一种基于反射型电致变色器件的变色迷彩织物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于反射型电致变色器件的变色迷彩织物及其制备方法，包括主色调斑块和辅助色斑块，主色调斑块在整个织物上连通；主色调斑块由多层结构构成，从下到上依次包括：柔性导电织物、离子储存层、电解质层、导电迷彩织物的主色调斑块、电致变色高聚物层和透明保护薄膜层，柔性导电织物和导电迷彩织物分别通过导线与供电装置的正负极相连接。本发明专利技术所得变色迷彩织物由于采用了两个织物电极，完全实现了柔性化，具有服用织物的服用性能；且采用的电致变色高聚物和反射型结构，具有可低电压可人为控制、在两种以上迷彩图案之间互变、变化速度快、颜色鲜明突出、成本低、更便于生产加工的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，基于反射型电致变色器件结构、完全采用柔性织物电极，即在不同低电压下呈现不同颜色的电致 变色高聚物，并将其置于柔性导电迷彩织物上，通过胶状的电解质和表面涂覆有离子储存 层的柔性导电织物与电极相连接的变色迷彩织物及其制备方法。该方法可实现完全基于柔 性织物电极、且透气透湿等服用性能的变色迷彩织物。
技术介绍
迷彩织物伪装技术。迷彩服通过多色块合理搭配破坏整体轮廓特征、并将整体色 调融合于背景，使得迷彩服的光谱反射率与背景相似，从而达到伪装效果。由于各种作战 环境的地物和植被条件千差万别，故产生了分别与各自适应的环境相融合的丛林、林地、荒 漠、海洋、城市及山地、高原、极地和雪地迷彩等图案或迷彩服。显然，林地迷彩不能在荒漠 背景中得到融合，丛林迷彩也不可能在雪地上得到良好的隐蔽效果。因此，军方研究人员一 直关注能在两种甚至多种环境下均可达到良好伪装效果的变色迷彩图案或服装。作为一种理想的作战服伪装防护面料，变色迷彩一直受到发达国家军队的积极关 注，美军和日军自60年代起就开始了变色迷彩的研究。其开发的轨迹如下首先提出“变 色龙”作战服的变色概念和目标，即“士兵在红地毯上显示为红色、遇到袭击躲到树丛中时 即显示为绿色”的典型变色效应，但实际上就当时的科学技术而言缺乏可能性，且也没有军 事价值；继而结合变色材料、发光材料和柔性显示器的科学技术研究，逐渐分化为两种技术 路线，即(1)排除了难以实现主动控制的以热、光、湿、压力等因素为诱因的变色材料，致力 于电致变色材料特别是导电高分子材料和过渡金属氧化物电致变色材料的研究，并希望将 电致发光材料也应用于变色迷彩。但电致变色材料变色前后的色相、驱动电压稳定性要求、 变色响应速度及可逆变次数尚难满足变色迷彩的技术要求，电致发光材料的伪装效果也不 理想。故目前还没有展示其基于电致变色和电致发光材料的变色迷彩样品，因军事科研的 保密性，目前也没有科学技术意义上的相关报导；(2)采用背景图像提取及服装正面图像显示的方式，即以微型摄像机及有机发光 二极管(OLED)等柔性显示材料形成服装系统，将背景图像成像于服装正面，使正面观察者 将服装上的图像与背景混为一体，达到伪装效果。这种方式能适应各种背景条件，但是 A.采用OLED发光方式本身就不利于隐蔽容易暴露；B.服装只能显示一种图像，故只能对一 个方向进行伪装，换一个角度观察时很易暴露；C.体系庞大，失去实际军事意义。目前日本 东京大学有此类“适景伪装”研究并有样品展示。虽然常有报道称外军正在(甚至已经)研制成功具有类似蜥蜴(变色龙)变色效 应的变色迷彩，以温度、湿度、PH值变化、光照激发、电场激发等物理化学因素变化为诱因的 变色材料也已出现，但能受控循环变色且分别与两种及以上不同的地貌视觉特征相吻合的变色迷彩未见公开报道。电致变色器件技术。电致变色(EC)是指材料在电场或电流作用下，发生光吸收或 光散射导致颜色发生可逆变化的现象。具有实用价值的电致变色材料具有低的开关电压， 一般为-IV IV ；好的固有记忆效果及变色效率、循环周期及循环稳定性。包括有机和无 机电致变色两大类材料，常见的电致变色材料有W03、TiO2等过渡金属氧化物，导电聚合物、 酞花箐、液晶等有机物以及普鲁士兰系列。其中，无机电致变色物已经在工业上得到广泛应 用，比如WO3已用于电致变色窗，但无机电致变色物的缺电是制备工艺复杂、成本高、且发光 颜色难调节、颜色种类较少、并难以实现柔性化。有机导电高分子掺杂/脱掺杂的过程即氧 化或还原的过程中可以产生完全可逆的颜色变化，比如聚苯胺(PANi)、聚噻吩、聚吡咯等， 且有机导电高分子存在成膜性好、颜色可调、成本低等优点，研究最多的还是集中于PANi。目前，电致变色器件多为“三明治”型结构，如电致变色窗，即将电致变色物以涂层 或薄膜方式夹在包含有电解质、离子储存层的两个电极之间，为了是颜色变色得以对外界 展示，要求其中至少一个电极是透明电极。而目前市售的透明电极如ΙΤ0/ΡΕΤ等不够柔软、 厚度较大188μπι，其它可能的电极材料比如导电胶、PED0T/PSS、金属网或面料等多具有颜 色或其它缺电，这导致电致变色器件难以实现柔性化。 因此，提供一种能在两种或以上迷彩图案之间互变的、基于反射型电致变色器件 的变色迷彩织物及其制备方法就成为该
