本發(fā)明屬于調(diào)光器件，特別是涉及一種具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、目前，調(diào)光產(chǎn)品廣泛應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域中，例如隨著新能源汽車市場(chǎng)滲透率節(jié)節(jié)攀升，一方面用戶在駕駛、乘坐汽車時(shí)，希望能有舒適的體驗(yàn)感受，包括視覺(jué)體驗(yàn)、聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)、肢體體驗(yàn)、環(huán)境溫度體驗(yàn)等等，另一方面，在保障座艙體驗(yàn)的同時(shí)，還需要考慮節(jié)能減排、安全駕駛等因素。尤其是智能座艙的普及，就必然帶來(lái)了對(duì)大尺寸天窗(全景天幕)的需求。然而僅有全尺寸天幕玻璃，不能很好的滿足用戶對(duì)隔熱防曬的需求，因而在高效節(jié)能與用戶體驗(yàn)感受之間達(dá)成平衡，就必然需要一種全新的變色調(diào)光技術(shù)，既能起到汽車玻璃輕量化、降低風(fēng)阻、留足用戶頭部空間，又能同時(shí)滿足用戶的隔熱防曬需求。過(guò)往的智能調(diào)光技術(shù)主要為聚合物分散液晶(pdlc)技術(shù)、電致變色(ec)技術(shù)以及懸浮粒子(spd)技術(shù)。其中懸浮粒子器件因其調(diào)光動(dòng)態(tài)范圍大、光透過(guò)率連續(xù)可調(diào)、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)受到行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。spd調(diào)光器件一般由兩層透明導(dǎo)電電極以及夾在兩層透明導(dǎo)電電極之間的調(diào)光層組成。

2、然而，當(dāng)前應(yīng)用于spd光閥中的懸浮納米粒子主要以碘系有機(jī)復(fù)合納米棒為主，但是基于碘系納米粒子的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)受到極大的限制。盡管國(guó)內(nèi)也有眾多企業(yè)加入該技術(shù)的開(kāi)發(fā)行列，但仍無(wú)法脫離碘系材料的限制。另外，由于該類碘系粒子主要由碘單質(zhì)、金屬離子、吡嗪二羧酸等形成的有機(jī)金屬配合物，受制于碘的色彩導(dǎo)致此類型納米粒子只有單一的藍(lán)色調(diào)，且其熱穩(wěn)定性差、耐酸堿性弱、以及納米粒子尺寸大，這不但導(dǎo)致了spd中懸浮粒子介質(zhì)的制作困難，而且實(shí)際使用過(guò)程中極易產(chǎn)生碘單質(zhì)的升華導(dǎo)致材料分解發(fā)黃，極大約束了spd的環(huán)境耐受性、并推高了驅(qū)動(dòng)電壓。

3、因此，研發(fā)出一種耐候性優(yōu)異的新型懸浮粒子并進(jìn)而開(kāi)發(fā)一種性能更加穩(wěn)定、色彩更豐富的調(diào)光產(chǎn)品顯得至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的至少部分技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)使有機(jī)高分子材料和無(wú)機(jī)納米粒子進(jìn)行配位，得到了性能更加穩(wěn)定、色彩更豐富的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物。具體地，本發(fā)明包括以下內(nèi)容。

2、本發(fā)明的第一方面，提供一種具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物，其包括有機(jī)高分子材料以及與其配位的無(wú)機(jī)納米粒子，所述無(wú)機(jī)納米粒子包括過(guò)渡金屬單質(zhì)和/或金屬化合物，所述有機(jī)高分子材料包括樹(shù)脂類有機(jī)高分子材料。

3、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物，其中，所述無(wú)機(jī)納米粒子和有機(jī)高分子材料的質(zhì)量比為1：(1-20)。

4、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物，其中，合成所述納米復(fù)合物的原料包括配位增強(qiáng)劑，所述配位增強(qiáng)劑包括聚酰亞胺、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚苯胺、硝化棉、咪唑類、吡嗪類、吡啶類、吡咯烷酮類和鄰菲羅啉中的至少一種。

5、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物，其中，所述過(guò)渡金屬單質(zhì)包括cu、au、ag、pt和pd中的至少一種；所述金屬化合物包括cuo、cus、cuse、cute、fe3o4、bi2s3、bi2se3、bi2te3、cubis、cuins、cuinse2、sbcu3s4、cds、bi2se3、mno2、zno、zrs2、tis2、pbs、cdse、pbse、cdte、zns、znse、znte、inp、inas、biscl、bisbr、bisi、bisecl、bisebr、bisei、coo、cos、nio和nis中的至少一種；所述樹(shù)脂類有機(jī)高分子材料包括聚氨酯改性丙烯酸樹(shù)脂、磷酸酯改性丙烯酸樹(shù)脂、巰基改性聚酯樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂中的至少一種。

6、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物，其中，所述納米復(fù)合物的直徑為20-100nm，長(zhǎng)度為300-1000nm。

7、本發(fā)明的第二方面，提供根據(jù)本發(fā)明所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物的制備方法，其包括以下步驟：

8、(1)將無(wú)機(jī)納米粒子加入有機(jī)高分子材料的有機(jī)溶劑中進(jìn)行混合，得到納米顆粒分散液；

9、(2)使所述納米顆粒分散液在30-70℃反應(yīng)5-60min，加入含有配位增強(qiáng)劑的有機(jī)溶液，繼續(xù)反應(yīng)5-20h，得到所述納米復(fù)合物。

