[发明专利]转换材料，及其组合物和制造方法

说明书

相关申请

本申请要求2012年4月9日提交的美国临时申请No.61/621，736、2012年7月19日提交的美国临时申请No.61/673,470、2012年9月26日提交的美国临时申请No.61/706,001、和2012年9月28日提交的PCT申请PCT/CA 2012/000910的权益，所述申请全部以其整体通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及具有电致变色和光致变色性质的转换材料，所述转换材料包含聚合物、电解质和一种或多种可转换的化合物。本公开还涉及组合物和生产这样的转换材料的方法。

背景技术

具有可变的光透射性质的各类材料是已知的，包括电致变色材料、悬浮粒子显示器或屏幕、电致变色、光致变色和热致变色材料、和具有光致、电致或热致变色性质的两种或更多种的那些杂化材料。所述材料可以为固体、液体、凝胶等等不一，所述材料的具体状态和组成可以取决于具体体系的需要或受所述体系的限制。例如，所述材料可能需要是导电或绝缘的，可能需要溶解所述体系的所有组分或仅仅选择的组分，并且还可能需要忍受用所述材料发生的化学转变以获得所述光透射性质。可能合适的化学、电化学或分子环境随着所述体系的具体需要而变化很大。

聚合物可以用于这样的材料以提供结构或支撑、调节流变以帮助操作或制造、或为了使所述材料产生合适的形状(例如是浇铸、挤塑、涂布或模制的)。所述聚合物的选择可以取决于所述材料的计划用途，或根据具体的期望特性(例如光化学惰性，足够高或低的玻璃化转变温度)，等等。

一些含聚合物体系的流动性可以通过加热变更。虽然这对于一些制造工艺(例如注塑、浇铸等等)可能是有利的，但如果所述模塑或浇铸材料当使用时受到温度变化的话，该特征可能是最终产品中不希望的。

加热时不流动或改变形状的材料可用于一些应用——通过增加材料的粘度、或固化基质例如通过所述材料内一种或多种聚合物物质的交联来赋予所述材料抗流动性。产生聚合物的分子间交联的各种方法通常是已知的。方法和/或具体反应物的选择可以取决于包含所述交联聚合物的组合物或材料的计划用途或功能、或期望特性，所述组合物中其他组分的功能，等等。例如，一些方法可以包括缩合反应，其可以产生水、醇基、胺基等等。取决于用途，这些基团的存在可不利地影响所述组合物的耐久性或性能、或所述组合物中其他组分的功能。

将具有可变光透射性质的材料引入层压玻璃(“安全玻璃”)中可能是有利的。一些这样的材料当经受常规玻璃层压的温度和压力时可以被降解，或一些方面的性能降低。

发明内容

温度诱导的流动减少或不存在的组合物可以是所述制品的有用添加物。在所述组合物包含可交联聚合物的情况下，具有在降低的温度下固化、或不产生可对所述组合物的性能有害的自由基、或不释放这样的物质的能力可能是有利的。支持生色体(chromophore)在褪色态(faded state)和暗态构型之间可逆相互转化的光和电化学反应二者的材料可能是所述制品的有用添加物。

根据一个方面，提供了转换材料，其包含：一种或多于一种聚合物；包含盐和溶剂部分的电解质，所述溶剂部分包含一种或多种溶剂；以及具有电致变色和光致变色性质的一种或多种化合物。所述一种或多种化合物可以在整个转换材料中均匀分散。所述一种或多种化合物可以在整个电解质中均匀分散。所述转换材料可以在暴露于紫外光时可从亮态转变成暗态。所述转换材料可以在施加电压时可从暗态转变成亮态。所述一种或多于一种聚合物可以用交联剂交联；所述一种或多于一种聚合物与所述交联剂之间的交联反应可以通过促进剂来促进。所述交联剂可以包含一个或多个环氧基团、一个或多个醛基、和或一个或多个异氰酸酯基团。

所述一种或多于一种聚合物的至少一种可以是多元醇；所述多元醇可以是聚乙烯醇缩醛。所述多元醇可以是聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。PVB可以具有以下一项或多项：MW从约170至约350K，或其间的任何量或范围；聚乙烯醇基含量从约12至约21％，或其间的任何量或范围，或从约12至约18％，或从约12至约16％，或从18％至约21％；聚乙酸乙烯酯含量从约0至约4％，或其间的任何量或范围，或从约1至约4％，或从约0.5至约2.5％。

所述电解质可以具有与Ag/AgCl参比电极相比从约-1.0V至约+1.5V的电位范围。