CN107746471A - 一种电致变色壁纸的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电致变色壁纸的制备方法，利用电致变色薄膜旋涂于纸上而达到通电使纸张变色的效果。以PET材料为最上层，往下叠加离子储存层，电解质层，电致变色层，镀上Al或Ag，成为一个闭合回路，形成可观看的壁纸，再加上不同开关，以提供不同的电压，触发电致变色膜的变色，从而使壁纸变色的效果，本发明制备的电致变色壁纸聚苯胺电致变色薄膜在‑0.2~0.8V时的透过率差值明显，变色速度较快，色彩丰富，在不同电位可显示淡绿色，绿色，蓝绿色，蓝色，紫色等不同颜色，着色效率可达55cm²/C，比无机电致变色材料要高的多，使用寿命高。

Description

一种电致变色壁纸的制备方法
技术领域
本发明涉及一种全新的可通电导致颜色发生变化的壁纸的制备方法，属于装饰材料领域。
背景技术
关于电致变色这一概念，很多人会想到电致变色玻璃，的确，电致变色智能玻璃在电场作用下具有光吸收透过的可调节性，减少办公大楼和民用住宅在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须消耗的大量能源。同时起到改善自然光照程度、防窥的目的。
其原因是电致变色材料具有双稳态的性能，用电致变色材料做成的电致变色显示器件不仅不需要背光灯，而且显示静态图象后，只要显示内容不变化，就不会耗电，达到节能的目的。电致变色显示器与其它显示器相比具有无视盲角、对比度高等优点。工作的原理其实是电致变色材料在外加电场作用下发生电化学氧化还原反应，得失电子，使材料的颜色发生变化。
但由于现在的电致变色的器件，如电子器件较大，不容易携带，变色玻璃易碎，因此若能够通过同样的机理，使得电致变色开发到其他的领域，如薄薄的一层纸上，那么电致变色壁纸则能增加家居生活的美观性，多元性。
发明内容
一种电致变色壁纸的制备方法：利用电致变色薄膜旋涂于纸上，通电以达到变色效果。
一种电致变色壁纸的制备方法：具体结构为：最外层是PET，PET下层为离子储存层，离子储存层下层为电解质层，电解质层下层为电致变色层，底层为可导电金属镀层。
一种电致变色壁纸的制备方法：所述离子储存层采用掺杂V2O5-TiO2的薄膜结构，所述电解质层采用以氧化锆为基体，掺杂7-20mol％固体电解质材料β-Al2O3 ，所述电致变色层是聚苯胺旋涂于材料上，所述可导电金属镀层选择Al或Ag。
一种电致变色壁纸变色的方式为：给此闭合回路施加不同电压，从而达到变色效果。
一种电致变色壁纸的制备方法：所述通电过程为在纸上装上不同的开关，一个开关对应着一个不同的电压，内置芯片，计算所需要的电流再送到各部分。
一种电致变色壁纸的制备方法所述电致变色壁纸具体的制备方法为：
（1）将PET透明导电材料依次用洗洁精水溶液、去离子水、丙酮和异丙酮超声震荡15分钟后，烘干，再用氧等离子体处理15分钟；
（2）在处理后的PET透明导电材料导电的表面刮涂V2O5-TiO2，V2O5-TiO2的厚度为10-20nm，再置于50℃-60℃的温度下干燥3小时；
（3）将干燥后的涂有V2O5-TiO2 的PET附上一层厚度为10-20nm的固体电解质层，使得固体电解质涂覆在离子储存层的表面；
（4）之后旋涂聚苯胺薄膜，转速为2000r/min，厚度为30-40nm，在140℃干燥五分钟；
（5）然后在真空蒸镀上一层20nm厚的银或铝作为电极，从而得到一个完整的电致变色壁纸；
所述步骤（4）中所述聚苯胺薄膜，其特征在于，制备方法为：
A.准备玻璃仪器：把镀有ITO的玻璃经稀硫酸浸泡24h，经氧化铈粉抛光后，用自来水，去离子水清洗干净，用氮气将玻璃表面吹干；
B.制备苯胺酸溶液：苯胺在使用前经减压蒸馏纯化，按常规方法将浓硫酸，浓盐酸稀释至不同浓度，将经纯化的苯胺溶入其中，配置不同浓度的苯胺酸溶液；
C.薄膜的制备：采用恒电流法制备聚苯胺电致变色薄膜，以0.15mol/L苯胺的1mol/L硫酸溶液为电解液，在2cm×2cm的ITO玻璃片上通以10uA/cm²的恒电流，电解40min后聚合了一层分布均匀的聚苯胺薄膜。
本发明的有益效果：
（1）聚苯胺电致变色薄膜在-0.2~0.8V时的透过率差值明显，变色速度较快，色彩丰富，在不同电位可显示淡绿色，绿色，蓝绿色，蓝色，紫色等不同颜色。
（2）着色效率可达55cm²/C，比无机电致变色材料要高的多，使用寿命高。
具体实施方案
实施例1
（1）将PET透明导电材料依次用洗洁精水溶液、去离子水、丙酮和异丙酮超声震荡15分钟后，烘干，再用氧等离子体处理15分钟；
（2）在处理后的PET透明导电材料导电的表面刮涂TiO2-V2O5 ，TiO2-V2O5 的厚度为15nm，再用55℃的温度下干燥3小时；
（3）将干燥后的涂有V2O5-TiO2 的PET附上一层厚度为15nm的固体电解质层，使得固体电解质涂覆在离子储存层的表面；
（4）之后旋涂聚苯胺薄膜，转速为2000r/min，厚度为35nm，在140℃干燥五分钟；
（5）然后在真空蒸镀上一层20nm厚的银或铝作为电极，从而得到一个完整的电致变色壁纸；
聚苯胺电致变色薄膜的制备：
A.准备玻璃仪器：把镀有ITO的玻璃经稀硫酸浸泡24h，经氧化铈粉抛光后，用自来水，去离子水清洗干净，用氮气将玻璃表面吹干；
B.制备苯胺酸溶液：苯胺在使用前经减压蒸馏纯化，按常规方法将浓硫酸，浓盐酸稀释至不同浓度，将经纯化的苯胺溶入其中，配置不同浓度的苯胺酸溶液；
C.薄膜的制备与测试：采用恒电流法制备聚苯胺电致变色薄膜，以0.15mol/L苯胺的1mol/L硫酸溶液为电解液，在2cm×2cm的ITO玻璃片上通以10uA/cm²的恒电流，电解40min后聚合了一层分布均匀的聚苯胺薄膜。
对比例1
将聚苯胺薄膜替换为a-WO3无机电致变色薄膜，其余同实施例1。
对比例2
将聚苯胺薄膜替换为NiO2无机电致变色薄膜，其余同实施例1。
对比例3
将聚苯胺薄膜替换为IrO2无机电致变色薄膜，其余同实施例1。
本发明制备的电致变色壁纸聚苯胺电致变色薄膜在-0.2~0.8V时的透过率差值明显，变色速度较快，色彩丰富，在不同电位可显示淡绿色，绿色，蓝绿色，蓝色，紫色等不同颜色，着色效率可达55cm²/C，比无机电致变色材料要高的多，使用寿命高。

