【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电致变色材料，尤其涉及一种电致变色聚合物及其制备方法、电致变色器件和电子设备。
技术介绍
1、电致变色(ec，electrochromic)材料是一类特殊的功能材料，在合适的外加电场作用下，其光学性质(如颜色、透光率、反射率)能发生可逆的变化。将电致变色材料与其它的功能材料以及透明电极相组合，即可组装得到电致变色器件，具备电致变色功能的器件可应用于节能智能窗、智能防眩目后视镜、变色手机电池盖以及反射型显示等领域。
2、电致酸碱变色聚合物材料作为一种近几年开发的新型电致变色材料，由于其具有功能可调性强、颜色丰富、成膜性好、易于修饰、可实现从全透明态到着色态的切换，同时具有优异的双稳态性质等优势，有望应用于智能调光膜、图案化显示等领域，产业化潜力巨大，具有很多优势点与发展空间；但这类电致变色材料存在离子导电性与成膜性不佳，导致器件的变色速度较慢、与基底粘附性差、环境稳定性不佳等问题。
3、因此，如何提高电致变色材料的离子导电性以及其成膜性，进而提高器件的变色响应速度、粘附性和可靠性，是目前仍待解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本申请提出一种电致变色聚合物及其制备方法、电致变色器件及电子设备，电致变色聚合物同时具有良好的成膜性与离子导电性，，有助于提高电致变色器件的变色响应速度、粘附性和可靠性。
2、第一方面，本申请实施例提供一种电致变色聚合物，所述电致变色聚合物的结构式如式(i)所示：
3、
4、式(i
5、r1选自极性官能团或非极性官能团，其中，所述极性官能团选自含有巯基、羟基、环氧基、氨基、羧基中的至少一种；所述非极性官能团选自取代或未取代的c1-c24烷基、取代或未取代的c6-c24芳基中的至少一种；
6、r3、r4、r6～r10各自独立地选自取代或未取代的c1-c24烷基、取代或未取代的c1-c24烷氧基、氨基、取代或未取代的c1-c24烷氨基、取代或未取代的c6-c24芳基、同时含有芳环和烷烃的c7-c24的基团中的任意一种；
7、x选自酸根离子或卤素离子；
8、a、b、c各自独立地选自大于1的自然数。
9、在一些实施方式中，所述酸根离子选自四氟硼酸根、六氟磷酸根、三氟甲烷磺酸根中的至少一种。
10、在一些实施方式中，所属卤素离子选自氯离子、溴离子、碘离子中的至少一种。
11、第二方面，本申请实施例提供一种电致变色聚合物的制备方法，包括以下步骤：
12、将含有反应单体及引发剂的混合液置于无水无氧条件下进行聚合反应，得到反应产物；其中，所述反应单体包括丙烯酸酯类单体、乙烯基咪唑类离子液体单体和荧烷类变色材料单体；
13、将所述反应产物进行提纯处理，得到电致变色聚合物。
14、在一些实施方式中，所述丙烯酸酯类单体：乙烯基咪唑类离子液体单体：荧烷类变色材料单体的摩尔比为1：(0.1～10)：(0.1～10)。
15、在一些实施方式中，所述引发剂与所述反应单体的摩尔比为1：(10～100000)。
16、在一些实施方式中，所述电致变色聚合物的分子量为1000～200000之间。
17、在一些实施方式中，所述乙烯基咪唑类离子液体单体包括1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐、1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑氟盐、1-乙烯基-3-丁基咪唑三氟甲烷磺酸盐、1-乙烯基-3-乙基咪唑三氟甲烷磺酸盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的至少一种。
18、在一些实施方式中，所述丙烯酸酯类单体为含有极性官能团的丙烯酸酯类单体，所述极性官能团选自含有巯基、羟基、环氧基、氨基、羧基中的至少一种。
19、在一些实施方式中，所述丙烯酸酯类单体选自羟甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、2-(丁基氨基)羰基氧代丙烯酸乙酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、4-丙烯酰吗啉、2-丙烯酸羧乙酯、四氢呋喃丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、2-(乙基氨基)羰基氧代丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和4-羟基丁基丙烯酸酯中的至少一种。
20、在一些实施方式中，所述丙烯酸酯类单体为含有非极性官能团的丙烯酸酯类单体，所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸苯丁酯中的至少一种。
21、在一些实施方式中，所述聚合反应为热聚合反应，所述热聚合反应的温度为40℃～200℃，所述热聚合反应的时间为0.5h～48h。
22、在一些实施方式中，所述热聚合反应使用的引发剂包括过氧化二甲酰、过硫酸盐、过氧化二碳酸酯类或偶氮二异丁腈中的至少一种。
23、在一些实施方式中，所述聚合反应为紫外光聚合反应，所述紫外光聚合反应的光照功率为2mw/cm2～2000mw/cm2，所述紫外光聚合反应的时间为2min～200min。
24、在一些实施方式中，所述紫外光聚合反应使用的引发剂包括1-羟环己基苯酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、1,1’-(亚甲基二-4,1-亚苯基)双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(安息香双甲醚)、4-异丁基苯基-4’-甲基苯基碘鎓六氟磷酸盐、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦和(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的至少一种。
25、第三方面，本申请实施例提供一种电致变色器件，所述电致变色器件包括依次层叠设置的第一导电层、电致变色层及第二导电层，所述电致变色层包括第一方面所述的电致变色聚合物或第二方面所述的电致变色聚合物制备方法制备得到的电致变色聚合物。
26、在一些实施方式中，所述电致变色层还包括成膜剂、离子导电材料以及离子存储材料。
27、在一些实施方式中，所述电致变色聚合物：所述成膜剂、所述离子导电材料以及所述离子存储材料的质量比为1：(0.1～10)：(1～200)：(0.5～50)。
28、在一些实施方式中，所述电致变色层的厚度为0.5μm～500μm。
29、在一些实施方式中，所述电致变色器件还包括夹设于所述电致变色层与第二导电层之间的离子导电层及离子存储层，所述离子导电层连接所述电致变色层及所述离子存储层；所述离子存储层包括离子存储材料及成膜剂，所述离子导电层包括离子导电材料及成膜剂。
30、在一些实施方式中，所述离子存储材料包括二茂铁本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电致变色聚合物，其特征在于，所述电致变色聚合物的结构式如式(I)所示：
