一种环境友好型电致变色凝胶、电致变色器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电致变色器件技术领域，具体涉及一种环境友好型电致变色凝胶、电致变色器件及其制备方法。所述电致变色凝胶由以下组分的原料制备而成：羧甲基纤维素钠1

【技术实现步骤摘要】
一种环境友好型电致变色凝胶、电致变色器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电致变色器件
，具体涉及一种环境友好型电致变色凝胶、电致变色器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]电致变色是指材料的光学属性如反射率、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射和反射特性的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。
[0003]电致变色器件由于其独特的性能在节能环保领域有着良好的应用，例如无需设置背光灯的电致变色显示器件，能够有效降低能耗；可选择性吸收或反射热辐射的电致变色智能窗，能够有效解决城市光污染问题等。可见，电致变色器件的应用与我们的生活密切相关。
[0004]紫精化合物因其变色种类多、对比度高、稳定性好等优点，常作为核心变色材料被广泛用于电致变色器件中。然而，目前的紫精类电致变色器件在制备工艺中常用到具有毒性的有机聚合物、有机溶剂或有机对电极材料，例如PMMA、PVA、PEO、乙腈、碳酸烯丙酯、噻吩嗪等。一方面，在制备过程中，这些有机材料作为废弃物排出会对环境造成污染；另一方面，含有大量具有毒副作用的有机物制备的电致变色器件在使用过程中，会与人体密切接触，从而对人体造成潜在的危害。
[0005]目前，电致变色器件多为五层的三明治结构，结构依次为第一透明导电电极、电致变色层、电解质层、离子储存层、第二透明导电电极，结构复杂且制作繁琐。而且大部分电致变色器件为液态型和固态型器件，其中，液态型电致变色器件有易泄漏、安全性低、稳定性差等问题，固态电致变色器件存在导电率低及与电极表面接触差等问题。
[0006]因此，从安全环保的角度提供一种一体化的环境友好型电致变色凝胶及电致变色器件是本领域的一项技术问题。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种环境友好型电致变色凝胶、电致变色器件及其制备方法，通过使用无毒的维生素C作为对电极材料、羧甲基纤维素钠作为聚合物基质制成一体化电致变色凝胶，从而组装无毒的、环境友好的紫精基电致变色器件。
[0008]第一方面，本专利技术提供了一种环境友好型电致变色凝胶，由以下组分的原料制备而成：
[0009][0010]优选地，所述环境友好型电致变色凝胶，由以下组分的原料制备而成：
[0011][0012]具体地，所述溶剂为去离子水；优选地，所述溶剂中还可以加入适量甲醇，甲醇的加入量为溶剂总质量的1
‑
10％。
[0013]去离子水作为溶剂避免了传统制备方法使用大量有机溶剂带来的环境污染问题，同时，在其中添加少量甲醇，能够有效提高原料组分在溶剂中的溶解度，得到分散均匀的电致变色凝胶。
[0014]进一步地，所述紫精化合物选自甲基紫精、乙基紫精、丙基紫精、丁基紫精、戊基紫精、己基紫精、庚基紫精、辛基紫精中的一种或几种。
[0015]进一步地，所述紫精化合物的对阴离子选自Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
中的一种或几种。
[0016]进一步地，所述四丁基卤化铵选自四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵中的一种。
[0017]紫精化合物是电致变色器件中的核心变色材料，是实现电致变色功能的基础；羧甲基纤维素钠是一种离子型的纤维素胶，可作为凝胶基质分散于水中形成透明胶体；维生素C是一种多羟基化合物，易溶于水，具有很强的还原性，同时具备可逆的氧化还原性质，可作为阳极对电极材料；四丁基卤化铵为强电解质，用于提高电致变色凝胶的导电性，保证电致变色器件的电导率。
[0018]进一步地，所述环境友好型电致变色凝胶采用以下方法制备：将选定量的原料混合，搅拌溶解成均相凝胶，放置3天，即得。
[0019]第二方面，本专利技术还提供了一种电致变色器件，包括两层导电基材和封装于所述两层导电基材之间的如前述所述的环境友好型电致变色凝胶。
[0020]进一步地，所述导电基材为ITO导电薄膜。
[0021]第三方面，本专利技术还提供了一种制备所述电致变色器件的方法，包括以下步骤：将电致变色凝胶灌涂在两层导电基材之间，使用防水的UV光固化胶对四周进行固化封装，即得电致变色器件。
[0022]进一步地，所述导电基材之间还设置有玻璃微珠，玻璃微珠用以调节控制凝胶层
的厚度，玻璃微珠的粒径为5
‑
200μm；优选地，所述玻璃微珠的粒径为60
‑
80μm。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]1.本专利技术采用羧甲基纤维素钠、四丁基卤化铵、维生素C和常规溶剂制备电致变色凝胶，其中维生素C作为对电极材料、羧甲基纤维素钠作为聚合物基质，使用环保无毒的原料，避免了传统电致变色器件中加入有机聚合物、有机溶剂如PMMA、PVA、PEO、乙腈、碳酸烯丙酯、噻吩嗪等对人体和环境的危害，更符合绿色环保的要求。
[0025]2.本专利技术的电致变色器件，将电致变色层和电解质层复合得到一体化的凝胶型电致变色器件，既避免了液态电解质泄漏的问题，又保证了电致变色器件的导电性。
[0026]3.本专利技术的电致变色凝胶及其制备的电致变色器件工艺简单，易于操作，并且制备的电致变色器件响应迅速，具有良好的电致变色性能，能够实现良好的推广应用。
附图说明
[0027]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0028]图1为实施例1制备得到的电致变色器件的变色示意图；
[0029]图2为实施例1制备得到的电致变色器件的紫外
‑
可见光谱图；
[0030]图3为实施例1制备得到的电致变色器件在395nm处的褪色时间图；
[0031]图4为实施例1制备得到的电致变色器件在395nm处的着色时间图；
[0032]图5为实施例1制备得到的电致变色器件在395nm处分别在1次循环和10000次循环后的光谱循环特征图；
具体实施方式
[0033]下面将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0034]实施例1
[0035](1)环境友好型电致变色凝胶的制备：将100mL去离子水，加入5mL甲醇、2.5g羧甲基纤维素钠、1g二氯甲基紫精、1g四丁基氯化铵、0.35g维生素C混合，搅拌溶解成均相的凝胶，放置3天，即得。
[0036](2)电致变色器件的制备：将步骤(1)制备的电致变色凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环境友好型电致变色凝胶，其特征在于，由以下组分的原料制备而成：2.根据权利要求1所述的环境友好型电致变色凝胶，其特征在于，由以下组分的原料制备而成：3.根据权利要求1所述的环境友好型电致变色凝胶，其特征在于，所述紫精化合物选自甲基紫精、乙基紫精、丙基紫精、丁基紫精、戊基紫精、己基紫精、庚基紫精、辛基紫精中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的环境友好型电致变色凝胶，其特征在于，所述紫精化合物的对阴离子选自Cl
‑
、Br
‑
、I
‑
中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的环境友好型电致变色凝胶，其特征在于，所述四丁基卤化铵选自四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵中的一种。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌欢，曾西平，
申请(专利权)人：深圳市华科创智技术有限公司，
类型：发明
国别省市：