CN103345097A - Ec型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于EC型电致变色夹胶玻璃的智能调光系统，包括EC型电致变色夹胶玻璃、直流电源、感应装置和控制器，EC型电致变色夹胶玻璃为由第一导电玻璃、第一电致变色膜层、导离子电解质胶片、第二电致变色膜层和第二导电玻璃组成变色互补式EC型电致变色夹胶玻璃，或由第一导电玻璃、第一电致变色膜层、导离子电解质胶片、离子储存膜层和第二导电玻璃组成变色非互补式EC型电致变色夹胶玻璃。本发明能实现优势互补，不仅能防盗、防爆、防紫外线、防脱落伤人，而且还能随四季或早晚室外温度不同而智能调光，并能控制进入室内或车内的可见光、红外光及它们携带的热量，使建筑物或汽车内部冬暖夏凉，减少空调等耗能电器的使用率。

Description

EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统
技术领域
本发明涉及一种变色玻璃及其调光系统，尤其涉及一种EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统。
背景技术
随着社会及科学技术的发展，人们对玻璃的智能化、个性化、安全性、节能性等提出了更高的要求。市面上最常用的Low-e(Low-emittance，低辐射)等建筑节能玻璃，因为透光率及遮阳系数等光学参数固定单一等缺点，已经不能满足玻璃颜色多变的个性需求和玻璃窗按四季早晚调节光学参数的节能环保要求；汽车长期缺乏安全且能调控太阳光及热能入射的玻璃；防眩目反射镜虽然已经被应用在某些车辆中，但因普遍使用液态等功能材料，存在难封装易泄露等问题。建筑及汽车等领域都需要更高新的玻璃产品代替目前所用的玻璃。
夹胶玻璃是由固体胶片将两片或多片玻璃在一定温度和压力下粘贴而成，也称为夹层玻璃或胶合玻璃。夹胶玻璃的胶片必须有足够强的粘结力、耐候性和抗穿透性等。当前能被用于夹胶玻璃的胶片材料，有PVB(Polyvinyl Butyral，聚乙烯醇缩丁醛)、EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer，乙烯-醋酸乙烯共聚物或称为聚乙烯醋酸乙脂)、SGP(Ethylene/Methacrylic Acid Copolymers，乙烯与甲基丙烯酸的共聚物，也被称为加强版的高抗穿透性安全中间膜，例如杜邦SentryGlasPlus)、PMMA(Polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)等。当玻璃遭受猛烈撞击和爆炸时，坚韧的胶片将吸收大部分撞击能量和冲击波压力并阻止冲撞物穿透，因而具有防盗、防弹、防爆功能；夹胶玻璃即使破损，玻璃碎片也将被牢固地粘附在胶片上，不会脱落伤人，因此被称为“安全玻璃”，特别适用于汽车前挡风玻璃和高层建筑物玻璃；夹胶玻璃中的胶片还能吸收99％以上的紫外线，避免人体和家具衣物等受到紫外线伤害；另外，夹胶玻璃中的胶片对声波也具有阻尼功能，隔音效果好并能有效地抑制噪音传播，特别适用于位于机场、车站、闹市及道路两侧的建筑物。但是，夹胶玻璃对阳光中的红外线仍保持高透过率，致使节能效果较差。国际及我国行业标准对夹胶玻璃的要求是，胶片和玻璃间不能有气泡等外观缺陷、安全性高、20年左右不能脱胶等，这需要借助高压釜或玻璃夹胶炉等工业设备，通常需要排气、预压、热压等步骤才能实现，这明显区别于溶胶凝胶等湿法涂膜再固化等手工工艺制作的所谓的夹胶玻璃。
电致变色玻璃，是指在外加电场下颜色及透光率等光学参数能发生可逆变化的玻璃。当前电致变色玻璃按其变色原理不同，分为SPD、LC和EC三种类型。
SPD是Suspended Particle Device的简称，可翻译为悬浮颗粒器件。SPD电致变色材料的制备工艺比较复杂，首先将具有电场下能定向排列的纳米或微米棒包裹在聚合物胶囊中，然后将这些胶囊分散在透明树脂膜中并形成特殊胶片，再将该特殊胶片夹持在2张等面积的ITO/PET膜中间，再用2片等面积的PVB膜及玻璃做成夹胶玻璃，就得到了SPD型的电致变色玻璃。胶片中的悬浮微粒在没有交流电场的时候，为杂乱无序的排列方式，此时玻璃着色不透明；而胶片两端接通交流电后，这些无序排列的悬浮微粒立刻定向排列，此时玻璃褪色为透明状态；SPD型电致变色玻璃的特征是①靠改变排向等物理反应进行变色-褪色；②交流电驱动，而且约为110V(伏特)的交流电；③无记忆性，断电后(即开路时)不能保持通电时的透明状态，会立即变为不透明状态；④耗能，在维持SPD透明状态时，要求外界持续供应约110V的交流电场。
