低溶解度、高热稳定性和强度、以及非常高的光学透明度。聚偏二氟乙烯共聚物包括偏二氟乙烯优选与六氟丙烯、或三氟乙烯、或氯三氟乙烯、或乙酸乙烯酯、或它们的混合物所形成的无孔或多孔共聚物。ＲＥＣＬＴ材料包括本领域公知的有机化合物或无机化合物。常见的ＲＥＣＬＴ材料包括电致变色材料、可逆金属电沉积材料、液晶材料和分散颗粒材料。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可逆可电控透光(RECLT)薄膜，制成品、组合物及其制造方法。电致变色、可逆金属电沉积、液晶和分散颗粒系统显示器包含一些RECLT现象。电致变色(electrochromic)材料依靠在材料中施加电流来诱发电化学反应而改变颜色。和可逆金属电沉积(reversible metal electrodeposition)的组合物和调光方法不同的是，电致变色方法无需电沉积来产生调光效果。用于调光的可逆金属电沉积依靠在基材上沉积和脱金属来控制透光。相反地，液晶系统依靠施加电流，在透射和非透射光散射的状态之间转换，但需要相当大的电压来保持透光度。电致变色装置包括操作上与基本透明的电极和反电极有联系的电致变色膜。电致变色膜通常夹在透明电极和反电极之间，并依靠施加电流来改变颜色。使电流极性反向会导致薄膜失去颜色。在操作中，用于调光的可逆金属电沉积包括，对第一电极施加相对于第二电极的负电势。所施加的电势致使从第二电极沉积出的金属溶解在两电极之间的电解溶液中，然后从溶液中沉积到第一电极上。这样阻止了辐射透过装置传播。如果改变电流的极性，即对第一电极施加相对于第二电极的正电势，沉积的金属从第一电极溶出而沉积到第二电极上，从而增加装置的透光度。分散颗粒系统的活性层有悬浮在有机流体或胶体中的针状颗粒。分散颗粒装置包括放置在导电体之间的有机流体或胶体。施加电流使颗粒排列，从而增加透光。关闭该场，使颗粒自由排列，并变为吸光。就如所指出的那样，液晶基系统在施加电流、并使电流的极性反向时会在透射和不透射光散射的状态之间转换。液晶装置包括本领域中广为人知的液晶材料，该液晶材料与夹在透明的正负电极之间的矩阵材料相结合。
技术介绍
许多相关领域的电致变色元件使用氧化钨，因为它能在施加电流时从无色透明状态转变为彩色状态。过渡金属化合物如过渡金属氧化物当从一个价态变为另一个价态时，如过渡金属在+2和+3价态间变化，或过渡金属在+3和+4价态间变化时，也显示出电致变色性能。相关技术还描述了许多显示出电致变色性能的有机化合物。无论是无机还是有机电致变色材料，其色变、色变速率和性能特征都取决于所用的电致变色材料和包括电解质和电池构造在内的整个电致变色体系。P.N.Moskalev I.S.Kirin，Opt.Spectrosc.，29，220(1970)，和P.N.Moskalev和I.S.Kirin，Russ.j.Phys.Chem.，47，1019(1972)描述了稀土二酞菁(diphthalocyanines)的电致变色反应。相似地，M.M.Nicholson和F.A.Pizzarello，J.Electrochem Soc.，127，2490(1979)描述了氧化锡上的镥二酞菁膜在氯化钾或硫酸钠电解质水溶液中的变色。M.M.Nicholson和F.A.Pizzarello，J.Electrochem Soc.，128，1740(1981)充实了他们的先前工作。D.Lawton，B.Ely和G.Elliott，J.Electrochem.Soc.，128，2479(1981)描述了其它稀土二酞菁的电致变色行为，并在众多水溶液和有机电解质液体中发现了相似于镥和镱二酞菁的变色。紫精(Viologens)，即4，4’-联吡啶盐化合物在水溶液和有机电解质液体系统中也显示出电致变色性。R.J.Jasinski.J.Electrochem.Soc.，124，637(1977)描述了正庚基紫精在盐溶液中的电致变色性和它们对存在的特定阴离子、阳离子和金属的依赖性。H.T.van Dam和J.J.Poujee，J.Electrochem.Soc.