[发明专利]一种基于银纳米线电极的弹性可拉伸智能调光膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于银纳米线电极的弹性可拉伸智能调光膜。调光膜包括位于中间层的聚合物分散液晶层(1)，以聚合物分散液晶层(1)为中心，两端分别从里到外依次设置的增强层(2)，银纳米线层(3)，透明基体层(4)，两个增强层(2)分别有一个电源连接结构(5)与外部控制开关和驱动电源相连接；银纳米线层(3)具有延展性，用作导电电极，最终形成透明基体层/银纳米线层/增强层/聚合物分散液晶层/增强层/银纳米线层/透明基体层的7层“三明治”结构。本发明制备的智能调光膜柔韧性好，适用场景丰富，调光性能稳定可靠，能够通过低电压控制透过光线的强弱，具有成本低，施工便利，使用寿命长的特点。

技术领域

本发明涉及智能调光膜技术领域，具体涉及一种基于银纳米线电极的弹性可拉伸智能调光膜的设计及其制备方法。

背景技术

智能调光膜是一种新型电子调光控光产品，其基本结构是两个透明导电电极中间夹着一层聚合物分散液晶层。智能调光膜的工作机理是：在通电的状态下，液晶分子呈现规则整齐地排列，此时光线可以透过，调光膜呈现透明状态；在断电的状态下，液晶分子呈现不规则杂乱排列，此时光线不能通过，调光膜呈现不透明状态。目前，市场上智能调光膜所采用的透明电极基本均为ITO(氧化铟锡)膜。但是，铟为稀有金属，储量不多，所以ITO价格昂贵。而且，ITO作为无机材料脆性较大，机械刚性较强，限制了其在柔性领域的应用。

金属纳米线，尤其是银纳米线(AgNWs)具有良好的柔韧性和导电性，被视为最有望代替ITO的材料。若能将AgNWs基导电材料与液晶材料结合，制备具有可调光性能的柔性复合薄膜将会解决目前市面上柔性调光膜的短缺问题。但是单纯采用传统AgNWs作为智能调光膜电极仍需克服其在电解质环境中无法长时间稳定存在问题，电解质本身会对AgNWs产生腐蚀，影响其结构稳定性。另外，通电状态下持续不断的电流会使AgNWs部分区域温度过高，导致银线断裂，变成液滴球状，失去线状结构从而失去导电性。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提出一种基于银纳米线电极的弹性可拉伸智能调光膜及其制备方法，本发明通过设置比金属银同条件下还原性强的金属增强层，实现对银纳米线进行电化学防护，提高其使用寿命。本发明产品柔韧性好、可拉伸、成本低，结构简单且使用寿命长。通过本发明方法进行逐层组装，提高了层结构之间的结合力，从而提高了产品的结构稳定性和导电稳定性。

本发明的技术方案为：一种基于银纳米线电极的弹性可拉伸智能调光膜，包括以下结构：位于中间层的聚合物分散液晶层、聚合物分散液晶层两侧分别从近到远依次设置的增强层、银纳米线层、透明基体层；两个增强层分别有一个电源连接结构与外部控制开关和驱动电源相连接；所述银纳米线层具有延展性，用作导电电极。

进一步的，上述银纳米线层中银纳米线的直径为20～50nm。

进一步的，上述银纳米线层的方块电阻为20～100Ω/□。

进一步的，上述增强层为同等反应条件下比金属银还原性强的金属层。

进一步的，上述增强层为金属镍层或金属铬层。

进一步的，上述透明基体层为透明的热塑性弹性材料层，所述透明的热塑性弹性材料为聚氨酯类热塑性弹性材料、苯乙烯类热塑性弹性材料、聚烯烃类热塑性弹性材料、聚酰胺类热塑性弹性材料中的一种或多种的复合。

进一步的，上述电源连接结构为与增强层结合的导电性材料，所述导电性材料为铜箔或导电布。

本发明同时提供了上述基于银纳米线电极的弹性可拉伸智能调光膜的制备方法，包括以下步骤：

1)透明基体层的预处理

将透明基体层依次在丙酮、乙醇、去离子水中超声10～30min，去除表面的杂质；

2)银纳米线层与透明基体层的复合