LC是液晶(Liquid Crystal)的简称，也常被称为PDLC，是英文Polymer DispersedLiquid Crystal的缩写，中文名叫聚合物分散液晶。LC型电致变色玻璃的制作工艺是，先将低分子LC液晶与预聚物相混合，在一定条件下经聚合反应，形成微米级的液晶微滴均匀地分散在高分子网络中，再利用液晶分子的介电各向异性获得具有电光响应特性的材料，它主要工作在散射态和透明态之间并有较大的雾度。在交流电场下，LC型电致变色玻璃中液晶微粒的排列方式发生改变(通常由散乱排列变为直线排列，使玻璃透明)，从而改变玻璃的透光率。LC型电致变色玻璃的特征是①靠改变排列方式等物理反应进行变色-褪色；②交流电驱动，而且约为70V交流电；③无记忆性，断电后(即开路时)不能保持通电时的透明状态，会立即变为不透明状态；④耗能，在维持LC透明状态时，要求外界持续供应约70V的交流电场。
EC是Electrochromic的简称，可被翻译为电致化学变色。利用EC材料做成的电致变色器件，被称为ECD即Electrochromic Device的缩写。而利用EC材料做成的电致变色玻璃，被称为ECW即Electrochromic Window的缩写，或被称为ECG即Electrochromic Glass的缩写。EC型电致变色玻璃区别于SPD和LC的明显特征是①靠化学反应进行变色-褪色；②直流电驱动；③记忆性，断电后(即开路时)仍能长时间保持通电时的光学状态。④低能耗，在约3V直流电激发下，EC型电致变色玻璃就能改变颜色，而且维持该改变后的颜色，不需持续供电。
然而当前使用液体电解质的EC型电致变色玻璃，存在不易封装等弊病，使用固态电解质的EC型电致变色玻璃没能做成夹胶玻璃结构，同时现有的EC材料做成的电致变色器件不能实现智能控制。
申请号为200820156066.X、200820156067.4和200810202859.5的专利，都描述了在玻璃盒内设有能随电能变化产生不同颜色的电致变色物，利用它们发出的多种有色光线及偏振性相反和滤光膜等物理反应方式的变色玻璃，不是EC型电致变色玻璃。
申请号为03247688.4、200610116647.6、200710171097.2、200710179549.1、200810153126.7、200910096737.7、200980107726.2、201010143516.3、201010171953.6、201010219433.8、201020647387.7、201080015114.3、201120170431.4、200580010097.3、201120362381.X、201120384949.8、201120390966.2、201210194746.1、201210492591.X、201220373022.9、201220373358.5、200410046246.9、200710160205.6、200920117337.5、201010166608.3、201010218912.8、201120468503.3和200410087438.4的专利，虽然分别描述了“电致变色玻璃”和“电致变色器件”等，但都没能使用导离子胶片电解质并做成夹胶玻璃结构，不能解决这些玻璃的防盗、防爆、防噪音、防紫外线、防脱落伤人等问题。
申请号为200480002303.1、00224731.3、200410087438.4、200610014318.0、201020610194.4、201120196615.8的专利，都是将功能膜贴在玻璃外表面而没有夹持在玻璃中间，很显然不属于夹胶玻璃领域。
申请号为200420006501.2、201210322733、201220052118.5、200320127952.7、200520035917.1、200920130979.9、201010010101.9201020010194.0、200420094438.2和201110302489.4都是利用液晶材料的LC型电致变色玻璃，区别于EC型电致变色玻璃。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题而提供一种安全性高、能耗低的EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，包括EC型电致变色夹胶玻璃、直流电源、感应装置和控制器，所述感应装置的信号输出端与所述控制器的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与所述EC型电致变色夹胶玻璃的控制信号输入端连接，所述直流电源通过导线与所述EC型电致变色夹胶玻璃连接，所述EC型电致变色夹胶玻璃为由第一导电玻璃、第一电致变色膜层、导离子电解质胶片、第二电致变色膜层和第二导电玻璃组成变色互补式EC型电致变色夹胶玻璃，或由第一导电玻璃、第一电致变色膜层、导离子电解质胶片、离子储存膜层和第二导电玻璃组成变色非互补式EC型电致变色夹胶玻璃。
作为优选，所述直流电源为太阳能电池、干电池或交流-直流转化器。
作为优选，所述感应装置为红外线感应器、光线感应器或温度感应器。
