本發(fā)明屬于功能器件和化學(xué)材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有電致變色性能的窗玻璃。

背景技術(shù)：

近年來(lái)節(jié)能、環(huán)保日益受到重視，可用于智能建筑、汽車(chē)等領(lǐng)域的具有自動(dòng)調(diào)節(jié)光通量功能的智能窗口日益受到人們的重視。而在過(guò)去的數(shù)十年里人們大多使用的調(diào)光玻璃窗可大致分為以下兩種：一種是低輻射率(lowemissivity,low-e)玻璃，它可以減少熱損耗，使室內(nèi)透射更多的熱量，達(dá)到取暖的目的,適合于寒冷地區(qū)窗用及幕墻材料；另一種是日光控制涂層玻璃(so1arcontro1coatedglasses,sun-e)，它可以減少日光的透射率，從而達(dá)到室內(nèi)涼爽的目的，適合于熱帶地區(qū)的節(jié)能環(huán)保窗用材料。但是一年四季中每個(gè)季節(jié)的光照強(qiáng)度不同，每天各個(gè)時(shí)辰的光照強(qiáng)度也不同。所以上述兩種玻璃就不能很好地滿足室內(nèi)陽(yáng)光透射率連續(xù)可調(diào)的要求。于是基于電致變色器件的智能窗就誕生了，將上述兩種玻璃的長(zhǎng)處集于一身。

電致變色(ec)是指在不同方向的外電場(chǎng)作用下材料發(fā)生可逆變色。電致變色器件(ecd)的功能主要表現(xiàn)為透射可調(diào)、反射可調(diào)、信息顯示和輻射可調(diào)。ecd可用于新型建筑物及車(chē)輛中的大面積調(diào)光、控溫、節(jié)能玻璃幕墻(智能窗口)，可用于超低能耗的顯示屏，用作具有特殊透(反)射率要求的航空航天器的窗口材料，用于汽車(chē)后視鏡的自動(dòng)光強(qiáng)調(diào)節(jié)，也可用于光電化學(xué)能的轉(zhuǎn)換與存貯等方面,具有很大的應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展前景(advmater,2001,13(11)：783)。

傳統(tǒng)電致變色器件由透明導(dǎo)電層/電致變色層/離子導(dǎo)電層/離子存儲(chǔ)層/透明導(dǎo)電層的五層結(jié)構(gòu)組成(如圖1所示)。此類(lèi)ecd的變色層大多需采用真空涂膜的方法，其工藝控制復(fù)雜，制造成本高，限制了電致變色器件向大面積化、工業(yè)化方向的發(fā)展(zl200510026849.7)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種具有電致變色性能的窗玻璃。

本發(fā)明提出的具有電致變色性能的窗玻璃，所述玻璃由兩片帶導(dǎo)電層的玻璃中間夾一層電致變色液組成，并用聚合物粘結(jié)劑密封；所述帶導(dǎo)電層的玻璃為表面涂敷了氧化銦錫、聚噻吩、聚吡啶、鋁、銀、銅或錫等薄膜的玻璃，所述電致變色液采用聯(lián)吡啶鹽類(lèi)化合物作為陰極變色材料，二茂鐵或吩嗪類(lèi)化合物作為陽(yáng)極變色材料，其原料組成包括：

聯(lián)吡啶鹽類(lèi)化合物1-40份，以質(zhì)量計(jì)，

陽(yáng)極變色材料1-40份，以質(zhì)量計(jì)，

紫外吸收劑10-400份，以質(zhì)量計(jì)，

凝膠劑10-400份，以質(zhì)量計(jì)，

溶劑50-2000份，以質(zhì)量計(jì)。

本發(fā)明中，所述聯(lián)吡啶鹽類(lèi)化合物是指用作陰極變色材料的化合物，其結(jié)構(gòu)通式如下所示，其中x為對(duì)陰離子。

具體如1，1’-二乙基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽、四氟硼酸鹽或1，1’-二芐基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽、四氟硼酸鹽等中任一種。

本發(fā)明中，所述陽(yáng)極變色材料是指二茂鐵或5，10-二乙基-5，10-二氫吩嗪等吩嗪類(lèi)化合物中任一種。

本發(fā)明中，所述紫外吸收劑為用于吸收紫外線并起穩(wěn)定作用的添加劑，如2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸乙酯(依托立林)或二苯酮等。

