[发明专利]一种原位聚合的紫精一体化电致变色凝胶及电致变色器件

说明书

本发明涉及电致变色材料与器件领域，尤其涉及一种原位聚合的紫精一体化电致变色凝胶及电致变色器件。所述电致变色凝胶由1,1‑双‑((4‑乙烯基)苄基)‑4,4'‑联吡啶盐、N,N'‑二烯丙基‑γ,γ'‑吡啶鎓及丙烯酸酯类或聚氨酯丙烯酸酯预聚物在光引发剂条件与紫外固化条件下聚合而成。本发明的电致变色凝胶，原位聚合生成的带有紫精单元的三维交联结构的聚合物使得紫精单元不能自由移动，降低了联吡啶环之间的接触几率，从而减少紫精阳离子自由基二聚或多聚的可能性。电致变色器件以原位聚合的紫精一体化凝胶为主要原料，解决了紫精电致变色器件易泄漏及稳定性不好的问题；本发明的电致变色器件能达到循环稳定次数20000次以上。

技术领域

本发明涉及电致变色材料与器件领域，尤其涉及一种原位聚合的紫精一体化电致变色凝胶及电致变色器件。

背景技术

电致变色是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化，具有电致变色性能的材料成为电致变色材料，用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。

紫精化合物(1,1’-二甲基-4,4’-联吡啶盐)在还原态时颜色为紫色，常被应用为电致变色原料。具体的，紫精化合物在受光激发或外加电场作用下，电子从阴离子转移到联吡啶环上而生成紫精自由基一价阳离子，光电荷在联吡啶环上的离域使得自由基阳离子在可见光区具有很高的摩尔吸光系数，呈现很深的颜色。在中性态时，紫精化合物在可见光区400-800nm没有吸收，呈无色透明。

现有技术中通常将紫精分子、电解质、溶剂等混合来组装成液态电致变色器件，因此存在泄漏的问题，同时紫精分子在变色过程中生成不可逆的二聚体与多聚体，这对器件的电致变色性能，尤其是稳定性带来很大的影响。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种原位聚合的紫精一体化电致变色凝胶及电致变色器件，解决紫精基电致变色器件易泄漏及稳定性不好的问题。

本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种原位聚合的紫精一体化电致变色凝胶，所述电致变色凝胶由1,1-双-((4-乙烯基)苄基)-4,4'-联吡啶盐、N,N'-二烯丙基-γ,γ'-吡啶鎓及丙烯酸酯类或聚氨酯丙烯酸酯预聚物在光引发剂条件与紫外固化条件下聚合而成。

具体的，所述电致变色凝胶具有类似如下的分子结构式：

其中，X^-为BF₄^-,TFSI^-,ClO₄^-,Cl^-,Br^-,I^-中的一种或几种。

进一步的，所述N,N'-二烯丙基-γ,γ'-吡啶鎓与1,1-双-((4-乙烯基)苄基)-4,4'-联吡啶盐的质量比为1:(0.5-3)。

进一步的，所述丙烯酸酯类或聚氨酯丙烯酸酯预聚物包括以下结构中的一种或几种：

另一方面，本发明还提供一种原位聚合的紫精一体化电致变色器件，包括上述电致变色凝胶。

进一步的，所述电致变色器件采用以下方法制备：

将1,1-双-((4-乙烯基)苄基)-4,4'-联吡啶盐、N,N'-二烯丙基-γ,γ',-吡啶鎓及丙烯酸酯类或聚氨酯丙烯酸酯预聚物溶于有机溶剂中，加入光引发剂、对电极材料，搅拌加热溶解成均相的黏性液体，置于两层导电基材间，固化、封装，即得。

进一步的，所述对电极材料为二茂铁、吩噻嗪、苯醌中的一种或几种。