作为优选，所述控制器为单片机、开关等。
具体地，所述第一导电玻璃包括普通、钢化或半钢化的ITO(掺锡氧化铟)、FTO(掺氟氧化锡)、AZO(掺铝氧化锌)、ATO(掺锑氧化锡)等TCO透明导电无机玻璃，和ITO/PET(掺锡氧化铟/聚对苯二甲酸乙二醇酯)、ITO/PMMA(掺锡氧化铟/聚甲基丙烯酸甲酯)、ATO/PC(掺锑氧化锡/聚碳酸酯)等透明导电有机玻璃，以及在这些导电玻璃的导电面上再沉积厚度为5-500000nm的导电增强膜，导电增强膜材料包括铜、铝、银、铬金属及合金，TCO(透明导电金属氧化物)颗粒，碳、碳纳米管、石墨烯等非金属，聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPY)、聚己内酰胺(Nylon6)导电聚合物，以及这些材料的两种或多种混合物。
作为优选，所述第二导电玻璃与第一导电玻璃可以相同，也可以不相同，至少一个是透明的。
具体地，所述第一电致变色膜层，包括氧化钨水合物(WOx·yn2O，2≤x≤3，1≤y≤3，x和y都为实数，以下相同)、氧化钨(WOx，2≤x≤3)、氧化钛(TiOx，1≤x≤2)、氧化钼(MoOx，1≤x≤3)、氧化铌(NbOx，1≤x≤3)、氧化钽(TaOx，1≤x≤3)、氧化钒(VOx，1≤x≤3)等过渡金属的氧化物及它们的水合物，普鲁士黑、普鲁士绿等染料，紫罗精类有机物(Viologen，N，N′-二取代-4，4′-联吡啶盐)，聚吡咯(polypyrrole)及其衍生物、聚噻吩(polythiophene)及其衍生物、聚苯胺(polyaniline)及其衍生物、聚呋喃(polyfuran)及其衍生物、聚咔唑(polycarbazole)及其衍生物、聚甘菊环(polyazulene)及其衍生物、聚吲哚(polylndole)及其衍生物等，聚金属络合物，过渡金属和镧系元素的配位络合物，以及这些材料的两种或多种混合物。
具体地，所述第二电致变色膜层，包括氧化镍(NiOx，1≤x≤3)及其水合物(NiOx·yH2O，1≤x≤3，y≥1)和氢合物MOxHy(1≤x≤3，y≥1)、氢氧化镍Ni(OH)2、氧化铱(IrO2)、氢氧化铱Ir(OH)2、氧化铬(CrOx，1x≤3)、氧化锰(MnOx，1≤x≤3)、氧化铁(FeOx，1≤x≤2)、氧化钴(CoOx，1≤x≤3)、氧化铑(RhOx，1≤x≤3)等过渡金属氧化物及其水合物，普鲁士白、普鲁士蓝、藤氏蓝等染料，以及这些材料的两种或多种混合物。
具体地，所述离子储存膜层，包括氧化镍(NiOx)、氧化铈(CeO2)、氧化钛(TiO2)、氧化钴(CoO)、氧化钒(V2O5)、氧化镍掺杂的氧化钛(NiOx-TiO2)、氧化镍掺杂的氧化钒(NiO-V2O5)、氧化钛掺杂的氧化钒(TiO2-V2O5)、氧化钛掺杂的氧化铈(TiO2-CeO2)、氧化钒掺杂的氧化铈(V2O5-CeO2)、氧化锡掺杂的氧化铈(SnO2-CeO2)、氧化硅掺杂的氧化铈(SiO2-CeO2)、锂元素掺杂的氧化钨(Li-WOx)、镍元素掺杂的氧化钨(Ni-WOx)、锂镍元素掺杂的氧化钨(LiNi-WOx)等，以及它们的两种或多种混合物。
具体地，所述导离子电解质胶片，是以普通商业胶片为基础，掺杂包括含有H+质子的路易斯酸，或含有Li+、Na+、K+等碱金属离子的有机及无机盐，或含有OH-、F-、ClO4 -、NO3 -、Cl-、PO4 3-等阴离子的路易斯碱，然后再利用挤出或浇注等工艺加工成适合于夹胶玻璃所用的固态胶片或固液交织式的准固态胶片，这些普通商业胶片包括聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酰胺(PAAM)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、杜邦SentryGlas plus(SGP)、聚氨酯(PU)、聚丙烯酸酯(PA)、PU和PA的化学交联聚合物P(UA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、Nafion系列、聚1，2-亚乙基亚胺(PEI)、聚氧化乙烯(PEO)、聚乙烯醇(PVA)、聚-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(PAMPS)、磺化型PAMPS、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚氧化乙烯(PEO)、聚环氧丙烷(PPO)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、PEO-b-PVP(氧化乙烯-2-乙烯基吡啶嵌段共聚物)、聚丙二醇(PPG)、聚1，2-亚乙基亚胺(PEI)、甲基丙烯酸羟甲酯聚合物(PPEGMA)、甲基丙烯酸羟甲酯-二甲基丙烯酸新戊二酯共聚物(PPEGMA-NPG)、聚偏氟乙烯(PVDF)和三亚甲基碳酸酯(PTMC)，以及它们的两种或多种混合物。
