本发明涉及一种电解质材料及其制备方法和应用，具体涉及一种热响应电解质材料及其制备方法和应用，属于电子材料领域。
背景技术：
电致变色是材料的光学属性(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、透明度等的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。
电致变色智能玻璃在电场作用下具有光吸收透过的可调节性，可选择性地吸收或反射外界的热辐射和内部的热的扩散，减少办公楼和民用住宅在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须消耗的大量能源，同时起到改善自然光照程度、防窥的作用，解决现代不断恶化的城市光污染问题，是节能建筑材料的一个发展方向；电致变色材料具有双稳态的性能，用电致变色材料做成的电致变色显示器件不仅不需要背光灯，而且显示静态图象后，只要显示内容不变化，就不会耗电，节能效果明显而且具有无视盲角、对比度高等优点；用电致变色材料制备的自动防眩目后视镜，可以通过电子感应系统，根据外来光的强度调节反射光的强度，达到防眩目的作用，使驾驶更加安全；电致变色器件是吸收型器件以及其具有红外变发射率特性，在军事上和航天领域可以用来作为智能光学伪装或温度调控材料。
在电致变色器件中电解质提供电致变色中离子传输的通道，电解质的性能和状态对器件的变色性能以及颜色状态影响较大。本发明提供了一种具有热响应特性的电解质的制备方法，用此类电解质可以进行电致变色器件的颜色调控。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种可以实现多种颜色的切换调控的一种热响应电解质材料及其制备方法和应用。
本发明的目的是这样实现的：
一种热响应电解质材料，有以下步骤制备而成：
(1)制备热响应颜填料：将颜料放入溶剂中，然后加入偶联剂进行超声，使颜料表面进行改性或包袱，离心烘干后分散到溶剂中并在超声状态下加入热响应材料，最后进行离心并烘干，即可得到热响应颜料。
(2)制备热响应电解质材料：将有机高分子、增塑剂、溶剂以及锂盐等进行混合，然后将步骤(1)中得到的热响应颜料加入上述混合物种制得热响应电解质材料。
所述颜料是无机颜料，如铬酸盐、硫酸盐、偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌、靛族、喹吖啶酮、二恶嗪和芳甲烷系颜料中的一种或几种；所述偶联剂是有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物等中的一种或几种；所述热响应材料是聚丙烯酸-b-聚n-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸-b-聚n-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯醇-b-聚n-异丙基丙烯酰胺三芳甲烷苯酞类、荧烷类、三苯甲烷类中的一种或几种；所述有机高分子是聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈中的一种或多种；所述有机高分子、增塑剂、溶剂以及锂盐和热响应颜料比例为(0～100)：(0～100)：(0～100)：(50～300)：(0～100)：(5～30)；
一种热响应电解质材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备热响应颜填料：将颜料放入溶剂中，然后加入偶联剂进行超声，使颜料表面进行改性或包袱，离心烘干后分散到溶剂中并在超声状态下加入热响应材料，最后进行离心并烘干，即可得到热响应颜料。
(2)制备热响应电解质材料：将有机高分子、增塑剂、溶剂以及锂盐等进行混合，然后将步骤(1)中得到的热响应颜料加入上述混合物种制得热响应电解质材料。
所述颜料是无机颜料，如铬酸盐、硫酸盐、偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌、靛族、喹吖啶酮、二恶嗪和芳甲烷系颜料中的一种或几种；
所述偶联剂是有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物等中的一种或几种；
