基于氧化还原开关效应的电致变色材料制造技术

本发明专利技术涉及基于氧化还原开关效应的电致变色材料，具体是指由含有内酯环的隐色材料、具有氧化还原开关效应的化合物、电解质材料与溶剂所组成的电致变色溶液，或由含有内酯环的隐色材料、具有氧化还原开关效应的化合物、电解质材料、溶剂和高分子聚合物所组成的电致变色凝胶。该电致变色材料可用于电致变色显示、电致变色玻璃、电致变色膜、汽车电致变色防眩目后视镜、电致变色装饰用品、电致变色防伪等领域。领域。领域。

【技术实现步骤摘要】
基于氧化还原开关效应的电致变色材料


[0001]本专利技术涉及基于氧化还原开关效应的电致变色材料，具体是指由含有内酯环的隐色材料、具有氧化还原开关效应的化合物、电解质材料与溶剂所组成的电致变色溶液，或由含有内酯环的隐色材料、具有氧化还原开关效应的化合物、电解质材料、溶剂和高分子聚合物所组成的电致变色凝胶。

技术介绍

[0002]电致变色是指材料的光学性能，如：颜色、透光率、反射率等，在外加电场作用下发生稳定、可逆变化的现象。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，以电致变色材料作为功能材料的器件称为电致变色器件。
[0003]电致变色器件在电致变色玻璃、汽车变色天幕、防眩目后视镜、电致变色眼镜、电致变色护目镜、电致变色标签、电致变色防伪标识、工艺品动态显示、小型摄像头遮蔽器件、手机动态外壳等领域也不断得到推广使用。但目前使用的电致变色材料，主要为过渡金属氧化物、具有氧化还原性能的有机小分子、具有氧化还原性能的导电高分子。以过渡金属氧化物作为电致变色材料制备电致变色器件，具有生产成本高、响应时间偏慢等缺点；以具有氧化还原性能的导电高分子作为电致变色材料制备的电致变色器件，在成膜和使用寿命方面都面临各种问题；作为目前得到最广泛应用的电致变色器件——汽车电致变色防眩目后视镜，由于普遍使用有毒性的紫精作为电致变色材料，在使用过程中存在不安全因素。以上这些因素部在一定程度上限制了电致变色技术的发展、限制了各种电致变色器件的大规模推广使用。
[0004]因此，寻找新型的具有电致变色性能的材料或新型的具有电致变色性能的器件技术，已经成为电致变色
的亟待解决的问题。
[0005]荧烷是较早使用的一类隐色染料，最早用于纺织染布，后来发现其具有压/热敏变色的性质，在复写、打印领域得到广泛应用。荧烷分子的母体环上可以通过连接不同的取代基，如烷基、烷基取代氨基、氨基、羟基、卤素、烷氧基、芳香基、酰基、苯并环、杂环等，得到能在显色剂作用下呈现不同颜色的荧烷染料。通常，荧烷染料本身为无色或浅色，其分子中的共轭体系中断，在酸或其他显色剂的作用下，荧烷分子中心碳原子构成的内酯环打开形成大的共轭结构而显色。而且荧烷染料的显色反应是可逆的，在显色的荧烷体系中，加入碱或有供电子体的化合物时，显色反应向逆反应方向进行，荧烷分子中的内酯环闭环，恢复为原来的无色或浅色。
[0006]荧烷染料的这些特殊性能引起了一些研究人员的注意，并用来作为电致变色材料来研究。但目前现有的学术文献和专利的申请中，对于荧烷染料用作电致变色器件的研究，都是基于“电致酸碱理论”，即利用对苯醌、对苯二酚、对苯二胺衍生物、芳香胺取代的脲类衍生物等在电场作用下接受电子后解离出H
+
或碱，使荧烷染料显色和隐色，所采用的器件结构相对比较复杂，能产生电致酸或电致碱的化合物稳定性相对较差。
[0007]二茂铁及其衍生物，是一类具有芳香族性质的有机过渡金属化合物，与酸、碱、紫
外线不发生作用，化学性质稳定，并具有高度热稳定性，在工业、农业、医药、航天、节能、环保等行业具有广泛的应用。二茂铁基团具有可逆的氧化还原特性，有可能通过可逆的电化学反应来控制其他物质的光化学特性，实现氧化还原开关效应，这类氧化还原开关材料在电致变色、光电记忆和光电通讯等领域具有较大的应用价值。
[0008]我们在研究中发现：二茂铁及部分二茂铁的衍生物，其本身不能使荧烷染料显色，或者只能使荧烷染料显现比较浅的颜色，但二茂铁及部分二茂铁的衍生物的氧化态对荧烷染料具有很强的显色效应。
[0009]关于利用二茂铁及其衍生物的氧化还原开关效应，通过二茂铁及其衍生物的电化学氧化和还原，使含有内酯环的隐色材料显色和隐色方面的技术，我们之前有做过一些相关的研究，但之前的研究的隐色材料的种类和颜色偏少。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的：基于以上所述现有电致变色材料和电致变色器件技术中存在的问题，结合荧烷染料的特殊性能、荧烷染料用作电致变色器件的研究现状、我们研究中的发现及我们之前的研究状况，而提供的基于氧化还原开关效应的电致变色材料，增加该类电致变色材料的颜色种类，进一步拓展该类电致变色材料在电致变色玻璃、电致变色膜、电致变色显示器件等领域应用的可能性。
[0011]本专利技术目的通过如下技术方案实现：
[0012]基于氧化还原开关效应的电致变色材料，所述的电致变色材料为由含有内酯环的隐色材料、具有氧化还原开关效应的化合物、电解质材料与溶剂所组成的电致变色溶液，或由含有内酯环的隐色材料、具有氧化还原开关效应的化合物、电解质材料、溶剂和高分子聚合物所组成的电致变色凝胶。
[0013]所述的含有内酯环的隐色材料为具有以下化学结构式的化合物中的一种、两种或两种以上的混合物(化学结构式I、II、III、IV、V分开列出，与原有研究区分开来)：
[0014][0015][0016]化学结构式中的R1、R2、R3、R5、R6分别为H、Cl、Br、CH3、C2H5、n
‑
C3H7、n
‑
C4H9、i
‑
C4H9、t
‑
C4H9、n
‑
C5H
11
、i
‑
C5H
11
、i
‑
C8H
17
、CH3O、N＝CH