本发明的有益效果是：
本发明将EC型电致变色玻璃与夹胶玻璃的特点结合起来组成EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，实现优势互补，不仅能防盗、防爆、防噪音、防紫外线、防脱落伤人，而且还能按四季或早晚室外温度不同，进行变色-褪色智能调光，控制进入室内或车内的可见光、红外光及它们携带的热量，随意改变玻璃窗的遮阳系数等光学参数，使建筑物或汽车内部冬暖夏凉，减少空调等耗能电器的使用率，节约当前巨大的建筑能耗。此外，该EC型电致变色夹胶玻璃可作为全固态的防眩目反光镜，解决了当前反射镜使用液态功能物质易泄露的问题。
附图说明
图1是本发明基于EC型电致变色夹胶玻璃的智能调光系统的结构框图；
图2是本发明中变色互补式EC型电致变色夹胶玻璃的结构示意图；
图3是本发明中变色非互补式EC型电致变色夹胶玻璃的结构示意图；
图中：1-EC型电致变色夹胶玻璃，2-控制器，3-感应装置，4-直流电源，101-第一导电玻璃，102-第一电致变色膜层，103-导离子电解质胶片，104-第二电致变色膜层，105-第二导电玻璃，106-离子储存膜层。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明中制造EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统作进一步的详细说明：
如图1所示，本发明基于EC型电致变色夹胶玻璃的智能调光系统，包括EC型电致变色夹胶玻璃1、直流电源4、感应装置3和控制器2，感应装置3的信号输出端与控制器2的信号输入端连接，控制器2的信号输出端与EC型电致变色夹胶玻璃1的控制信号输入端连接，直流电源4通过导线与EC型电致变色夹胶玻璃1连接。
如图2所示，EC型电致变色夹胶玻璃1为由第一导电玻璃101、第一电致变色膜层102、导离子电解质胶片103、第二电致变色膜层104和第二导电玻璃105组成变色互补式EC型电致变色夹胶玻璃。如图3所示，EC型电致变色夹胶玻璃1为由第一导电玻璃101、第一电致变色膜层102、导离子电解质胶片103、离子储存膜层106和第二导电玻璃105组成变色非互补式EC型电致变色夹胶玻璃。
实施例1
(1).制备第一导电玻璃101。在一块面积为300×300cm2的清洁商品FTO无机玻璃的导电面，均匀淋涂100毫升浓度为20％的商品ITO纳米颗粒水性分散液，自然干燥后，在100℃烘烤约1小时，ITO纳米颗粒均匀沉积到FTO导电玻璃表面并形成厚度约1000nm的导电增强膜，得到ITO/FTO导电玻璃，作为本实施列的第一导电玻璃。
(2).沉积第一电致变色膜层102。将上述第一导电玻璃与一块商品氧化钨陶瓷靶分别固定在射频溅射仪中，利用真空泵和分子泵将腔体抽真空，稍后在氩气气氛下进行射频溅射，制得厚度约为500纳米的WO3膜，即在第一导电玻璃上沉积了第一电致变色膜层。
(3).制备导离子电解质胶片103。将100重量份的商品PVB粉末和20重量份的三甘醇二异辛酸酯增塑剂作为制造普通PVB胶片的原料，掺杂10重量份的氯化钠作为导离子盐，机械搅拌混合均匀后，加到混炼机中，加热到约150℃熔融并挤出制成厚度均匀的胶片，得到基于普通PVB的固体导离子胶片，作为本实施列的导离子电解质胶片。
(4).制备第二导电玻璃105。将一块面积为300×300cm2的商品钢化FTO无机导电玻璃，清洁并干燥后，直接作为本实施列的第二导电玻璃。
(5).沉积第二电致变色膜层104。将上述第二导电玻璃与一块商品氧化镍陶瓷靶分别固定在磁控溅射仪中，利用真空泵和分子泵将腔体抽真空，稍后在氩气气氛下进行磁控溅射，制得厚度约为100纳米的NiO膜，即在第二导电玻璃上沉积了第二电致变色膜层。
(6).组装EC型电致变色夹胶玻璃1。如图2所示，将上述沉积了第一电致变色膜层材料102的第一导电玻璃101，导离子电解质胶片103和沉积了第二电致变色膜层材料104的第二导电玻璃105依次叠放。如果这些玻璃是有弧度的非水平面玻璃(例如汽车玻璃)，则一并放到硅胶袋内先抽真空排气，使真空值达到0.090Mpa以上，然后利用工业玻璃夹胶炉在135℃下热压约60分钟，然后缓慢冷却制得该有弧度的EC型电致变色夹胶玻璃。如果这些玻璃是无弧度的水平面玻璃(例如建筑玻璃)，则先一并预滚压排气，然后利用工业高压釜在135℃下热压约60分钟，然后缓慢冷却制得该无弧度的EC型电致变色夹胶玻璃。
(7).组装智能调光系统。如图1所示，将红外线等感应装置3的信号输出端与单片机等控制器2的信号输入端连接，控制器2的信号输出端与EC型电致变色夹胶玻璃1的控制信号输入端连接，太阳能电池等直流电源4通过导线与EC型电致变色夹胶玻璃1连接。
