[发明专利]基于咪唑氯盐的离子凝胶可拉伸电致发光器件的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于咪唑氯盐的离子凝胶可拉伸电致发光器件的制备方法，以柔性材料和导电材料为起始原料，以交联材料为交联剂，蒸馏水作为溶剂，将物料混合搅拌均匀后再超声处理去除气泡，搅拌反应，然后冷却至室温，制备得离子凝胶；取发光材料，加入弹性材料，搅拌均匀后形成乳浊液，超声处理去除气泡，将溶液放入烘箱中反应，固化制得电致发光层；将离子凝胶作为基质，使用线棒涂布器将电致发光层作为基底，采用滚涂法，分别在基底两端涂布离子凝胶，将涂布好的器件，放入冰箱反应。制得的器件不仅结构简单两端机体发光层之间结合紧密，并且还具有可拉伸性和高电导率，有效的提升了器件的性能，使其在30V激发电压下即可发光。

技术领域

本发明涉及一种可拉伸高电导透明凝胶，具体来说是一种可拉伸电致发光器件的制备方法，属于柔性光电器件领域。

背景技术

可拉伸电致发光器件具有柔韧性好、机械强度高和机械稳定性高的特点。是未来可穿戴集成器件系统中必不可少的组成部分，广泛应用于柔智能传感器、柔性发光器件与人工智能皮肤等。现已制造的可拉伸电致发光器件多为“三明治”结构，其导电电极多为绝缘弹性体包裹的导电材料：碳纳米管、银纳米网络和石墨烯等，虽然制备的器件电导率高，但其机械稳定性差导电层容易断裂，且器件的透光率低发光效果差[J.Mater.Chem.A,2020,8,23059]。基于这些材料的缺点，可拉伸电致发光器件的可拉伸、导电和透光性能仍有较大的挖掘空间。出于这一目的，许多关键问题需要在设计和制备器件的过程中引起足够的重视。

导电聚合物水凝胶结合了导电材料和水凝胶的优点，具有良好的柔韧性、生物相容性和可调节的机械和电化学性能，这些优异的性能，使其能够用作柔性电解质和电极材料。Xinting Han等介绍的聚乙烯醇-咪唑氯盐体系的离子凝胶为可拉伸电致发光材料提供了一种新选择。水凝胶本质上无毒易于制造，具有高电导率。选择聚乙烯醇-咪唑氯盐体系制备具有优异的电导率、可拉伸性和透光率器件，从而满足器件的各种工作需求[Ind.Eng.Chem.Res.2020,59,22509]。

目前制备聚乙烯醇-咪唑氯盐体系的凝胶有物理交联法和化学交联法，本专利采用化学交联法，其制备过程简单有效，重现性好，凝胶薄膜与发光层表面接合牢固而均匀，器件稳定性大大提高。有效提升了器件的可拉伸性，解决了透光率不足等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有发光器件的机械稳定性差和电导率不足的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于咪唑氯盐的离子凝胶可拉伸电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)：一个制备离子凝胶电极的步骤；以柔性材料和导电材料为起始原料，以交联材料为交联剂，蒸馏水作为溶剂，将物料混合搅拌均匀后再超声处理去除气泡，搅拌反应，然后冷却至室温，制备得离子凝胶；

步骤2)：一个制备电致发光层的步骤；取发光材料，加入弹性材料，搅拌均匀后形成乳浊液，超声处理去除气泡，将溶液放入烘箱中反应，固化制得电致发光层；

步骤3)：一个制备可拉伸电致发光器件的步骤；将步骤1)获得的离子凝胶作为基质，使用线棒涂布器将步骤2)获得的电致发光层作为基底，采用滚涂法，分别在基底两端涂布离子凝胶，将涂布好的器件，放入-4～-10℃的冰箱反应12～18h，强化聚乙烯醇的交联，制得具有“三明治”结构的可拉伸电致发光器件。

优选地，所述步骤1)中聚乙烯醇、1-乙基-3-甲基氯化咪唑、硼酸和蒸馏水的质量比为1:0.4:0.05:8～1.5:0.8:0.1:10，优选为1:0.8:0.1:8。

优选地，所述步骤1)中反应的温度为80～90℃，优选为90℃，时间为1～2h，常压。