所述热响应材料是聚丙烯酸-b-聚n-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸-b-聚n-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯醇-b-聚n-异丙基丙烯酰胺三芳甲烷苯酞类、荧烷类、三苯甲烷类中的一种或几种；
所述有机高分子是聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈中的一种或多种；
所述有机高分子、增塑剂、溶剂以及锂盐和热响应颜料比例为(0～100)：(0～100)：(0～100)：(50～300)：(0～100)：(5～30)；
一种响应变色电解质材料在致变色器件中颜色调控方法，包括如下步骤：
首先，将电致变色材料聚噻吩喷涂到第一导电层ito玻璃上；
其次，将制得热响应电解质材料刮涂到变色噻吩层的表面；
第三，将离子存储层聚吡咯喷涂到第二导电层ito玻璃表面；最后将涂有电解质、变色层的ito玻璃和涂有聚吡咯的ito玻璃进行贴合制备得到电致变色器件。
第四，电压调控器件变色同时，通过控制温度调控热响应变色电解质实现不同颜色的调控。
所述的调控电压范围是-5v～5v；所述的温度调控范围15～80℃；所述的变色层和离子储存层分别可以是聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、过渡金属氧化物、聚吡咯中的一种或几种；所述的颜色变化范围红色系、黄色系、绿色系、蓝色系中的一种或几种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明电解质材料制备简单，在变色器件中颜色调控简单并且可以实现多种颜色的切换调控，具有十分重要的民用和军用价值；
本发明在不同温度条件下热响应相变材料状态发生变化，使电解质表现出不同的颜色变化，进而使电致变色器件表现出不同的颜色。
具体实施方式
下面举例对本发明做更详细地描述，介绍实施方式和具体操作过程：
一种响应变色电解质材料的制备及其在电致变色中颜色的调控应用技术，具体步骤如下：
(1)热响应颜填料的制备
将颜料放入溶剂中，然后加入偶联剂进行超声，使颜料表面进行改性或包袱，离心烘干后分散到溶剂中并在超声状态下加入热响应材料，最后进行离心并烘干，即可得到热响应颜料。
(2)热响应电解质材料的制备
将有机高分子、增塑剂、溶剂以及锂盐等进行混合，然后将(1)中得到的热响应颜料加入上述混合物种制得热响应电解质材料。
(3)多色彩电致变色器件的制备
多色彩电致变色器件的组成由第一导电层、变色层、热响应电解质、离子存储层、第二导电层，电压调控器件变色同时，通过控制温度调控热响应变色电解质实现不同颜色的调控。
步骤(1)所述的颜料可以是无机颜料或无机颜料，如铬酸盐、硫酸盐、偶氮颜料、酞菁颜料、蒽醌、靛族、喹吖啶酮、二恶嗪、芳甲烷系颜料等中的一种或几种；
步骤(1)所述的偶联剂可以是有机铬络合物、硅烷类、钛酸酯类和铝酸化合物等中的一种或几种；
步骤(1)所述的热响应材料可以是高分子聚合物(聚丙烯酸-b-聚n-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸-b-聚n-异丙基丙烯酰胺、聚甲基丙烯醇-b-聚n-异丙基丙烯酰胺)、热致变色染料(三芳甲烷苯酞类、荧烷类、三苯甲烷类等)等中的一种或几种；
步骤(1)所述的增塑剂包括邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、脂肪酸酯、苯多酸酯、多元醇酯、环氧烃类、烷基磺酸酯等中的一种或几种；
步骤(2)所述的有机高分子包括聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯腈等中的一种或多种；
步骤(2)所述的溶剂包括乙腈、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺等中的一种或多种；
步骤(2)所述的锂盐包括高氯酸锂(liclo4)、六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂(libf4)等中的一种或几种；
步骤(2)所述的有机高分子、增塑剂、溶剂以及锂盐和热响应颜料比例为(0～100)：(0～100)：(0～100)：(50～300)：(0～100)：(5～30)；
