CN115572515B - 一种电致变色涂料以及基于其的电致变色薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电致变色涂料以及基于其的电致变色薄膜，它包括以下重量份数的原料组分：聚离子液体20~25份；乙烯‑醋酸乙烯酯共聚乳液5~10份；银盐2~5份；稳定剂0.5~2份；所述聚离子液体是将离子液体单体进行自由基聚合得到，所述离子液体单体的化学结构式为
Description
技术领域
本发明属于特种涂料技术领域，涉及一种变色涂料，具体涉及一种电致变色涂料以及基于其的电致变色薄膜。
背景技术
电致变色是指在外加电场的作用下使得材料的反射率、透过率等发生稳定、可逆的颜色变换的现象。而电致调光膜（或电致变色膜）主要是通过外加电场的变化以控制液晶分子的运动，从而实现膜材料自无色透明状态转换为雾化不透明的状态，因此能够在会议办公室、银行、商业橱窗以及汽车车窗等方面具有较好的应用。现有的电致变色器件通常含有液晶作为电致变色的主要成分，而液晶通常是有毒的，因此器件封装的密封性比较高。
申请号为201510229734.1的中国发明专利公开了一种电控智能调光基材组件，通过将聚合物分散液晶层设计成包含聚离子液体和液晶，这样一方面能够降低液晶的用量，有利于防止液晶的泄露，大幅降低玻璃组件封装工艺的难度；然而，其饱和驱动电压和阈值电压通常较高，因此能耗较高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电致变色涂料。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种电致变色涂料，它包括以下重量份数的原料组分：
聚离子液体 20~25份；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液（VAE乳液） 5~10份；
银盐 2~5份；
稳定剂 0.5~2份；
所述聚离子液体是将离子液体单体进行自由基聚合得到，所述离子液体单体的化学结构式为，式中，n为1、2或3，X为甲基或乙基，Y为氯或溴。
优化地，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液的固含量为50~60%。
优化地，n为3。
优化地，所述稳定剂为选自过氧化烷基酮、氯化铜、碘化铜和没食子酸中的一种或多种组成的混合物。
优化地，所述银盐为选自硝酸银、亚硝酸银、硫酸银、磷酸银、四氟硼酸银、乙酸银、乳酸银和草酸银中的一种或多种组成的混合物。
进一步地，所述银盐为选自硝酸银、亚硝酸银、硫酸银、磷酸银、四氟硼酸银和乙酸银中的一种或多种组成的混合物。
本发明的又一目的在于提供一种电致变色薄膜，它由上述的电致变色涂料制得。
优化地，它的制备方法包括以下步骤：
（a）将所述聚离子液体、所述稳定剂和所述银盐混合形成第一混合液；
（b）将所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液加入所述第一混合液，混合均匀后得涂布液；
（c）将所述涂布液涂覆在基材表面，烘干得到电致变色薄膜。
本发明创造性地提出，相比于现有的技术手段，具有如下优势：本发明电致变色涂料，通过将银盐与聚离子液体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液等配合使用，能够保证涂料固化后形成的薄膜强度；而且通电能使得薄膜迅速改变而形成镜面，有利于降低其饱和驱动电压和阈值电压。
具体实施方式
本发明电致变色涂料，它包括以下重量份数的原料组分：聚离子液体20~25份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液5~10份；银盐2~5份；稳定剂0.5~2份；所述聚离子液体是将离子液体单体进行自由基聚合得到，所述离子液体单体的化学结构式为，式中，n为1、2或3，X为甲基或乙基，Y为氯或溴，优选为3（该离子液体单体的制备方法采用现有常规的即可，具体参见申请号为201911140763.5的中国发明专利中公开的步骤S1）；当n相同时，X为甲基或乙基、Y为氯或溴对最终产品的性能影响不大。通过将银盐与聚离子液体、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液等配合使用，能够保证涂料固化后形成的薄膜强度；而且通电能使得薄膜迅速改变而形成镜面，并有利于降低其饱和驱动电压和阈值电压，这可能是聚合物侧链上的氧与银有弱的配位作用而有利于银镜反应的进行或者银的氧化。
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液的固含量优选为50~60%。所述稳定剂优选为选自过氧化烷基酮、氯化铜、碘化铜和没食子酸中的一种或多种组成的混合物。所述银盐优选为选自硝酸银、亚硝酸银、硫酸银、磷酸银、四氟硼酸银、乙酸银、乳酸银和草酸银中的一种或多种组成的混合物，更优选为选自硝酸银、亚硝酸银、硫酸银、磷酸银、四氟硼酸银和乙酸银中的一种或多种组成的混合物。电致变色薄膜由上述的电致变色涂料制得，它的制备方法包括以下步骤：（a）将所述聚离子液体、所述稳定剂和所述银盐混合形成第一混合液；（b）将所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液加入所述第一混合液，混合均匀后得涂布液；（c）将所述涂布液涂覆在基材表面，烘干得到电致变色薄膜
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供一种电致变色涂料，它包括以下重量的原料：
