一种超支化聚合物及其制备方法和在制备电极化变色薄膜中的应用技术

本发明专利技术公开了一种超支化聚合物及其制备方法和在制备电极化变色薄膜中的应用。本发明专利技术所述的超支化聚合物是一种高度支化的三维结构，且具有丰富的可紫外光固化的侧链基团，使用该新型超支化聚合物制备的电极化变色薄膜具有较强的粘结强度。该新型超支化聚合物能与多种电极化粒子制备成电极化变色薄膜，具有性能优异，能够快速加工，应用范围广，稳定性好等优点，适合于未来大规模实际应用。适合于未来大规模实际应用。适合于未来大规模实际应用。

【技术实现步骤摘要】
一种超支化聚合物及其制备方法和在制备电极化变色薄膜中的应用


[0001]本专利技术涉及具有拓扑结构的新型超支化聚合物的制备领域，具体涉及一种超支化聚合物及其制备方法和在制备电极化变色薄膜中的应用。

技术介绍

[0002]智能调光膜由于其能够提供隔热、温控、节能、隐私等诸多功能，因此被广泛用于建筑、家居、汽车等领域，具有很高的社会意义和商业意义。智能调光膜技术开发久远，并且极具挑战。目前市面上基于电致变色技术的智能玻璃主要有两种基于聚合物分散液晶变色(PDLC)的智能玻璃技术和基于导电聚合物电致变色(EC)的智能玻璃技术。聚合物分散液晶技术是将液晶小分子微滴分散在有机固态聚合物基体内。通过电压的改变实现液晶小分子的自由取向，实现不透明的乳白状态或半透明状态。PDLC智能玻璃技术最低透过率不理想，最高/最低透光率比小，应用场景受限。导电聚合物电致变色技术虽然可以解决PDLC的最低透过率的问题，然而其加工工艺复杂、变色速度慢、寿命短，并且成本较高，价格昂贵，仅仅在高端跑车，波音飞机等少数设备上使用。
[0003]超支化聚合物是一种具有多支化点的独特大分子结构，与传统的线性聚合物相比，其具有更低的熔融粘度和更易修饰的末端官能团，且合成过程相对简单，因而近些年来在高分子材料领域得到了广泛的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开了一种超支化聚合物的制备方法及其在电极化变色薄膜中的应用。本专利技术所述的新型超支化聚合物能够与多种电极化粒子制备成电极化变色器件，具有性能优异，能够快速加工，应用范围广，稳定性好等优点，适合于未来大规模实际应用。
[0005]所述的新型超支化聚合物，包括以下几点：
[0006]1)该超支化聚合物是一种高度支化的三维结构，同比线性聚合物在同一分子量下有更低的粘度，具有优异的流动性及成膜性能。
[0007]2)该超支化聚合物的支链中拥有可交联固化的基团，在紫外灯照射或加热的情况下可进行交联固化成膜。
[0008]3)该超支化聚合物具体为一种有机硅类的超支化聚合物。
[0009]所述的超支化聚合物，超支化聚合物的结构可为以下结构式中的一种或多种。
[0010][0011]所述的超支化聚合物的粘度为500
‑
10000cps，优选的，超支化聚合物的粘度为4000cps。
[0012]一种超支化聚合物的制备方法，包括以下步骤：
[0013](1)将硅烷和水加入到反应器中，充分搅拌均匀后，往反应器中滴加入冰乙酸直至反应体系的PH值为5～6，随后升温至45℃～55℃，反应3h～5h 后，降温结束反应，将所得的粗产物经萃取、旋蒸、减压蒸馏后，得到前驱体；
[0014](2)将前聚体和甲苯加入到反应器中，并通入保护性气体，然后将体系温度升至100℃～120℃，并加入辛酸亚锡和3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基二甲基甲氧基硅烷，并反应3h～5h，待反应物冷却，经萃取、旋蒸、减压蒸馏后，得到超支化聚合物。
[0015]步骤(1)中，所述的硅烷和水的质量比为120～260：18，优选为 136.2g～248g：18g。所述的硅烷为甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3
‑
[(2,3)
‑
环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或两种。进一步优选，所述的硅烷为甲基三甲氧基硅烷，或者为苯基三甲氧基硅烷，或者为甲基三甲氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷的组合，或者为3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，或者为3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和3
‑
[(2,3)
‑
环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷的组合。
[0016]往反应器中滴加入冰乙酸直至反应体系的PH值为5.5，随后升温至50℃，反应4h后，降温结束反应。
[0017]步骤(2)中，所述的前聚体、辛酸亚锡和3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基二甲基甲氧基硅烷的用量之比为90～110：0.1～0.5：20～40，进一步优选为100g： 0.2g：30g。