通过上述7个步骤，就制造出了变色互补式EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统。
实施例2
(1).制备第一导电玻璃101。将一块面积为300×300cm2的商品ITO/PMMA有机导电玻璃，清洁表面并干燥后，直接作为本实施列的第一导电玻璃。
(2).沉积第一电致变色膜层102。将上述第一导电玻璃与一块商品氧化钨-氧化钛混合陶瓷靶分别固定在磁控溅射仪中，利用真空泵和分子泵将腔体抽真空，稍后在氩气气氛下进行磁控溅射，制得厚度约为400纳米的WO3-TiO2膜，即在第一导电玻璃沉积了第一电致变色膜层。
(3).制备导离子电解质胶片103。将100重量份的商品EVA粉末、30重量份的聚乙二醇PEG增塑剂作为制造普通EVA胶片的原料，加入10重量份氯化钾作为导离子盐，机械搅拌混合均匀后，加到混炼机中，加热到约130℃熔融并挤出制成胶片，得到导离子的EVA胶片，作为本实施列的导离子电解质胶片。
(4).制备第二导电玻璃105。在一块面积为300×300cm2的清洁商品AZO无机导电玻璃的导电面，均匀淋涂100毫升浓度为10％的商品碳纳米管水性分散液，自然干燥后在100℃左右烘烤约1小时，碳纳米管均匀沉积到AZO导电玻璃表面并形成厚度约300nm的导电增强膜，得到透明的C/AZO玻璃板，作为本实施列的第二导电玻璃。
(5).沉积离子储存膜层106。将上述第二导电玻璃和一块商品氧化铈-氧化钛的混合陶瓷靶，分别固定在磁控溅射上，利用真空泵和分子泵将腔体抽真空，稍后在氩气气氛下进行磁控溅射，制得厚度约为350纳米的CeO2-TiO2膜，即在第二导电玻璃沉积了离子储存膜层。
(6).组装EC型电致变色夹胶玻璃1，如图3所示，将上述沉积了第一电致变色膜层材料102的第一导电玻璃101，导离子电解质胶片103和沉积了离子储存膜层106材料的第二导电玻璃105依次叠放。如果这些玻璃是有弧度的非水平面玻璃(例如汽车玻璃)，则一并放到硅胶袋内先抽真空排气，使真空值达到0.090Mpa以上，然后利用工业玻璃夹胶炉在135℃下热压约60分钟，然后缓慢冷却制得该有弧度的EC型电致变色夹胶玻璃。如果这些玻璃是无弧度的水平面玻璃(例如建筑玻璃)，则先一并预滚压排气，然后利用工业高压釜在135℃下热压约60分钟，然后缓慢冷却制得该无弧度的EC型电致变色夹胶玻璃。
(7).组装智能调光系统，与实施列1的(7)相同。
通过上述7个步骤，就制造出了变色非互补式EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统。
实施例3
(1).制备第一导电玻璃101。在一块面积为300×300cm2的清洁商品ITO导电玻璃的导电面，均匀淋涂100毫升浓度为20％的商品ITO纳米颗粒分散液，自然干燥后，在100℃左右烘烤约1小时，先得到ITO/ITO导电玻璃，再将该导电玻璃作为工作电极放入装有适量0.1M苯胺水溶液的电沉积池中，超声5分钟使苯胺溶液浸透到ITO纳米颗粒层中，一个商品饱和甘汞电极作为参比电极，一片商品铂电极作为对电极，在0.85V恒电位下沉积5分钟，制得厚度约为1000纳米的聚苯胺-ITO混合导电增强膜，作为本实施列的第一导电玻璃。
(2).沉积第一电致变色膜层102。在上述第一导电玻璃表面沉积氧化钒溶胶，该溶胶的制备方法是，将1摩尔商品五氧化二钒(V2O5)粉末倒入氧化铝陶瓷坩埚中加热至850℃并保温25分钟，迅速将熔体倒入1升去离子水中并剧烈搅拌2小时，过滤得到红棕色V2O5溶胶。将该V2O5溶胶均匀涂布在第一导电玻璃表面，室温下干燥后，在约为100℃的空气气氛中烘烤1小时，就制得厚度约为300纳米的V2O5膜，即在第一导电玻璃上沉积了第一电致变色膜层。
(3).制备导离子电解质胶片103。将一块面积为300×300cm2的商品杜邦SGP膜，浸泡到10％的Li(CF3SO2)2N的全氟烷基磺酰亚胺锂溶液中，稍后取出自然干燥，得到导离子的SGP膜，即为本实施列的导离子电解质胶片。
(4).制备第二导电玻璃105。将一块面积为300×300cm2的商品ITO无机导电玻璃，清洁并干燥后，磁控溅射厚度为10000nm的金属铬层作为导电增强膜，作为本实施列的第二导电玻璃。
(5).沉积第二电致变色膜层104。将上述第二导电玻璃作为工作电极放到装有适量0.1M硝酸镍溶液的电沉积池中，一个商品Ag/AgCl电极作为参比电极，一片商品铂电极作为对电极。在-0.3mA/cm2恒电流密度下沉积8分钟，制得厚度约为350纳米的水合氧化镍(NiO·H2O)膜，即在第二导电玻璃沉积了第二电致变色膜层。
(6).组装EC型电致变色夹胶玻璃1，与实施列1的(6)相同。
(7).组装智能调光系统，与实施列1的(7)相同。
通过上述7个步骤，就制造出了变色互补式EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统。
实施例4