2.根据权利要求1所述的电致变色聚合物，其特征在于，所述酸根离子选自四氟硼酸根、六氟磷酸根、三氟甲烷磺酸根中的至少一种，和/或，所述卤素离子选自氯离子、溴离子、碘离子中的至少一种。
3.一种如权利要求1或2任一项所述电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，其满足以下特征中的至少一种：
5.根据权利要求4所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体为含有极性官能团的丙烯酸酯类单体，所述极性官能团选自含有巯基、羟基、环氧基、氨基、羧基中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体选自羟甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、2-(丁基氨基)羰基氧代丙烯酸乙酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、4-丙烯酰吗啉、2-丙烯酸羧乙酯、四氢呋喃丙烯酸酯、邻苯基苯氧基
7.根据权利要求4所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体为含有非极性官能团的丙烯酸酯类单体，所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸苯甲酯和丙烯酸苯丁酯中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，所述聚合反应为热聚合反应，所述热聚合反应的温度为40℃～200℃，所述热聚合反应的时间为0.5h～48h。
9.根据权利要求8所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，所述热聚合反应使用的引发剂包括过氧化二甲酰、过硫酸盐、过氧化二碳酸酯类或偶氮二异丁腈中的至少一种。
10.根据权利要求3所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，所述聚合反应为紫外光聚合反应，所述紫外光聚合反应的光照功率为2mW/cm2～2000mW/cm2，所述紫外光聚合反应的时间为2min～200min。
11.根据权利要求10所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，所述紫外光聚合反应使用的引发剂包括1-羟环己基苯酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、1,1’-(亚甲基二-4,1-亚苯基)双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]、2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(安息香双甲醚)、4-异丁基苯基-4’-甲基苯基碘鎓六氟磷酸盐、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦和(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦中的至少一种。
12.一种电致变色器件，其特征在于，包括依次层叠设置的第一导电层、电致变色层及第二导电层，所述电致变色层包括权利要求1～2任一项所述的电致变色聚合物或权利要求3～11任一项所述的电致变色聚合物制备方法制备得到的电致变色聚合物。
13.根据权利要求12所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色层还包括成膜剂、离子导电材料以及离子存储材料。
14.根据权利要求13所述的电致变色器件，其特征在于，其满足以下特征中的至少一种：
15.根据权利要求14所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色器件还包括夹设于所述电致变色层与第二导电层之间的离子导电层及离子存储层，所述离子导电层连接所述电致变色层及所述离子存储层；
16.根据权利要求13或15所述的电致变色器件，其特征在于，其满足以下特征中的至少一种：
17.根据权利要求15所述的电致变色器件，其特征在于，其满足以下特征中的至少一种：
18.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求12～17任一项所述的电致变色器件。
...【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的结构式如式(i)所示：
2.根据权利要求1所述的电致变色聚合物，其特征在于，所述酸根离子选自四氟硼酸根、六氟磷酸根、三氟甲烷磺酸根中的至少一种，和/或，所述卤素离子选自氯离子、溴离子、碘离子中的至少一种。
3.一种如权利要求1或2任一项所述电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，其满足以下特征中的至少一种：
5.根据权利要求4所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体为含有极性官能团的丙烯酸酯类单体，所述极性官能团选自含有巯基、羟基、环氧基、氨基、羧基中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体选自羟甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸亚乙基脲乙氧基酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、2-(丁基氨基)羰基氧代丙烯酸乙酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、4-丙烯酰吗啉、2-丙烯酸羧乙酯、四氢呋喃丙烯酸酯、邻苯基苯氧基乙基丙烯酸酯、2-(乙基氨基)羰基氧代丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和4-羟基丁基丙烯酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸酯类单体为含有非极性官能团的丙烯酸酯类单体，所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸苯甲酯和丙烯酸苯丁酯中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，所述聚合反应为热聚合反应，所述热聚合反应的温度为40℃～200℃，所述热聚合反应的时间为0.5h～48h。
9.根据权利要求8所述的电致变色聚合物的制备方法，其特征在于，所述热聚合反应使用的引发剂包括过氧化二甲酰、过硫酸盐、过氧化二碳酸酯类或偶氮二异丁腈中的至少一种。
10.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨国坚，邹海良，邢志浩，张宇模，张晓安，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。