‑
R”中的一种(其中的R、R
’
分别为H、CH3、CH3‑
CH＝CH、C2H5、CH3O、n
‑
C3H7、n
‑
C4H9、i
‑
C4H9、t
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‑
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11
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‑
C8H
17
、、、ClC2H4中的一种；R”为CH3、CH3‑
CH＝CH、中的一种)；R1、R9、R
10
、R
11
、R
12
、R
13
、R
14
、R
15
、R
16
、R
17
分别为H、Cl、Br、CH3、C2H5、n
‑
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‑
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‑
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‑
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‑
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11
、i
‑
C8H
17
中的一种；R7、R8分别为CH3、C2H5、n
‑
C3H7、ClC2H4、NCC2H4中的一种。
[0017]所述的具有氧化还原开关效应的化合物为二茂铁及其衍生物，通过二茂铁及其衍生物的电化学氧化和还原，使含有内酯环的隐色材料显色和隐色，达到电致变色的目的；其中的二茂铁及其衍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于氧化还原开关效应的电致变色材料，其特征在于：所述的电致变色材料为由含有内酯环的隐色材料、具有氧化还原开关效应的化合物、电解质材料与溶剂所组成的电致变色溶液，或由含有内酯环的隐色材料、具有氧化还原开关效应的化合物、电解质材料、溶剂和高分子聚合物所组成的电致变色凝胶。2.根据权利要求1所述的基于氧化还原开关效应的电致变色材料，其特征在于：所述的含有内酯环的隐色材料为具有以下化学结构式的化合物中的一种、两种或两种以上的混合物：
化学结构式中的R1、R2、R3、R5、R6分别为H、Cl、Br、CH3、C2H5、n
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、、、ClC2H4中的一种；R”为CH3、CH3‑
CH＝CH、中的一种)；R1、R9、R
10
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11
、R
12
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13
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15
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分别为H、Cl、Br、CH3、C2H5、n
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C3H7、n
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C5H
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中的一种；R7、R8分别为CH3、C2H5、n
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C3H7、ClC2H4、NCC2H4中的一种。3.根据权利要求1所述的基于氧化还原开关效应的电致变色材料，其特征在于：所述的具有氧化还原开关效应的化合物为二茂铁及其衍生物，通过二茂铁及其衍生物的电化学氧化和还原，使含有内酯环的隐色材料显色和隐色，达到电致变色的目的；其中的二茂铁及其衍生物为二茂铁、丁基二茂铁、叔丁基二茂铁、异丁基二茂铁、己基二茂铁、辛酰基二茂铁、叔戊基二茂铁、辛基二茂铁、丙基二茂铁、氨基二茂铁、1，1
’‑
二甲基二茂铁、1
‑
羟乙基二茂铁、丁二茂铁、环戊烯二茂铁、羟甲基二茂铁、膦二茂铁、乙酰基二茂铁、戊酰基二茂铁、1，1
′‑
双(二氯磷)二茂铁、双己基二茂铁、己酰基二茂铁、1，1
’‑
二乙酰基二茂铁、溴代二茂铁、戊基二茂铁、1，1
’‑
二碘二茂铁、乙烯基二茂铁、乙基二茂铁、1，1
’‑
二(二环己基膦)
‑
二茂铁、氰基二茂铁、1，1
’‑
双(二苯基膦)二茂铁、1，1
’‑
二丁酰二茂铁、1，1
′‑
二溴二茂铁、1，1
’‑
双(苯基膦基)二茂铁、1，1
’‑
双(二甲基甲硅烷基)二茂铁、1，1
’‑
二乙基二茂铁、(6
‑
溴
‑1‑
氧己基)二茂铁、苯甲酰二茂铁、(R)
‑
(对甲苯亚砜基)二茂铁、(S)
‑
(对甲苯亚砜基)二茂铁、1，
1
’‑
二苯甲酰二茂铁、N
‑
(叔丁氧羰基)氨基二茂铁、α
‑
(N，N
‑
二甲基氨基)乙基二茂铁、1，1
’‑
双(二
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋传煜，
申请(专利权)人：珠海凯为光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：