一种电致变色聚合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种电致变色聚合物及其制备方法和应用。所述电致变色聚合物具有如式I所示结构。本发明专利技术中，通过对电致变色聚合物的结构进行设计，制备的电致变色聚合物具有较大的溶解度，且不会产生较大的空间位阻，从而不会阻碍掺杂粒子的进入，适用于作为电致变色材料，制备电致变色装置。制备电致变色装置。制备电致变色装置。

【技术实现步骤摘要】
一种电致变色聚合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电致变色材料
，具体涉及一种电致变色聚合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]电致变色是指在外加电压的驱动下，材料的光学性能(透射率或反射率等)在可见光范围内产生稳定的可逆变化的现象。在外观上，电致变色(EC，Electro chromic)材料通常表现为颜色及透明度的可逆变化。目前已有多种应用电致变色(EC)材料的电致变色(EC)装置面市，例如：用于减弱眩光的汽车后视镜，根据光线变化调节反射或吸收阳光的智能窗等。
[0003]在一般的电致变色混合材料中，包含n型材料和P型材料，紫精是常见的n型(即阳离子型，得到电子而变色)电致变色材料，与p型(即阴离子型，失去电子而变色)电致变色材料在溶液中形成互补写
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擦(writing
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erasing)体系。在电场作用下，体系中两种互补离子可自由扩散或迁移到电解质表层，紫精从电极处获得电子，由氧化态转变到还原态，对应的阴离子材料在电极上失去电子，由还原态转变为氧化态，材料由无色变为有色；自擦除(self
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erasing)过程中，两种离子从电解质表层迁移到溶液内部，相遇后电子转移，材料褪色，常见的P型材料如吩嗪、吩噻衍生物等。
[0004]聚(3,4
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丙烯二氧基噻吩)作为电致变色材料具有光学对比度大，响应速度快的优点，具有极大的工业化的应用潜力。然而，能否在实际中应用，电致变色器件的稳定性起着决定性的作用。对其稳定性影响起着重要作用的分别是其组成的三部分：电致变色层，电解质层以及离子存储层。关于电致变色的光学性能衰减的机理，有研究认为是氧化还原的循环过程中，离子的掺杂与脱掺杂的不完全导致活性位点被覆盖，引起了电致变色的衰减。所以提出选择与电致变色材料适配的掺杂离子可以有效地改善电致变色的稳定性。电致变色的器件在工作时还涉及到了离子的迁移传输。离子存储层与电致变色层的电荷平衡至关重要。选用聚(3,4
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丙烯二氧吡咯)(MCCP)作为PProDOT的对电极材料，形成电荷量的平衡，有效地提升了器件的稳定性。然而，电致变色器件最重要的部分是电致变色层，上述的适配可能具有唯一性。所以从电致变色材料本身结构的角度来提升器件的稳定性至关重要。因此，如何提供一种具有较大溶解度，且不会产生较大的空间位阻的嵌段聚合物，使其作为电致变色材料制备电致变色层，已成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种电致变色聚合物及其制备方法和应用。本专利技术中，通过对电致变色聚合物的结构进行设计，制备的电致变色聚合物具有较大的溶解度，且不会产生较大的空间位阻，从而不会阻碍掺杂粒子的进入，适用于作为电致变色材料，制备电致变色装置。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种电致变色聚合物，所述电致变色聚合物具有如式I所示结构：
[0008][0009]其中，R1和R2各自独立地选自氢原子、C2～C20酰基、C1～C20直链或支链烷基中的任意一种，R3为C1～C18直链或支链烷基；
[0010]a、c为大于0的整数，b为≥0的整数；
[0011]n为3～100的整数。
[0012]本专利技术中，通过对电致变色聚合物的结构进行设计，使电致变色聚合物具有较大的平面性，可以形成致密的分子堆积，且喹喔啉基团上具有的两个N原子具有较强的吸电子能力，通过在喹喔啉基团上引入单个烷氧基，可以有效的提升电致变色聚合物的溶解性，且制备得到的电致变色聚合物不会产生较大的空间位阻，从而不会阻碍掺杂粒子的进入。本专利技术提供的电致变色聚合物适用于作为电致变色材料，制备电致变色装置。
[0013]本专利技术中，所述C2～C20可以是C2、C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16、C18或C20等。
[0014]所述C1～C20可以是C1、C2、C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16、C18或C20等。