急需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种能在两种或以上迷彩图案之间互变的，基于反射型 电致变色器件的变色迷彩织物。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案达到的一种变色迷彩织物，其特征在于包括主色调斑块和辅助色斑块；主色调斑块由 多层结构构成，从下到上依次包括柔性导电织物、离子储存层、电解质层、导电迷彩织物的 主色调斑块、电致变色高聚物层和透明保护薄膜层，所述的柔性导电织物和导电迷彩织物 分别通过导线与供电装置的正负极相连接。一种优选技术方案，其特征在于所述主色调斑块为蓝色、土黄色或绿色；所述主 色调斑块占所述变色迷彩织物总面积的40%以上，可实现两色或多色互变；所述辅助色斑 块为深棕、黑色和浅灰三种颜色。可实现可见光范围内的四色斑块的光学迷彩伪装效果。一种优选技术方案，其特征在于所述导电迷彩织物为采用表面镀覆金属的纤维 和普通纤维织造的白色导电织物，电阻率为1 1000 Ω. cm，在其上通过印染形成辅助色斑 块和不着色的主色调斑块。其特点是易于进行印染加工整理，手感柔软、透气透湿。一种优选技术方案，其特征在于所述柔性导电织物为表面镀覆金属的金属化织 物，在织物基地上通过化学镀或电镀获得；或者为表面镀覆金属的纤维和普通纤维织造的 导电织物，其电阻率为1 1000 Ω. cm，手感柔软，透气透湿。一种优选技术方案，其特征在于所述表面镀覆金属的纤维为表面镀覆银、铜、锌、 镍、金等的纤维，普通纤维为涤纶、锦纶、棉、丙纶、粘胶、维纶等纺织纤维，在经纬向以不同 比例如1 1或1 2等方式织造。一种优选技术方案，其特征在于所述离子储存层由氧化镍、氧化钒、氧化钴等离子储存或者可以起到离子储存功能的有机或无机电致变色材料如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、 聚吡啶、氧化钨、氧化钼或氧化铱构成。一种优选技术方案，其特征在于所述电解质层由含有锂离子或氢离子的凝胶态 或液态电解质构成，同时主色调斑块的导电迷彩织物和电致变色高聚物层也浸满电解质， 即电解质层一直浸渍包覆到电致变色高聚物层的上方，使得电致变色高聚物在电化学氧化 环境中得失电子从而引起颜色变化。一种优选技术方案，其特征在于所述电致变色高聚物层由掺杂有机或无机酸的 聚苯胺PANI、聚吡咯或聚噻吩等构成。一种优选技术方案，其特征在于所述透明薄膜为微孔PU(聚氨酯)透明保护膜， 所述PU保护膜厚度为1 50 μ m。可实现颜色互变的电致变色高聚物优选为PANi或聚吡咯，在不同的低电位下，可 以呈现不同的颜色，比如聚苯胺可以随着电压的变化，颜色可以从全还原态(LE)的黄色到 掺杂部分氧化态(ES)的绿色和未掺杂部分氧化态(EB)的蓝色以及全氧化态(PS)的紫色。 电致变色高聚物PANI具有对氧及水的稳定性好及原料易得、合成方法简便的特征，可以通 过化学氧化聚合法或者电化学合成等方法实现制备。上述PANi变色器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变色迷彩织物，其特征在于：包括主色调斑块和辅助色斑块；主色调斑块由多层结构构成，从下到上依次包括：柔性导电织物、离子储存层、电解质层、导电迷彩织物的主色调斑块、电致变色高聚物层和透明保护薄膜层，所述柔性导电织物和导电迷彩织物分别通过导线与供电装置的正负极相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖红，施楣梧，徐坚，王昊，范浩森，
申请(专利权)人：中国人民解放军总后勤部军需装备研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]