Claims (7)

1.一种电致变色壁纸的制备方法，其特征在于：利用电致变色薄膜旋涂于纸上，通电以达到变色效果。
2.如权利要求1所述的一种电致变色壁纸的制备方法，其特征在于：具体结构为：最外层是PET，PET下层为离子储存层，离子储存层下层为电解质层，电解质层下层为电致变色层，底层为可导电金属镀层。
3.如权利要求2所述的一种电致变色壁纸的制备方法，其特征在于：所述离子储存层采用掺杂V2O5-TiO2的薄膜结构，所述电解质层采用以氧化锆为基体，掺杂7-20mol％固体电解质材料β-Al2O3 ，所述电致变色层是聚苯胺旋涂于材料上，所述可导电金属镀层选择Al或Ag。
4.如权利要求1-3所述的一种电致变色壁纸，其特征在于，变色的方式为：给此闭合回路施加不同电压，从而达到变色效果。
5.如权利要求1所述一种电致变色壁纸的制备方法，其特征在于：所述通电过程为在纸上装上不同的开关，一个开关对应着一个不同的电压，内置芯片，计算所需要的电流再送到各部分。
6.如权利要求1-5所述一种电致变色壁纸的制备方法，其特征在于，所述电致变色壁纸具体的制备方法为：
（1）将PET透明导电材料依次用洗洁精水溶液、去离子水、丙酮和异丙酮超声震荡15分钟后，烘干，再用氧等离子体处理15分钟；
（2）在处理后的PET透明导电材料导电的表面刮涂V2O5-TiO2，V2O5-TiO2的厚度为10-20nm，再置于50℃-60℃的温度下干燥3小时；
（3）将干燥后的涂有V2O5-TiO2的PET附上一层厚度为10-20nm的固体电解质层，使得固体电解质涂覆在离子储存层的表面；
（4）之后旋涂聚苯胺薄膜，转速为2000r/min，厚度为30-40nm，在140℃干燥五分钟；
（5）然后在真空蒸镀上一层20nm厚的银或铝作为电极，从而得到一个完整的电致变色壁纸。
7.如权利要求6中步骤（4）中所述聚苯胺薄膜，其特征在于，制备方法为：
A.准备玻璃仪器：把镀有ITO的玻璃经稀硫酸浸泡24h，经氧化铈粉抛光后，用自来水，去离子水清洗干净，用氮气将玻璃表面吹干；
B.制备苯胺酸溶液：苯胺在使用前经减压蒸馏纯化，按常规方法将浓硫酸，浓盐酸稀释至不同浓度，将经纯化的苯胺溶入其中，配置不同浓度的苯胺酸溶液；
C.薄膜的制备：采用恒电流法制备聚苯胺电致变色薄膜，以0.15mol/L苯胺的1mol/L硫酸溶液为电解液，在2cm×2cm的ITO玻璃片上通以10uA/cm²的恒电流，电解40min后聚合了一层分布均匀的聚苯胺薄膜。
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