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含有超支化结构的电致变色材料及其制备方法和应用技术

技术编号:41582881 阅读:14 留言:0更新日期:2024-06-06 23:58
一种含有超支化结构的电致变色材料及其制备方法和应用,属于电致变色智能窗技术领域。本发明专利技术含有超支化结构的电致变色材料,采用大分子单体替代小分子的聚合,大大减少了交联剂的使用,变色材料不参与聚合反应,有效抑制了薄膜的缩聚现象;超支化结构采用非对称的紫精衍生物进行封端,抑制了聚合反应的发生,显著提升了电致变色智能窗的稳定性,在电化学循环、高低温试验以及紫外抗老化试验中表现出优异的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电致变色智能窗,特别涉及一种含超支化结构的电致变色材料及其制备方法和应用。


技术介绍

1、电致变色智能窗自面世到现在,全固态一直都是其研究的重点和难点。全固态电致变色器件因其高安全性、易组装性和良好稳定性,在智能窗和显示领域受到广泛关注,其应用前景和商业潜力远超传统电致变色窗。近期研究表明,全固态电致变色材料主要通过聚合和交联等方法制备。在生产大面积全固态智能窗时,通常采用热固化或紫外固化。但这两种方法可能导致封装后的智能窗中仍有未完全反应的材料,使得在长期紫外照射和高温循环下稳定性下降,容易发生进一步缩聚,影响器件的使用寿命和性能。因此,解决这些问题对于确保电致变色智能窗的长期稳定性至关重要。

2、目前通常采用以下方法解决上述技术问题:

3、(1)降低电致变色薄膜厚度,从而减少缩聚现象的发生

4、(2)使用二维纳米材料或无机材料等作为整个电解质体系的“骨架”,以控制电解质的进一步缩聚现象。如:使用二维纳米材料碳纳米管或无机材料二氧化硅作为抑制剂,共混于电致变色电解质体系中,以获取高效、稳定的器件。

5、上述方法虽然取得了一定的成果,但在制备大面积智能窗的过程中,降低薄膜厚度会对智能窗的变色效果以及变色均匀性产生影响,添加二维材料或者无机材料会对器件的响应速度产生巨大影响。因此提出一种可以在解决全固态缩聚问题带来的负面影响的同时,保留传统全固态智能窗的变色均匀性以及较快的响应速度性能的方案尤为重要。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于,针对
技术介绍
存在的缺陷,提出一种含有超支化结构的电致变色材料及其制备方法和应用。本专利技术采用大分子超支化单体代替传统的小分子单体再聚合的思路,无需聚合过程,避免了器件封装后在紫外能量的催化下过度聚合引发的缩聚现象,有效解决了大面积全固态智能窗的电解质缩聚问题。

2、为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:

3、一种含有超支化结构的电致变色材料,其化学结构式为:

4、

5、其中,x为任意含双键的紫精衍生物。

6、一种含有超支化结构的电致变色材料的制备方法,包括以下步骤:

7、步骤1、按摩尔比1:(1.5~2.5)的比例将n,n-亚甲基双丙烯酰胺和乙二胺加入带回流冷凝装置的三口圆底烧瓶中,然后加入无水乙醇搅拌使其充分溶解;升温至50~60℃保温反应2~6h,反应完成后,对得到的反应液进行过滤,滤液置于透析袋中去除未完全反应的小分子,并在无水乙醇中浸泡24h得到双键封端的核单体;

8、步骤2、按摩尔比1:(3.5~4.5)的比例将步骤1得到的双键封端的核单体和乙二胺加入带回流冷凝装置的三口圆底烧瓶中,然后加入无水乙醇搅拌使其充分溶解;在40℃下搅拌反应2h,得到的反应液进行过滤,滤液置于透析袋中去除未完全反应的小分子单体,保留成功合成的超支化大分子,然后在无水乙醇中浸泡24h得到第一次氨基封端的超支化大分子;

9、步骤3、按摩尔比1:(3.5~4.5)的比例将步骤2得到的第一次氨基封端的超支化大分子与n,n-亚甲基双丙烯酰胺加入带回流冷凝装置的三口圆底烧瓶中,然后加入无水乙醇搅拌使其充分溶解;在40℃下搅拌反应2h,反应完成后,对得到的反应液进行过滤,滤液置于透析袋中去除未完全反应的大分子,并在无水乙醇中浸泡24h得到第二次双键封端的超支化大分子;

10、步骤4、按摩尔比1:(3.5~4.5)的比例将步骤3得到的第二次双键封端的超支化大分子与乙二胺加入带回流冷凝装置的三口圆底烧瓶中,然后加入无水乙醇搅拌使其充分溶解;在40℃下搅拌反应2h,反应完成后,对得到的反应液进行过滤,滤液置于透析袋中去除未完全反应的大分子,并在无水乙醇中浸泡24h得到第二次氨基封端的超支化大分子;

11、步骤5、按摩尔比1:(3.5~4.5)的比例将步骤4得到的第二次氨基封端的超支化大分子和含单边双键的紫精衍生物加入带回流冷凝装置的三口圆底烧瓶中,然后加入无水乙醇搅拌使其充分溶解;升温至60℃保温反应12h,得到所述含有超支化结构的电致变色材料。

12、进一步的,步骤1中,反应温度为50℃时,反应时间为4~6h;反应温度为60℃时,反应时间为2~4h;反应温度为室温时,反应时间为20~24h。

13、本专利技术还提供了上述含有超支化结构的电致变色材料在电致变色智能窗中的应用。

14、与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:

15、本专利技术提供的一种含有超支化结构的电致变色材料,采用大分子单体替代小分子的聚合,大大减少了交联剂的使用,变色材料不参与聚合反应,有效抑制了薄膜的缩聚现象;超支化结构采用非对称的紫精衍生物进行封端,抑制了聚合反应的发生,显著提升了电致变色智能窗的稳定性,在电化学循环、高低温试验以及紫外抗老化试验中表现出优异的性能。

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【技术保护点】

1.一种含有超支化结构的电致变色材料,其特征在于,所述电致变色材料的化学结构式为:

2.一种含有超支化结构的电致变色材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.权利要求1所述含有超支化结构的电致变色材料在电致变色智能窗中的应用。

4.权利要求2所述方法得到的含有超支化结构的电致变色材料在电致变色智能窗中的应用。

【技术特征摘要】

1.一种含有超支化结构的电致变色材料,其特征在于,所述电致变色材料的化学结构式为:

2.一种含有超支化结构的电致变色材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

【专利技术属性】
技术研发人员:贾春阳宫继珣
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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