[发明专利]一种三苯胺类化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种三苯胺类化合物及其制备方法，所述三苯胺类化合物可作为固化剂用于环氧树脂固化，制备得到固态电解质薄膜，该薄膜不仅具有极强的韧性和高的透明度，同时还具有高离子电导率和高的电化学窗口。本发明制备的固态电解质薄膜可用于电致变色领域，具有快速的响应时间，高的光学对比度，高的导电率，在智能窗口、锂电池、显示器领域等方面有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种三苯胺类化合物及其制备方法，以及将其用作固化剂用于制备固态电解质薄膜作为新型光电功能材料在电致变色等领域的应用。

背景技术

三苯胺类衍生物材料是当前受到国内外广泛研究的有机空穴传输材料，在电场作用下，当有空穴注入时，即可实现空穴的可控迁移，达到电荷传输的目的。三苯胺(TPA)分子呈现出独特的螺旋桨状结构，分子中含孤对电子的氮原子易被氧化，当施加外电场时，三苯胺分子发生氧化还原反应，失去一个电子的三苯胺分子可形成稳定的自由基阳离子结构，与苯环形成共轭体系，存在醌式共振结构，表现出极好的光电活性，因此被广泛应用于光导体、有机电致发光二极管、电致变色等诸多领域。

环氧树脂是指分子中含有两个或以上环氧基的高分子低聚体，在固化剂的作用下形成具有优异性能的热固性材料，广泛用于胶黏剂、绝缘材料、电子封装材料等领域。目前，环氧树脂使用存在固化后交联密度高，质脆、耐冲击性较差、韧性不足易开裂等缺点，在使用中通常需要加入增韧改性剂，以改善材料的机械性能。常用的外加改性剂(如橡胶弹性体、刚性粒子、核壳结构复合粒子等)存在与基体相容性较差的问题，导致增韧效果受到影响。因此，通过改变固化剂种类来对环氧树脂进行增韧改性的方法受到了研究人员的关注。

电致变色是指材料在外加电流或者电场的作用下，随着阳离子的嵌入/脱出，颜色可由某种状态过渡到其他状态，通过交换电场或电流方向后，材料颜色状态能产生稳定的可逆变化。目前常用的电致变色器件是由电致变色层、电解质层和离子存储层堆叠而成；其中电解质层是在两电极之间起到传输离子的作用，也是电致变色器件最重要的部分之一，电致变色层一般是由电致变色材料通过一定制膜工艺加工而成。申请号为202210521157.3的发明专利公开了一种紫外固化电解质膜及电致变色器件，所述电致变色器件包括依次层叠的透明电极、变色材料层、固态电解质膜、对电极以及透明电极，所述变色材料层的变色材质为二氧噻吩型导电聚合物。该申请利用紫外固化电解质固化前具有良好的流动性，利于增加变色材料层与电解质之间的润湿融合，来实现层间充分接触。该专利虽然能够对器件性能产生一定的积极影响，但是在电导率等性能方面还需要提高。

人们致力于简化电致变色器件的结构，以达到降低成本和简化工艺的目的。因此，提供一种电导率、响应时间、光学对比度等性能更好的电致变色器件是本领域亟需的。

发明内容

本发明的目的是设计合成一种三苯胺类化合物，并将该化合物作为固化剂用于环氧树脂固化，得到固态电解质薄膜，应用于电致变色领域。本发明制备的固态电解质薄膜具有高离子电导率和高的电化学窗口，能够有效提高电致变色器件的性能。

具体技术方案如下：

一种如式(I)所示的三苯胺类化合物：

式(Ⅰ)中，R为-CH₃，-OCH₃、-OCH₂CH₃、-CH₂CH₂CH₂CH₃中的一种。

本发明所述式(I)所示的三苯胺类化合物的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)惰性气氛保护下，将式(Ⅱ)所示的化合物、4-氟硝基苯和氯化铯加入无水二甲亚砜中，于100～140℃下反应18～36h，反应结束后，反应液A经后处理得到式(Ⅲ)所示的中间产物；所述式(Ⅱ)所示的化合物、4-氟硝基苯和氯化铯的投料物质的量之比为1：(1～3)：(1～3)；