[0018]将体系温度升至110℃，并加入辛酸亚锡和3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基二甲基甲氧基硅烷，并反应4h。
[0019]所述的电极化变色薄膜的组成结构依次包括透明基底、第一导电膜、电极化变色
膜、第二导电膜和保护膜。
[0020]所述的电极化变色薄膜的透明基底可为玻璃基底、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基底中的一种或多种组合。
[0021]所述的第一导电膜和第二导电膜可为氧化铟锡(ITO)导电膜、银纳米线导电膜、铜纳米线导电膜、ZnO导电膜中的一或多种。
[0022]一种电极化变色薄膜的制备，其具体的制备过程包括：
[0023]1)将电极化粒子和低聚物按质量比例1：1～1：50进行混合，加入溶剂并充分搅拌均匀后，旋干溶剂，得到粒子与低聚物的混合乳液a；
[0024]2)往超支化聚合物中加入相对于超支化聚合物0.1％～1％质量分数的光引发剂，加入溶剂并充分搅拌均匀后，旋干溶剂，得到液体b；
[0025]3)将上述1)中制得的混合乳液a和2)中制得的液体b按质量比1：1～1： 10进行混合，充分搅拌均匀，并减压消除气泡后，得到电极化变色涂布浆料；
[0026]4)将上述3)中制得的涂布浆料均匀涂布在带有第一导电膜的基底上，然后覆上带有第二导电膜的基底，最后放入紫外灯下光照交联固化后，得到电极化变色薄膜。
[0027]所述的电极化粒子为氧化钛、氧化锌纳米粒子或者有机
‑
无机杂化粒子中的一种或多种。
[0028]所述的低聚物为聚甲基丙烯酸辛酯和甲基丙烯酸癸酯中的一种或多种组合。
[0029]所述的低聚物的粘度为200
‑
8000cp。优选的，所述的低聚物的粘度为 2000
‑
4000cps。
[0030]所述的引发剂可以为2
‑
羟基
‑
甲基苯基丙烷
‑1‑
酮。
[0031]最优选的，所述的电极化粒子和低聚物按质量比例为1：25进行混合，制成混合乳液a。
[0032]最优选的，所述的加入至新型超支化聚合物中的光引发剂的质量分数为 0.15％。
[0033]最优选的，所述的混合乳液a和液体按质量1：5进行混合，制成涂布浆料。
[0034]所述的溶剂可以为二氯甲烷、四氢呋喃、乙醇、丁醇、丙醚、四氯乙烷、甲基四氢呋喃等中的一种或者多种组合。
[0035]所述的电极化变色薄膜可以采用对辊、印刷、贴合、挤出等方式加工成膜。
[0036]所述的电极化变化薄膜的涂膜厚度为40～130μm。最优选的，涂膜厚度为95μm。
[0037]与现有技术相比，本专利技术具有如下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超支化聚合物，其特征在于，为式I、式II结构：2.根据权利要求1所述的超支化聚合物，其特征在于，所述的超支化聚合物的粘度为500
‑
10000cps。3.根据权利要求1或2所述的超支化聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硅烷和水加入到反应器中，充分搅拌均匀后，往反应器中滴加入冰乙酸直至反应体系的PH值为5～6，随后升温至45℃～55℃，反应3h～5h后，降温结束反应，将所得的粗产物经萃取、旋蒸、减压蒸馏后，得到前驱体；(2)将前聚体和甲苯加入到反应器中，并通入保护性气体，然后将体系温度升至100℃～120℃，并加入辛酸亚锡和3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基二甲基甲氧基硅烷，并反应3h～5h，待反应物冷却，经萃取、旋蒸、减压蒸馏后，得到超支化聚合物。4.根据权利要求3所述的超支化聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的硅烷和水的质量比为120～260：18。5.根据权利要求3所述的超支化聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的硅烷为甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3
‑
[(2,3)
‑
环氧丙氧]丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或两种。6.根据权利要求3所述的超支化聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的前聚体、辛酸亚锡和3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基二甲基甲氧基硅烷的用量之比为90～110：0.1～0.5：20～40。7.根据权利要求1或2所述的超支化聚合物在制备电极化变色薄膜中的应用。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗威，谢龙豪，胡志诚，王鹏飞，
申请(专利权)人：绍兴迪飞新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：