[发明专利]一种有机电致变色隐身材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机电致变色材料及其应用。

背景技术

进入信息时代，隐身技术成为了提高武器系统生存、突防，尤其是纵深打击能力的有效手段，已经成为集陆、海、空、天、电、磁六维一体的立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术技术手段，并受到世界各国的高度重视。

智能隐身材料是伴随着智能材料的发展和装备隐身需求而发展起来的一种功能材料。电致变色材料是指材料的光学属性（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明度的可逆变化，是智能隐身材料的热点之一。有机电致变色材料因为有机分子材料以其可在微观体系即分子水平上对材料进行设计、通过化学键、氢键等组装而成具，有多种智能特性，以及材料易得，结构易调控，成本低廉，柔性及大面积制备等优势而成为智能隐身领域的一个重要发展方向。

战场环境多变，智能隐身材料的需求也越来越高，山地、雪地、沙漠、海洋等对颜色需求各不相同，颜色多样化愈发重要。如今，有机电致变色材料已经出现了红、绿、蓝、紫等多种颜色相互转变，并通过调控出现颜色深浅的变化。但是，直接能够呈现土色，在落叶、沙漠等环境中实现隐身的材料尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机电致变色材料及其应用。

本发明所提供的有机电致变色材料，其结构式如式I所示，

式I中，Ar₁和Ar₂独立地代表未取代或含有取代基的下述基团中的任意一种：苯基、噻吩基、含氟苯基、含氟噻吩基和含氮杂环基；

Ar₁和/或Ar₂中的取代基独立地为含有碳原子数为12～18的直链烷基、含有碳原子数为12～18的支链烷基、含有碳原子数为12～18的烷氧基链或含有碳原子数为12～18的含氟烷基；

本发明提供的聚合物中，Ar₁具体可为十二烷氧基取代的苯基或十二烷基取代的噻吩基；

Ar₂具体可为3,4-乙撑二氧噻吩基。

本发明还提供了式I所示聚合物在电致变色器件中的应用。

本发明提供的应用中，在-1.2V～1.2V的循环交替直流电的作用下，所述电致变色器件在绿色、透明和土色之间进行可逆变化，如在-0.8V～0.8V和-1.0V～1.0V的循环交替直流电的作用下，所述电致变色器件具有明显的可逆的颜色变化。

本发明还提供了一种电致变色器件，它的电致变色层为式I所示聚合物。

本发明提供的式I所示聚合物的制备方法，包括如下步骤：

（1）式II所示苯并噻二唑化合物经硼氢化钠还原得到式III所示化合物；

（2）式IV所示化合物经格式反应得到的产物与草酰氯反应得到式V所示二酮化合物；

式IV和式V中，Ar₁代表未取代或含有取代基的下述基团中的任意一种：苯基、噻吩基、含氟苯基、含氟噻吩基和含氮杂环基；

Ar₁的取代基为含有碳原子数为6～18的直链烷基、含有碳原子数为6～18的支链烷基、含有碳原子数为6～18的烷氧基链或含有碳原子数为6～18的含氟烷基；

（3）式III所示化合物与式V所示二酮化合物经酰胺化反应得到式VI所示化合物；

式VI中Ar₁的定义同式IV；

（4）式VII所示化合物经有机锡反应，得到式VIII所示化合物；式VIII所示化合物与式VI经Stille偶联反应即式I所示化合物；

式VII和式VIII中，Ar₂的定义同式IV。

上述的制备方法中，步骤（1）中，式II所示苯并噻二唑化合物与硼氢化钠的摩尔比可为1：5～30。

上述的制备方法中，步骤（2）中，式IV所示化合物与草酰氯的摩尔比可为1：0.1～0.5，具体可为1：0.4。

上述的制备方法中，步骤（3）中，式Ⅲ所示化合物与式V所示二酮化合物的摩尔比可为1：1。

上述的制备方法中，步骤（4）中，所述Stille偶联反应的溶剂可为正己烷、四氢呋喃或乙醚；所述Stille偶联反应的催化剂可为四(三苯基膦)钯、[1,1'-双(二苯基磷)二茂铁]二氯化钯、双三苯基磷二氯化钯或二(三苯基膦)二乙酸钯。