聚离子液体 20g；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液（VAE乳液-塞拉尼斯CP149） 10g；
银盐（硝酸银） 5g；
稳定剂（氯化铜） 2g；
其中，聚离子液体是将离子液体单体进行自由基聚合得到，离子液体单体的化学结构式为，式中，n为3，X为乙基，Y为氯（具体可参见CN201911140763.5中的PIL-3）。
将上述电致变色涂料制备成电致变色薄膜，包括以下步骤：
（a）将聚离子液体、稳定剂和银盐混合形成第一混合液；
（b）将乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液加入第一混合液，混合均匀后得涂布液（即涂料）；
（c）将涂布液加入涂布机中，按设定厚度（200μm）涂覆在清洁后的基材（用无水乙醇、丙酮、去离子水依次擦拭的平板玻璃并烘干）表面（市售ITO导电玻璃的导电面），于50~80℃的烘箱中固化1~2h形成涂层（即覆有薄膜的玻璃）。
实施例2
本实施例提供一种电致变色涂料及电致变色薄膜，它与实施例1中的基本一致，不同的是：各组分的质量为：聚离子液体25g、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液5g、银盐2g和稳定剂0.5g。
实施例3
本实施例提供一种电致变色涂料及电致变色薄膜，它与实施例1中的基本一致，不同的是：各组分的质量为：聚离子液体22g、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液8g、银盐3g和稳定剂1g。
实施例4
本实施例提供一种电致变色涂料及电致变色薄膜，它与实施例3中的基本一致，不同的是：银盐为选自四氟硼酸银。
实施例5
本实施例提供一种电致变色涂料及电致变色薄膜，它与实施例3中的基本一致，不同的是：银盐为选自乙酸银。
实施例6
本实施例提供一种电致变色涂料及电致变色薄膜，它与实施例3中的基本一致，不同的是：n为2。
实施例7
本实施例提供一种电致变色涂料及电致变色薄膜，它与实施例3中的基本一致，不同的是：n为1。
对比例1
本例提供一种电致变色涂料及电致变色薄膜，它与实施例1中的基本一致，不同的是：聚离子液体30g、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液2g、银盐8g和稳定剂3g。
对比例2
本例提供一种电致变色涂料及电致变色薄膜，它与实施例1中的基本一致，不同的是：聚离子液体15g、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液15g、银盐8g和稳定剂3g。
对比例3
本例提供一种电致变色涂料及电致变色薄膜，它与实施例3中的基本一致，不同的是：离子液体为常规的1-乙烯基-3-丁基咪唑氯化盐。
对比例4
本例提供一种电致变色涂料及电致变色薄膜，它与实施例3中的基本一致，不同的是：不含有乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液。
对实施例1-7、对比例1-4的产品参照GB/T35847-2018电致液晶贴膜调光玻璃中的规定对电致变色薄膜进行性能检测，将电致变色薄膜连接交流电源，将电源调节到50Hz，输出波为正弦波，输出电压为36v，测定其透过率和阈值电压饱。剥离强度测试：具体参照GB/T7122-1996规定的高强度胶粘剂剥离强度的测定方法法进行检测，其结果如表1。
从表1中的数值可以看出，各例中透过率的波动不大，但当不含有乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液而仅含有聚离子液体时，其透过率下降较大，这是因为聚离子液体在固化后容易形成微黄的电致变色膜而影响其透过率。当精确控制各组分含量时，能够大幅影响产品的阈值电压（参见实施例1-3、对比例1-3）；而且，离子液体采用不同种类时，也会对产品的阈值电压产生较大的影响；当不含有乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液时，虽然其具有最低的阈值电压，但是其会影响薄膜与基材的结合力，进而影响使用寿命。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电致变色涂料，其特征在于，它由以下重量份数的原料组分组成：
聚离子液体 20~25份；
乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液 5~10份；
银盐 2~5份；
稳定剂 0.5~2份；
所述聚离子液体是将离子液体单体进行自由基聚合得到，所述离子液体单体的化学结构式为，式中，n为1、2或3，X为甲基或乙基，Y为氯或溴；
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液的固含量为50~60%，所述银盐为硝酸银，所述稳定剂为氯化铜。
2.根据权利要求1所述的电致变色涂料，其特征在于：n为3。
3.一种电致变色薄膜，其特征在于，它由权利要求1至2中任一所述的电致变色涂料制得。
4.根据权利要求3所述的电致变色薄膜，其特征在于，它的制备方法包括以下步骤：
（a）将所述聚离子液体、所述稳定剂和所述银盐混合形成第一混合液；
（b）将所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液加入所述第一混合液，混合均匀后得涂布液；
（c）将所述涂布液涂覆在基材表面，烘干得到电致变色薄膜。
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