本發(fā)明中，所述溶劑為可溶解聯(lián)吡啶鹽類(lèi)化合物、陽(yáng)極變色材料或紫外吸收劑的無(wú)色透明極性有機(jī)溶劑，如碳酸丙烯酯、碳酸丙二酯、碳酸乙二酯、碳酸1,2-丁二酯、乙腈等。

本發(fā)明中，所述凝膠劑是一種帶支鏈的烯烴鏈狀聚合物，它的支鏈在加入交聯(lián)劑后可相互交聯(lián)成網(wǎng)狀聚合物，從而達(dá)到凝膠的效果，如甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸乙二醇酯或甲基丙烯酸縮水甘油酯的聚合物。

本發(fā)明中，所述聚合物粘結(jié)劑可用于玻璃的粘結(jié)和密封，如環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂或丙烯酸酯樹(shù)脂等中任一種。

本發(fā)明與其它傳統(tǒng)的制備方法相比，具有工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，不需要特殊的真空涂膜條件或其它昂貴的設(shè)備來(lái)制備電致變色層，成本較低，適合于制備大面積變色玻璃，便于應(yīng)用推廣，文獻(xiàn)中尚未有類(lèi)似報(bào)導(dǎo)。

附圖說(shuō)明

圖1液相自擦除電致變色裝置結(jié)構(gòu)和電致變色過(guò)程示意圖（兩側(cè)為電極，dmpa為吩嗪類(lèi)化合物）。

圖2基于電致變色器件的窗玻璃(變色層厚度240μm),(a)：完全變色,(b)：褪色過(guò)程中。

圖3基于電致變色器件的窗玻璃(變色層厚度1000μm)的實(shí)際變色效果，(a)未變色,(b)變色中,(c)變色完畢。

圖4實(shí)施例1中器件在不同電壓下的紫外-可見(jiàn)光透過(guò)率曲線。

圖5實(shí)施例2中器件在不同電壓下的紫外-可見(jiàn)光透過(guò)率曲線。

圖6實(shí)施例3中器件在不同電壓下的紫外-可見(jiàn)光透過(guò)率曲線。

圖7實(shí)施例4中器件在不同電壓下的紫外-可見(jiàn)光透過(guò)率曲線。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例是僅為更進(jìn)一步具體說(shuō)明本發(fā)明，在不違反本發(fā)明的主旨下，本發(fā)明應(yīng)不限于以下實(shí)驗(yàn)例具體明示的內(nèi)容。

實(shí)施例1

電致變色液的制備與性能：

（1）電致變色層：

所用原料如下：

1，1’-二乙基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽自制

二茂鐵阿拉丁試劑

依托立林阿拉丁試劑

聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚)自制

碳酸丙烯酯（溶劑）阿拉丁試劑

透明電致變色層的原料配比如下：

1，1’-二乙基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽2.5份（重量）

二茂鐵1份（重量）

依托立林50份（重量）

聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚)60份（重量）

碳酸丙烯酯（溶劑）400份（重量）

1，1’-二乙基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽制備方法為：2倍當(dāng)量的碘乙烷與1倍當(dāng)量的4,4’-聯(lián)吡啶在dmf中常溫?cái)嚢?4小時(shí)，過(guò)濾出析出的紅色沉淀。溶于適量水中，滴加入kpf6飽和水溶液中，過(guò)濾析出的白色固體。真空干燥后為目標(biāo)產(chǎn)物。

聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚制備方法為：取摩爾比為9：1的甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸縮水甘油醚的兩種單體，加入到溶劑中，使單體的質(zhì)量為體系總重量的20%，加入1%的aibn為引發(fā)劑，通氮?dú)?5分鐘后在60^oc油浴中保持24小時(shí)，備用。

制備工藝：將聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚)與依托立林分別加入到溶劑中，劇烈攪拌30分鐘，使兩者充分地溶解于溶劑中，在真空裝置上抽真空-充氮?dú)庋h(huán)三次以徹底除盡氧氣。然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下快速加入1，1’-二乙基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽和二茂鐵，通氮?dú)獗Ｗo(hù)備用。

（2）器件的制備與封裝

所用材料如下：

透明導(dǎo)電玻璃（電阻：15ω/□）

電致變色器件用導(dǎo)電銅箔（一側(cè)帶導(dǎo)電膠，0.5cm寬，100μm厚）

ab膠

封口用紫外固化膠

制備工藝：

（a）器件的預(yù)封裝：在透明導(dǎo)電玻璃導(dǎo)電側(cè)邊緣粘上導(dǎo)電銅箔電極，預(yù)留出兩個(gè)灌裝的小孔，選擇150μm厚的滌綸纖維薄膜做間隔層，使變色層的厚度為240-250μm。然后把兩塊汽車(chē)玻璃和在一起，導(dǎo)電層朝內(nèi)，對(duì)齊后用環(huán)氧膠密封。固化24小時(shí)。