10、本發(fā)明的第三方面，提供調(diào)光產(chǎn)品，其包括本發(fā)明所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物。

11、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的調(diào)光產(chǎn)品，其中，所述調(diào)光產(chǎn)品進(jìn)一步包括聚合物基質(zhì)和分散溶劑。

12、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的調(diào)光產(chǎn)品，其中，所述聚合物基質(zhì)包括可固化樹(shù)脂；所述分散溶劑包括環(huán)氧大豆油、羥基封端硅油、月桂氮酮、吡咯烷酮類、吡啶類、咪唑類、偏苯三酸三辛酯、乙酰檸檬酸三丁酯和三甘醇二異辛酸酯中的至少一種。

13、在某些實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明所述的調(diào)光產(chǎn)品，其中，所述可固化樹(shù)脂包括紫外光固化樹(shù)脂、常溫固化樹(shù)脂、熱固化樹(shù)脂和電子束固化樹(shù)脂中的至少一種。

14、本發(fā)明的第四方面，提供本發(fā)明所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物在調(diào)光產(chǎn)品中的應(yīng)用。

15、本發(fā)明通過(guò)無(wú)機(jī)納米粒子與有機(jī)高分子材料配位得到色彩豐富且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的復(fù)合納米結(jié)構(gòu)，其為調(diào)光器件的核心變色材料，具備多種色彩選擇，避免了有機(jī)染料的使用，同時(shí)還能保證核心變色材料的各項(xiàng)穩(wěn)定性(例如熱穩(wěn)定性、光穩(wěn)定性、耐水氧性等)。此外，與純無(wú)機(jī)納米材料相比，本發(fā)明的納米復(fù)合物能顯著提升材料在整個(gè)體系中的分散穩(wěn)定性，避免純無(wú)機(jī)材料因密度過(guò)大無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間有效懸浮分散進(jìn)而產(chǎn)生自然重力沉降，并導(dǎo)致整個(gè)調(diào)光器件失效的情況。此外，本發(fā)明的納米復(fù)合物在電場(chǎng)下更易極化，有效降低了驅(qū)動(dòng)電壓，例如，本發(fā)明材料的驅(qū)動(dòng)電壓可降低至15-60v。

技術(shù)特征：

1.一種具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物，其特征在于，包括有機(jī)高分子材料以及與其配位的無(wú)機(jī)納米粒子，所述無(wú)機(jī)納米粒子包括過(guò)渡金屬單質(zhì)和/或金屬化合物，所述有機(jī)高分子材料包括樹(shù)脂類有機(jī)高分子材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物，其特征在于，所述無(wú)機(jī)納米粒子和有機(jī)高分子材料的質(zhì)量比為1：(1-20)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物，其特征在于，合成所述納米復(fù)合物的原料包括配位增強(qiáng)劑，所述配位增強(qiáng)劑包括聚酰亞胺、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚苯胺、硝化棉、咪唑類、吡嗪類、吡啶類、吡咯烷酮類和鄰菲羅啉中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物，其特征在于，所述過(guò)渡金屬單質(zhì)包括cu、au、ag、pt和pd中的至少一種；所述金屬化合物包括cuo、cus、cuse、cute、fe3o4、bi2s3、bi2se3、bi2te3、cubis、cuins、cuinse2、sbcu3s4、cds、bi2se3、mno2、zno、zrs2、tis2、pbs、cdse、pbse、cdte、zns、znse、znte、inp、inas、biscl、bisbr、bisi、bisecl、bisebr、bisei、coo、cos、nio和nis中的至少一種；所述樹(shù)脂類有機(jī)高分子材料包括聚氨酯改性丙烯酸樹(shù)脂、磷酸酯改性丙烯酸樹(shù)脂、巰基改性聚酯樹(shù)脂和氨基樹(shù)脂中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物，其特征在于，所述納米復(fù)合物的直徑為20-100nm，長(zhǎng)度為300-1000nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.調(diào)光產(chǎn)品，其特征在于，所述調(diào)光產(chǎn)品包括根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)光產(chǎn)品，其特征在于，所述調(diào)光產(chǎn)品進(jìn)一步包括聚合物基質(zhì)和分散溶劑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的調(diào)光產(chǎn)品，其特征在于，所述聚合物基質(zhì)包括可固化樹(shù)脂；所述分散溶劑包括環(huán)氧大豆油、羥基封端硅油、月桂氮酮、吡咯烷酮類、吡啶類、咪唑類、偏苯三酸三辛酯、乙酰檸檬酸三丁酯和三甘醇二異辛酸酯中的至少一種；

10.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物在調(diào)光產(chǎn)品中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種具有調(diào)光功能的納米復(fù)合物及其制備方法和應(yīng)用。該納米復(fù)合物包括樹(shù)脂類有機(jī)高分子材料以及與其配位的無(wú)機(jī)納米粒子，其中，無(wú)機(jī)納米粒子包括過(guò)渡金屬單質(zhì)和/或金屬化合物。本發(fā)明的納米復(fù)合物在保證核心調(diào)光變色材料各項(xiàng)穩(wěn)定性的同時(shí)避免了有機(jī)染料的使用，能夠顯著提升材料在整個(gè)體系中的分散穩(wěn)定性，使得材料在電場(chǎng)下更易極化，并有效降低了驅(qū)動(dòng)電壓，從而在調(diào)光產(chǎn)品中具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：秦振華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇熠動(dòng)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19