(1).制备第一导电玻璃101。在一块面积为300×300cm2的清洁商品FTO导电玻璃的导电面，均匀淋涂100毫升浓度为20％的商品ITO纳米颗粒分散液，自然干燥后，在100℃左右烘烤约1小时，ITO纳米颗粒均匀沉积到商品ITO导电玻璃表面并形成约1000nm的导电增强膜，得到ITO/FTO导电玻璃，作为本实施列的第一导电玻璃。
(2).沉积第一电致变色膜层102。在上述第一导电玻璃的导电面，均匀淋涂100毫升浓度为20％的商品纳米TiO2涂布液，自然干燥后，在约为300℃的空气气氛中煅烧30分钟，制得厚度约为500纳米的TiO2膜，冷却后再浸入到1mM紫罗精(Viologen)溶液中，24小时后在TiO2纳米颗粒表面自组装制得紫罗精层，即在第一导电玻璃上沉积了第一电致变色膜层。
(3).制备导离子电解质胶片103。将100重量份的商品杜邦SGP膜先粉碎成细微粉末，再掺杂10重量份硝酸锂作为导离子盐、10重量份的聚乙二醇PEG作为增塑剂，加热到约140℃熔融并挤出制成胶片，得到导离子的SGP胶片，即为本实施列的导离子电解质胶片。
(4).制备第二导电玻璃105。将一块面积为300×300cm2的商品ITO/PET有机导电玻璃，清洁并干燥后，电沉积一层厚度约1000nm的聚己内酰胺(Nylon6)导电增强膜，形成Nylon6/ITO/PET作为本实施列的第二导电玻璃。
(5).沉积第二电致变色膜层104。在上述第二导电玻璃表面沉积氧化钴(CoO)溶胶，该溶胶的制备方法为，取14.5重量份的硝酸钴溶于100重量份的50wt％乙醇溶液中，加入水合联氨(N2H4·H2O)调节pH为6～7，搅拌约3小时，得到透明的氧化钴溶胶。将该CoO溶胶均匀淋涂在导电玻璃表面，自然干燥后，在约为100℃的空气气氛中烘烤1小时，就制得厚度约为450纳米的CoO膜，即在第二导电玻璃上沉积了第二电致变色膜层。
(6).组装EC型电致变色夹胶玻璃1，与实施列1的(6)相同。
(7).组装智能调光系统，与实施列1的(7)相同。
通过上述7个步骤，就制造出了变色互补式EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统。
实施例5
(1).制备第一导电玻璃101。将一块面积为300×300cm2的商品FTO无机导电玻璃，清洁并干燥后，直接作为本实施列的第一导电玻璃。
(2).沉积第一电致变色膜层102。将5克金属钨粉溶解到50毫升的30％双氧水中，再补加100毫升水，得到过氧钨酸水溶液。将上述第一导电玻璃作为工作电极放入装有该过氧钨酸水溶液的电沉积池中，一个商品饱和甘汞电极作为参比电极，一片商品铂电极作为对电极。在-0.4V恒电位下沉积30分钟，制得厚度约为500纳米的氧化钨水合物膜(WO3·H2O)，即在第一导电玻璃沉积了第一电致变色膜层。
(3).制备导离子电解质胶片103。将100重量份的商品PVB粉末、20重量份的三甘醇二异辛酸酯增塑剂作为制造普通PVB胶片的原料，掺杂10重量份的高氯酸锂作为导离子盐，再掺杂20重量份的碳酸钙等造孔剂，机械搅拌混合均匀后，加热到约150℃熔融并浇注到模具上制成胶片，然后浸泡到1M的盐酸溶液中去除碳酸钙等造孔剂，然后再将该胶片浸入到20％高氯酸锂溶液中1小时，使这些孔洞中也吸附有高氯酸锂溶液，再通过去水、吹干等操作后，得到固液交织式的准固态PVB胶片，即为本实施列的导离子电解质胶片。
(4).制备第二导电玻璃105。将一块面积为300×300cm2的商品FTO无机导电玻璃，清洁并干燥后，直接作为本实施列的第二导电玻璃。
(5).沉积第二电致变色膜层104。将上述第二导电玻璃作为工作电极放到电沉积普鲁士蓝的溶液中，该溶液由200重量份去离子水、1.5重量份的氯化钾、0.11重量份的三氯化铁、0.2重量份的铁氰化钾和0.2重量份的1M盐酸溶液直接混合而成，一个商品Ag/AgCl电极作为参比电极，一片商品铂电极作为对电极。在+0.8mA/cm2恒电流密度下沉积12分钟，制得厚度约为600纳米的普鲁士蓝膜，即在第二导电玻璃上沉积了第二电致变色膜层。
(6).组装EC型电致变色夹胶玻璃1，与实施列1的(6)相同。
(7).组装智能调光系统，与实施列1的(7)相同。
通过上述7个步骤，就制造出了变色互补式EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统。
实施例6
(1).制备第一导电玻璃101。将一块面积为300×300cm2的商品ATO/PC有机导电玻璃板，清洁表面后，直接作为本实施列的第一导电玻璃。
(2).沉积第一电致变色膜层102。将1重量份的TiO2纳米颗粒与19重量份的WO3纳米颗粒，扩散到80重量份的水中，加入少量分散剂，并在室温下研磨搅拌2小时，得到20％的WO3-TiO2纳米颗粒混合涂布液。在上述第一导电玻璃的导电面，均匀淋涂100毫升该WO3-TiO2混合涂布液。自然干燥后，在约为200℃的空气气氛中煅烧30分钟，制得厚度约为500纳米的WO3-TiO2膜，冷却后再浸入到1mM紫罗精(Viologen)溶液中，得到WO3-TiO2-viologen混合电致变色膜层，即在第一导电玻璃上沉积了第一电致变色膜层。