（b）罐裝與封口：把(1)中制備好的電致變色層用溶液罐裝于預(yù)封裝的電致變色器件中，用紫外固化膠封口，紫外固化2分鐘。

（3）電致變色器件性能的測(cè)試：采用760－ctr雙光束紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)測(cè)定ecd的透光率如圖4所示。

實(shí)施例2

電致變色器件的制備與性能：

（1）電致變色層：

所用原料如下：

1，1’-二乙基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽自制（方法同實(shí)施例1）

5，10-二乙基-5，10-二氫吩嗪　　　　　　　　　　阿拉丁試劑

依托立林阿拉丁試劑

聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚)自制（方法同實(shí)施例1）

碳酸丙烯酯（溶劑）阿拉丁試劑

透明導(dǎo)電層的原料配比如下：

1，1’-二乙基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽2.5份（重量）

5，10-二乙基-5，10-二氫吩嗪　　　　　　1份（重量）

依托立林50份（重量）

聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚)60份（重量）

碳酸丙烯酯（溶劑）400份（重量）

制備工藝：將聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚)與依托立林分別加入到溶劑中，劇烈攪拌30分鐘，使兩者充分的溶解于溶劑中，在真空裝置上抽真空-充氮?dú)庋h(huán)三次以徹底除盡氧氣。然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下快速加入1，1’-二乙基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽和二茂鐵，通氮?dú)獗Ｗo(hù)備用。

（2）器件的制備與封裝

同實(shí)施例1。

（3）電致變色器件性能的測(cè)試：采用760－ctr雙光束紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)測(cè)定ecd的透光率如圖5所示。

實(shí)施例3

電致變色器件的制備與性能：

（1）電致變色層：

所用原料如下：

1，1’-二芐基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽自制

（制備方法同實(shí)施例1，區(qū)別是碘乙烷換為芐溴。）

二茂鐵阿拉丁試劑

依托立林阿拉丁試劑

聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚)自制（制備方法同實(shí)施例1）

碳酸丙烯酯（溶劑）阿拉丁試劑

電致變色層的原料配比如下：

1，1’-二芐基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽2.5份（重量）

二茂鐵1份（重量）

依托立林50份（重量）

聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚)60份（重量）

碳酸丙烯酯（溶劑）400份（重量）

制備工藝：將聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚)與依托立林分別加入到溶劑中，劇烈攪拌30分鐘，使兩者充分的溶解于溶劑中，在真空裝置上抽真空-充氮?dú)庋h(huán)三次以徹底除盡氧氣。然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下快速加入1，1’-二芐基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽和二茂鐵，通氮?dú)獗Ｗo(hù)備用。

（2）器件的制備與封裝

同實(shí)施例1。

（3）電致變色器件性能的測(cè)試：采用760－ctr雙光束紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)測(cè)定ecd的透光率如圖6所示。

實(shí)施例4

電致變色器件的制備與性能：

(1)電致變色層：

所用原料如下：

1，1’-二芐基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽自制（制備方法同實(shí)施例3）

5，10-二乙基-5，10-二氫吩嗪　　　　　　　　阿拉丁試劑

依托立林阿拉丁試劑

聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚)自制（制備方法同實(shí)施例1）

溶劑阿拉丁試劑

電致變色層的的原料配比如下：

1，1’-二芐基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽3份（重量）

5，10-二乙基-5，10-二氫吩嗪　　　　　　1份（重量）

依托立林50份（重量）

聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚)60份（重量）

碳酸丙烯酯（溶劑）400份（重量）

制備工藝：將聚(甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油醚)與依托立林分別加入到溶劑中，劇烈攪拌30分鐘，使兩者充分的溶解于溶劑中，在真空裝置上抽真空-充氮?dú)庋h(huán)三次以徹底除盡氧氣。然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下快速加入1，1’-二芐基-4，4’-聯(lián)吡啶六氟磷酸鹽和5，10-二乙基-5，10-二氫吩嗪，通氮?dú)獗Ｗo(hù)備用。

（2）器件的制備與封裝

同實(shí)施例1。

（3）電致變色器件性能的測(cè)試：采用760－ctr雙光束紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)測(cè)定ecd的透光率如圖7所示。