步骤(2)所述的热响应电解质材料离子电导率范围10-2～10-5s/cm；
步骤(3)所述的第一导电层和第二导电层分别可以是氧化铟锡导电材料、铝箔、铜箔、纳米金属线导电材料等中的一种或几种；
步骤(3)所述的调控电压范围是-5v～5v；
步骤(3)所述的变色层和离子储存层分别可以是聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、过渡金属氧化物、聚吡咯等中的一种或几种；
步骤(3)所述的温度调控范围15～80℃；
步骤(3)所述的颜色变化范围红色系、黄色系、绿色系、蓝色系等中的一种或几种。
实施例1
步骤一：将5g铬黄颜料放入100ml甲苯中，然后加入硅烷偶联剂5gkh550进行超声30min，使铬黄表面进行改性，然后进行离心，将沉淀物烘干后分散到二甲苯中并在超声条件下加入热响应材料聚丙烯酸-b-聚n-异丙基丙烯酰胺，超声10min后进行离心并烘干，得到热响应颜料。
步骤二：将5g聚甲基丙烯酸甲酯、5ml增塑剂邻苯二甲酸酯、10ml乙腈以及20g高氯酸锂等进行搅拌混合，混合均匀后将步骤一中得到的热响应颜料加入上述混合物中制得热响应电解质材料。
步骤三：首先将电致变色材料聚噻吩喷涂到第一导电层ito玻璃上；其次，将步骤二中制得热响应电解质材料刮涂到变色噻吩层的表面；第三，将离子存储层聚吡咯喷涂到第二导电层ito玻璃表面；最后将涂有电解质、变色层的ito玻璃和涂有聚吡咯的ito玻璃进行贴合制备得到电致变色器件。
步骤四：在25℃将步骤三中制得的电致变色器件加入2v电压器件由蓝色变为浅黄色，将环境温度升为40℃，器件又变为深黄色，电压变为-1v时器件又变为蓝色。
实施例2
步骤一：将3g铬绿颜料放入100ml四氢呋喃中，然后加入硅烷偶联剂5gkh560进行超声30min，使铬黄表面进行改性，然后进行离心，将沉淀物烘干后分散到二甲苯中并在超声条件下加入温致变色材料三苯甲烷，超声30min后进行离心并烘干，得到热响应颜料。
步骤二：将5g聚丙烯腈、3ml增塑剂邻苯二甲酸酯、3ml乙腈以及15g六氟磷酸锂等进行搅拌混合，混合均匀后将步骤一中得到的热响应颜料加入上述混合物中制得热响应电解质材料。
步骤三：首先将电致变色材料黄色聚噻吩衍生物喷涂到第一导电层纳米银线薄膜上；其次，将步骤二中制得热响应电解质材料刮涂到黄色聚噻吩衍生物涂层的表面；第三，将离子存储层纳米氧化镍涂到第二导电层铝箔表面；最后将涂有电解质、变色层的纳米银线薄膜和涂有纳米氧化镍的铝箔进行贴合制备得到电致变色器件。
步骤四：在25℃将步骤三中制得的电致变色器件加入3v电压器件由黄色变为深绿色，将环境温度升为50℃，器件又变为浅绿色，电压变为-1.5v时器件又变为深黄色。
实施例3
步骤一：将5g酞菁蓝颜料放入100ml四氢呋喃中，然后加入钛酸酯类联剂5g进行超声30min，使酞菁蓝表面进行改性，然后进行离心，将沉淀物烘干后分散到二甲苯中并在超声条件下加入温致变色材料荧烷，超声30min后进行离心并烘干，得到热响应颜料。
步骤二：将4g聚丙烯腈、5ml增塑剂脂肪族二元酸酯、2ml乙腈以及15g四氟硼酸锂等进行搅拌混合，混合均匀后将步骤一中得到的热响应颜料加入上述混合物中制得热响应电解质材料。
步骤三：首先将电致变色材料蓝色聚噻吩衍生物喷涂到第一导电层纳米银线薄膜上；其次，将步骤二中制得热响应电解质材料刮涂到蓝色聚噻吩衍生物涂层的表面；第三，将离子存储层纳米氧化镍涂到第二导电层铝箔表面；最后将涂有电解质、变色层的纳米银线薄膜和涂有纳米氧化镍的铝箔进行贴合制备得到电致变色器件。
步骤四：在25℃将步骤三中制得的电致变色器件加入3v电压器件由黄色变为翠绿色，将环境温度升为50℃，器件又变为蓝色，电压变为-1.5v时器件又变为深黄色。
以上所述实施例仅表达了本发明的基本实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的相关技术人员来说，在不脱离本申请原理方法的前提下，还可以做出若干技术变形和改进，都属于本专利申请的保护范围。
综上所述：本发明提出了一种响应变色电解质材料的制备及其在电致变色器件中颜色调控方法，其特点是通过热响应电解质进行电致变色器件的颜色调控。热响应调色电解质的主要组成热响应相变材料、颜填料、有机聚合物、有机溶剂、酸或者锂盐等组成，在不同温度条件下热响应相变材料状态发生变化，使电解质表现出不同的颜色变化，进而使电致变色器件表现出不同的颜色。