(3).制备导离子电解质胶片103。将100重量份的商品PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粉末和30重量份的乙腈作为制造普通PMMA胶片的原料，加入10重量份硝酸铵(NH4NO3)作为导离子盐，机械搅拌混合均匀后，加到混炼机中搅拌10分钟，加热到150℃熔融并浇注到模具上制成胶片，得到导阴离子NO3-的PMMA胶片，即为本实施列所用的导离子电解质胶片。
(4).制备第二导电玻璃105。将一块面积为300×300cm2的商品ITO/PMMA有机导电玻璃板，清洁表面并干燥后，直接作为本实施列的第二导电玻璃。
(5).沉积离子储存膜层106。称取10重量份的TiCl4，在剧烈磁力搅拌下缓慢滴到500重量份的冰水混合物中，持续搅拌2小时后，将10％的稀氨水缓慢滴加其中，直至pH值约为7，并持续搅拌24h，形成白色悬浊液，抽滤并用水洗涤直到检测滤液无C1＝存在，将得到的沉淀物在500重量份去离子水中进行超声分散，在搅拌的同时滴加30％的H2O2，获得淡黄色透明的氧化钛溶胶。然后将该TiO2溶胶均匀涂布在第二导电玻璃表面，室温下干燥后，在约为100℃的空气气氛中烘烤1小时，就制得厚度约为350纳米的TiO2膜，即在第二导电玻璃上沉积了离子储存膜层。
(6).组装EC型电致变色夹胶玻璃1，与实施列2的(6)相同。
(7).组装智能调光系统，与实施列1的(7)相同。
通过上述7个步骤，就制造出了变色非互补式EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统。
本发明EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，可被应用于建筑节能玻璃、汽车玻璃、防眩目反光镜、太阳镜及天窗等领域。以上所披露的仅为本发明的优选实施而已，当然不能以此来限定本发明的权利要求范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，其特征在于：该智能调光系统包括EC型电致变色夹胶玻璃、直流电源、感应装置和控制器，所述感应装置的信号输出端与所述控制器的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与所述EC型电致变色夹胶玻璃的控制信号输入端连接，所述直流电源通过导线与所述EC型电致变色夹胶玻璃连接，所述EC型电致变色夹胶玻璃为由第一导电玻璃、第一电致变色膜层、导离子电解质胶片、第二电致变色膜层和第二导电玻璃组成变色互补式EC型电致变色夹胶玻璃，或由第一导电玻璃、第一电致变色膜层、导离子电解质胶片、离子储存膜层和第二导电玻璃组成变色非互补式EC型电致变色夹胶玻璃。
2.根据权利要求1所述的EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，其特征在于：所述直流电源包括太阳能电池、干电池或交流-直流转化器。
3.根据权利要求1所述的EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，其特征在于：所述感应装置包括红外线感应器、光线感应器和温度感应器。
4.根据权利要求1所述的EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，其特征在于：所述控制器包括单片机、开关。
5.根据权利要求1所述的EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，其特征在于：所述第一导电玻璃包括普通、钢化或半钢化的ITO(掺锡氧化铟)、FTO(掺氟氧化锡)、AZO(掺铝氧化锌)、ATO(掺锑氧化锡)等TCO透明导电无机玻璃，和ITO/PET(掺锡氧化铟/聚对苯二甲酸乙二醇酯)、ITO/PMMA(掺锡氧化铟/聚甲基丙烯酸甲酯)、ATO/PC(掺锑氧化锡/聚碳酸酯)等透明导电有机玻璃，以及在这些导电玻璃的导电面上再沉积厚度为5-500000nm的导电增强膜，导电增强膜材料包括铜、铝、银、铬金属及合金，TCO(透明导电金属氧化物)颗粒，碳、碳纳米管、石墨烯等非金属，聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPY)、聚己内酰胺(Nylon6)导电聚合物，以及这些材料的两种或多种混合物。
6.根据权利要求1所述的EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，其特征在于：所述第二导电玻璃与第一导电玻璃可以相同，也可以不相同，至少一个是透明的。