[0015]所述C1～C18可以是C1、C2、C4、C6、C8、C10、C12、C14、C16或C18等。
[0016]n可以是3、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90或100等。
[0017]以下作为本专利技术的优选技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的目的和有益效果。
[0018]作为本专利技术的优选技术方案，所述R1和R2各自独立地选自丁酰基、己酰基、辛酰基、2
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乙基己酰基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基或十二烷基中的任意一种。
[0019]优选地，所述R3选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、十二烷基或十三烷基中的任意一种。
[0020]作为本专利技术的优选技术方案，所述电致变色聚合物的制备原料包括化合物a和化合物c；
[0021]所述化合物a的结构式为化合物c的结构式为
[0022]所述R1、R3具有与上述相同的保护范围。
[0023]优选地，所述化合物a和化合物c的摩尔比为(1～50):1，例如可以是1:1、5:1、10:
1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1、40:1、45:1或50:1等。
[0024]作为本专利技术的优选技术方案，所述电致变色聚合物的制备原料还包括化合物b；
[0025]所述化合物b的结构式为
[0026]所述R2具有与上述相同的保护范围。
[0027]优选地，所述化合物b和化合物c的摩尔比为(0.2～10):1，例如可以是0.2:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1等。
[0028]优选地，所述化合物a、化合物b和化合物c的摩尔比为(1～10):(0.2～5):1，例如可以是2:1:2、3:1:2、2:1:1、4:1:1、6:1:1、8:1:1、10:1:1、2:2:1、2:3:1、2:4:1、2:5:1、4:3:1、7:4:1或8:3:1等。
[0029]作为本专利技术的优选技术方案，所述化合物c的制备方法采用如下方法制备得到，所述方法包括如下步骤：
[0030](1)化合物反应得到化合物
[0031](2)化合物与乙醛酸反应得到化合物
[0032](3)化合物与醇类化合物反应，得到所述化合物c。
[0033]本专利技术中，通过设计化合物c的合成路线，对电致变色聚合物的结构进行设计，使电致变色聚合物具有较大的平面性，可以形成致密的分子堆积，且喹喔啉基团上具有的两个N原子具有较强的吸电子能力，通过在喹喔啉基团上引入单个烷氧基，可以有效的提升电致变色聚合物的溶解性，且制备得到的电致变色聚合物不会产生较大的空间位阻，从而不会阻碍掺杂粒子的进入。本专利技术提供的电致变色聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电致变色聚合物，其特征在于，所述电致变色聚合物具有如式I所示结构：其中，R1和R2各自独立地选自氢原子、C1～C20酰基、C1～C20直链或支链烷基中的任意一种，R3为C1～C18直链或支链烷基；a、c为大于0的整数，b为≥0的整数；n为3～100的整数。2.根据权利要求1所述的电致变色聚合物，其特征在于，所述R1和R2各自独立地选自丁酰基、己酰基、辛酰基、2
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乙基己酰基、丙基、丁基、戊基、己基、辛基或十二烷基中的任意一种；优选地，所述R3选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、十二烷基或十三烷基中的任意一种。3.根据权利要求1或2所述的电致变色聚合物，其特征在于，所述电致变色聚合物的制备原料包括化合物a和化合物c；所述化合物a的结构式为化合物c的结构式为所述R1、R3具有与权利要求1相同的保护范围；优选地，所述化合物a和化合物c的摩尔比为(1～50):1。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的电致变色聚合物，其特征在于，所述电致变色聚合物的制备原料还包括化合物b；所述化合物b的结构式为所述R2具有与权利要求1相同的保护范围；优选地，所述化合物b和化合物c的摩尔比为(0.2～10):1；
优选地，所述化合物a、化合物b和化合物c的摩尔比为(1～10):(0.2～5):1。5.根据权利要求3或4所述的电致变色聚合物，其特征在于，所述化合物c的制备方法采用如下方法制备得到，所述方法包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：易袁秋强，苏文明，刘扬，
申请(专利权)人：苏州欧谱科显示科技有限公司，
类型：发明
国别省市：