Электрохромный состав

 

Использование: в устройствах с электрически управляемой величиной светопоглощения - светофильтрах изменяемой оптической плотности, модуляторах светового излучения, средствах визуального отображения информации. Сущность изобретения: электрохромный состав, включающий катодную компоненту- 1, 1ʹ -диметил- 4, 4ʹ -дипиридиний с анионами BF или ClO 0,3 - 3,2% или 1,1ʹ -дибензил- 4,4ʹ -дипиридиний с анионами BF или ClO 0,5 - 4,4% , анодную компоненту - 0,3 - 3,0% производное ферроцена, растворитель - γ -бутиролактон или пропиленкарбонат остальное. 4 табл.

Изобретение относится к прикладной электрохимии, в частности к электрохромным составам, используемым в устройствах с электрически управляемой величиной светопоглощения - светофильтрах изменяемой оптической плотности, модуляторах светового излучения, средствах визуального отображения информации. Конкретно такие составы найдут применение при создании панелей для предохранения глаз водителя от ослепления светом фар встречных автомобилей.

Известны электрохромные составы на основе четвертичных солей дипиридиния. Наиболее близким к предлагаемому решению (прототип) является состав, включающий диперхлорат 1,1-диметил-4,4-дипиридиний, производное ферроцена, поливинилбутираль и диметилформамид. Недостатком такого состава является его усложнение за счет введения загустителя и ограниченный ресурс работы.

Целью изобретения является создание органического электрохромного состава, обладающего повышенным ресурсом работы.

Указанная цель достигается использованием электрохромных составов, включающих катодную компоненту 1,1 -диметил-4,4 -дипиридиний или 1,1 -дибензил-4,4 -дипиридиний с анионами BF₄^- или ClO₄^-, анодную компоненту - производное ферроцена и растворитель - пропиленкарбонат или γ-бутиролактон при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Катодная компонента: 1,1-диметил-4,4-ди- пиридиний с аниона- ми BF₄^-, ClO₄^- 0,3-3,2 или 1,1 -Дибензил-4,4-ди- пиридиний с аниона- ми BF₄^-, ClO4^- 0,5-4,4 Анодная компонента - производное ферроцена 0,3-3,0 Растворитель γ-бути- ролактон или пропи- ленкарбонат Остальное Существенным отличием предложенного решения является замена используемого растворителя и упрощение компонентного состава.

Изменение компонентного состава придает составом новое свойство - повышение ресурса работы.

Электрохромное устройство для испытания составов состояло из двух стеклянных пластин с нанесенными на внутренние стороны полупроводниковыми покрытиями из In₂O₃ с легирующими добавками. Расстояние между пластинами в устройстве определялось толщиной тефлоновой прокладки, в середине которой было круглое отверстие с диаметром 18 мм с радиальным каналом, соединяющим отверстие с краем прокладки. Обе пластины склеивались одна с другой по периметру прокладки так, чтобы сохранилось отверстие в слое клея, которое служило продолжением радикального канала прокладки. Через канал устройство заполнялось составом, а затем герметизировалось.

Интегральное светопропускание электрохромного устройства измеряли относительно слоя того же устройства, заполненного растворителем. Установка для его определения состояла из источника светового излучения и системы регистрации. Световое излучение, соответствующее цветовой температуре 2840К, получали с помощью лампы СИРШ 6х40. Система регистрации состояла из линзы, цепи фотодиода ФД-7К, чувствительность которого скорректирована с помощью светофильтра СЗС-21, и прибора В7-21А, который регистрирует напряжение на сопротивлении в цепи фотодиода пропорциональное световому потоку. Питание лампы и цепи фотодиода прикладывалось от источников постоянного тока типа Б5-21 и Б5-49.

Предложенное изобретение подтверждают следующие примеры.

Известное решение (прототип). В диметилформамиде растворяют диперхлорат 1,1 -диметил-4,4 -дипиридиний в 1% -ной концентрации, смесь моно-, ди- и три-трет. бутилферроценов (ТУ 38-103219-88) в 3% -ной концентрации и поливинилбутираль в 10% -ной концентрации. Полученным составом заполняют электрохромное устройство с расстоянием между электродами 200 мкм. В исходном состоянии состав имеет слабо-желтую окраску. При наложении напряжения 0,9 В окраска состава становится синей. Исходное светопропускание составило 79% . Электрохромное устройство испытывали по 8 часов в сутки в режиме: окрашивание - в течение 15 с при U = 0,9 В, обесцвечивание - в течение 15 с при замыкании электродов накоротко. После 3 мес работы светопропускание в неокрашенном состоянии составило 68% , после 6 мес. - 47% .