7.根据权利要求1所述的EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，其特征在于：所述第一电致变色膜层，包括氧化钨水合物(WOx·yH2O，2≤x≤3，1≤y≤3，x和y都为实数，以下相同)、氧化钨(WOx，2≤x≤3)、氧化钛(TiOx，1≤x≤2)、氧化钼(MoOx，1≤x≤3)、氧化铌(NbOx，1≤x≤3)、氧化钽(TaOx，1≤x≤3)、氧化钒(VOx，1≤x≤3)等过渡金属的氧化物及它们的水合物，普鲁士黑、普鲁士绿等染料，紫罗精类有机物(Viologen，N，N′-二取代-4，4′-联吡啶盐)，聚吡咯(polypyrrole)及其衍生物、聚噻吩(polythiophene)及其衍生物、聚苯胺(polyaniline)及其衍生物、聚呋喃(polyfuran)及其衍生物、聚咔唑(polycarbazole)及其衍生物、聚甘菊环(polyazulene)及其衍生物、聚吲哚(polyIndole)及其衍生物等；聚金属络合物，过渡金属和镧系元素的配位络合物，以及这些材料的两种或多种混合物。
8.根据权利要求1所述的EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，其特征在于：所述第二电致变色膜层，包括氧化镍(NiOx，1≤x≤3)及其水合物(NiOx·yH2O，1≤x≤3，y≥1)和氢合物NiOxHy(1≤x≤3，y≥1)、氢氧化镍Ni(OH)2、氧化铱(IrO2)、氢氧化铱Ir(OH)2、氧化铬(CrOx，1≤x≤3)、氧化锰(MnOx，1≤x≤3)、氧化铁(FeOx，1≤x≤2)、氧化钴(CoOx，1≤x≤3)、氧化铑(RhOx，1≤x≤3)等过渡金属氧化物及其水合物，普鲁士白、普鲁士蓝、藤氏蓝等染料，以及这些材料的两种或多种混合物。
9.根据权利要求1所述的EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，其特征在于：所述离子储存膜层，包括氧化镍(NiOx)、氧化铈(CeO2)、氧化钛(TiO2)、氧化钴(CoO)、氧化钒(V2O5)、氧化镍掺杂的氧化钛(NiOx-TiO2)、氧化镍掺杂的氧化钒(NiO-V2O5)、氧化钛掺杂的氧化钒(TiO2-V2O5)、氧化钛掺杂的氧化铈(TiO2-CeO2)、氧化钒掺杂的氧化铈(V2O5-CeO2)、氧化锡掺杂的氧化铈(SnO2-CeO2)、氧化硅掺杂的氧化铈(SiO2-CeO2)、锂元素掺杂的氧化钨(Li-WOx)、镍元素掺杂的氧化钨(Ni-WOx)、锂镍元素掺杂的氧化钨(LiNi-WOx)等，以及它们的两种或多种混合物。
10.根据权利要求1所述的EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统，其特征在于：所述导离子电解质胶片，是以普通商业胶片为基础，掺杂包括含有H+质子的路易斯酸，或含有Li+、Na+、K+等碱金属离子的有机及无机盐，或含有OH-、F-、ClO4-、NO3 -、Cl-、PO4 3-等阴离子的路易斯碱，然后再利用挤出或浇注等工艺加工成适合于夹胶玻璃所用的固态胶片或固液交织式的准固态胶片，这些普通商业胶片包括聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酰胺(pAAM)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、杜邦SentryGlas plus(SGP)、聚氨酯(PU)、聚丙烯酸酯(PA)、PU和PA的化学交联聚合物P(UA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、Nafion系列、聚1，2-亚乙基亚胺(PEI)、聚氧化乙烯(PEO)、聚乙烯醇(PVA)、聚-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(PAMPS)、磺化型PAMPS、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚氧化乙烯(PEO)、聚环氧丙烷(PPO)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF)、PEO-b-PVP(氧化乙烯-2-乙烯基吡啶嵌段共聚物)、聚丙二醇(PPG)、聚1，2-亚乙基亚胺(PEI)、甲基丙烯酸羟甲酯聚合物(PPEGMAi)、甲基丙烯酸羟甲酯-二甲基丙烯酸新戊二酯共聚物(PPEGMA-NPG)、聚偏氟乙烯(PVDF)和三亚甲基碳酸酯(PTMC)，以及它们的两种或多种混合物。
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