，121，1555(1974)开发了乙基紫精和苄基紫精在水溶剂和/或有机溶剂中的氧化还原电势差异的数据。J.Bruinink和C.G.A.Kregting，J.Electrochem.Soc.，125，1397(1978)论述了氧化锡电极上的二庚基紫精膜在电解质水溶液中的电致变色变化。B.Reichman，F.F.Fan和A.J.Bard，J.Electrochem.Soc.，127，333(1980)研究了光电化学电池中的庚基紫精溴化物的水溶液在对-砷化镓上的光还原作用。H.T.vanDam，J.Electrochem.Soc.，123，1181(1976)指出了庚基紫精在水溶剂和有机溶剂中不同电导率。C.J.Schoot等.，Applied physics，卷23，2号(1973年7月15日)第64-65页描述了与液体电解质混合的其它有机电致变色材料。L.G.van Uitert等.，Applied Physics Letters，卷36，1号(1980年1月1日)第109-11页揭示了蒽醌红色电致变色显示器。Sammells的美国专利4,750,817和4,807,977描述了基于带固体聚合物电极的固态电致变色器件的多色电致变色平板显示器。参考文献揭示了将聚偏二氟乙烯与各种电致变色化合物和电解质结合，用作碱金属离子导电聚合物。Hirai的美国专利4,550,982说明了基于含有至少一种有机电致变色材料和至少一种阴离子材料来提供聚合物氧化还原层的聚合物层的电致变色显示装置。聚合物材料的例子包括氟树脂，如聚偏二氟乙烯。Eid等的美国专利5,332,530描述了用于调光的装置，它有两块玻璃基材组成，每块都涂敷了透明的导电层如氧化锡或者氧化铟和氧化锡的混合物(ITO)。两基材之间夹有含金属离子的电解质薄层。对电极施加电流，使金属通过电化学还原反应沉积在其中一块基材上。改变电流的极性，从而使电解质中金属离子再沉积。根据Eid等的相关技术装置依靠含强无机酸的电解质水溶液来防止电解质中金属盐中水解。该电解质的pH值低，并因此有在金属层电沉积的同时产生氢气的缺点。另外，在一些情况下，这导致透明导电材料性能变劣。Eid等通过使用溶解在有机溶剂中的聚合电解质来产生类似胶体的基质以解决该问题。Eid等揭示了一种作为其中一个聚合电解质的商品级聚偏二氟乙烯。Tench等的美国专利5,903,382的调光装置也在可逆金属电沉积电解质组合物中使用聚合材料。Tench等将此描述为“固态”胶体电解质，并且该聚合物由于其电化学惰性，被选出用来减少对大气污染的敏感度。典型的聚合物包括丙烯酸类材料，如聚甲基丙烯酸或聚丙烯腈。虽然各种参考文献揭示了在RECLT装置的制造中使用聚偏二氟乙烯，但是这些商品级树脂不具备低溶解度、高热稳定性和强度，或制造高质量RECLT装置、特别是电致变色装置所需的光学透明度。因此，RECLT薄膜、制成品或组合物避免了具有高溶解度、低热稳定性和强度、以及低透光度的聚偏二氟乙烯所遇到的困难，并能提供超越目前使用的会降低电池速度、并且不能在活化和未活化的构造之间产生巨大差异的聚偏二氟乙烯材料的优点。
技术实现思路
本专利技术通过基于聚偏二氟乙烯共聚物的RECLT薄膜、其制造方法、制成品和组合物，避免了先前技术中的这些和其它困难。该共聚物具有极低溶解度和极高热稳定性和强度，以及高透光度，进而消除了相关技术中由于技术上的局限性和缺点所引发的上述一个或多个其它问题。下面的说明书描述了本专利技术的额外特征和优点，使之显而易见本文档来自技高网...

【技术保护点】
可逆可电控透光膜，其特征在于它包括与电解质结合并且操作上与可逆可电控透光材料有联系的导电窄组成分布聚偏二氟乙烯共聚物膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MT伯奇尔，MM德斯波托波罗，
申请(专利权)人：阿托费纳化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]