П р и м е р 1. В пропиленкарбонате растворяют диперхлорат 1,1-диметил-4,4-дипиридиний в 3,2% -ной концентрации, смесь моно-, ди-, три-трет-бутил ферроценов (ТУ 38-103219-88) в 3% -ной концентрации. Полученным составом заполняют электрохромное устройство с расстоянием между электродами 150 мкм. В исходном состоянии состав имеет слабо-желтую окраску. При наложении напряжения 0,9 В окраска становится синей. Исходное светопропускание составило 80% . Электрохромное устройство испытывали по 8 ч в сутки в режиме: окрашивание - в течение 15 с при U = 0,9 В, обесцвечивание - в течение 15 с при замыкании электродов накоротко. После 3 и 6 мес. работы светопропускание в неокрашенном состоянии составило соответственно 78 и 77% .

П р и м е р 2. В пропиленкарбонате растворяют ди(тетрафторборат) 1,1-диметил-4,4 -дипиридиний в 0,3% -ную смесь моно-, ди-, три-трет. бутилферроценов (ТУ 38-103219-88) в 0,3% -ной концентрации. Полученным составом заполняют электрохромное устройство с расстоянием между электродами 150 мкм. В исходном состоянии состав практически не окрашен. При наложении напряжения 0,9 В окраска становится синей. Исходное светопропускание составило 82% . Электрохромное устройство испытывали по 8 часов в сутки в режиме: окрашивание - в течение 15 с при U = 0,90 В, обесцвечивание - в течение 15 с при замыкании электродов накоротко. После 3 и 6 мес. работы светопропускание в неокрашенном состоянии составило соответственно 78 и 76% .

П р и м е р 3. В пропиленкарбонате растворяют диперхлорат 1,1-дибензил-4,4 -дипиридиний в 0,5% -ной концентрации смесь моно-, ди-, три-трет-бутилферроценов (ТУ 38-103219-88) в 0,3% -ной концентрации. Полученным составом заполняют электрохромное устройство с расстоянием между электродами 150 мкм. В исходном состоянии состав практически не окрашен. При наложении напряжения 0,8 В окраска становится синей. Исходное светопропускание составило 81% . Электрохромное устройство испытывали по 8 часов в сутки в режиме: окрашивание в течение 15 с при U = 0,8 В, обесцвечивание - в течение 15 с при замыкании электродов накоротко. После 3 и 6 месяцев работы светопропускание в неокрашенном состоянии составило соответственно 78% и 75% .

П р и м е р 4. В γ -бутиролактоне растворяют ди(тетрафторборат) 1,1-дибензил-4,4-дипиридиния в 4,4% -ной концентрации, смесь моно-, ди-, три-трет-бутилферроценов (ТУ 38-103219-88) в 3% -ной концентрации. Полученным составом заполняют электрохромное устройство с расстоянием между электродами 150 мкм. В исходном состоянии состав имеет слабо-желтую окраску. При наложении напряжения 0,8 В окраска становится синей. Исходное светопропускание составило 79% . Электрохромное устройство испытывали по 8 часов в сутки в режиме: окрашивание - в течение 10 с при U = 0,80 В, обесцвечивание - в течение 10 с при замыкании электродов накоротко. После 3 и 6 мес. работы светопропускание в неокрашенном состоянии составило соответственно 75 и 68% .

Верхний предел концентраций определялся растворимостью четвертичных солей дипиридиния в пропиленкарбонате, а нижний - незначительным светопоглощением в электроокрашенном состоянии, не пригодным для практического использования как видно из приведенной таблицы.

Состав прототипа после 6 мес. испытаний снижает свое светопропускание (с 79 до 47% ), тогда как светопропускание предложенного состава после того же срока испытаний практически не меняется. Кроме того, предложенный состав не содержит загустителей, что упрощает его изготовление.

Таким образом, предложенный электрохромный состав имеет повышенный ресурс работы, в течение которого сохраняется значение основной светотехнической характеристики - светопропускание состава в неокрашенном состоянии. (56) Авторское свидетельство СССР N 566863, кл. C 09 K 11/06, 1977.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОХРОМНЫЙ СОСТАВ, включающий катодную компоненту - четвертичную соль дипиридиния, анодную компоненту - производное ферроцена и растворитель, отличающийся тем, что в качестве катодной компоненты используют 1,1'-диметил-4,4'-дипиридиний или 1,1'-дибензил-4,4'-дипиридиний с анионами BF₄^- или ClO₄^-, а растворителем служит пропиленкарбонат или γ-бутиролактон при следующем соотношении ингредиентов, мас. % : Катодная компонента: 1,1'-диметил-4,4'-дипиридиний с анионами BF₄^- или ClO₄^- 0,3 - 3,2 или 1,1'-дибензил-4,4'-дипиридиний с анионами BF₄^- или ClO₄^- 0,5 - 4,4 Анодная компонента:
Производное ферроцена 0,3 - 3,0
Растворитель: γ-бутиролактон или пропиленкарбонат Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1