CN107603102B - 有机玻璃及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有机玻璃及其制备方法。所述有机玻璃包括聚甲基丙烯酸甲酯和纳米二氧化钒粉体，各组分按质量份数计分别为：聚甲基丙烯酸甲酯1000～2000份，纳米二氧化钒粉体0.1～50份。所述制备方法包括以下步骤：制备二氧化钒浆料；制备甲基丙烯酸甲酯预聚物；将二氧化钒浆料与甲基丙烯酸甲酯预聚物混合并分散均匀，得到第一混合物；在第一混合物中加入增塑剂和引发剂，混合分散均匀得到第二混合物；将第二混合物聚合成型，得到有机玻璃。根据本发明的有机玻璃能够通过室内外温度智能的调节环境到人体的舒适温度，具有良好的智能调节温度效果，可减少空调的使用，达到节能的目的。

Description

有机玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及新型节能环保材料技术领域，具体来讲，涉及一种有机玻璃及其制备方法，本发明的有机玻璃尤其适用于建筑窗户、汽车天窗、飞机车船门窗、恒温房、阳光房、海景房、商场隔热层等领域。

背景技术

据统计，红外辐射在太阳光辐射总能量中约占50％(紫外辐射约占7％)，是太阳辐射能量传播的主要形式。同时，玻璃窗是建筑、汽车空调能耗丧失的主要途径，耗散能量比在25％-50％。随着社会发展，人们对居住及工作环境的温度要求也在提高，希望能实现对环境温度的智能控制，大大减少空调的使用，节约能源。目前的隔热玻璃、低辐射玻璃一般采用双层玻璃的真空技术，其成本和增重问题非常突出。而玻璃用隔热膜目前多采用锑锡氧化物(ATO)、铟锡氧化物(ITO)粉体，它们不具有随温度变化的智能红外紫外屏蔽控温功能，在冬季等温度较低的情况下无法有效利用阳光中的红外辐射，使整体节能效果降低，且材料成本也较高。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。

例如，本发明的目的之一在于提供一种性能稳定，在不影响采光的情况下隔热效果良好，可根据环境温度高低自动调节红外阻隔率和紫外阻隔率的有机玻璃及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种有机玻璃，所述有机玻璃可包括聚甲基丙烯酸甲酯和纳米二氧化钒粉体，各组分按质量份数计可分别为：聚甲基丙烯酸甲酯1000～2000份，纳米二氧化钒粉体0.1～50份。

在本发明的有机玻璃的一个示例性实施例中，所述有机玻璃可包括聚甲基丙烯酸甲酯和纳米二氧化钒粉体，优选的，各组分按质量份数计可分别为：聚甲基丙烯酸甲酯1000～2000份，纳米二氧化钒粉体0.3～10份。

在本发明的有机玻璃的示例性实施例中，所述有机玻璃的原料可包括甲基丙烯酸甲酯、纳米二氧化钒粉体、增塑剂和引发剂，各组分按质量份数计分别为：

在本发明的有机玻璃的示例性实施例中，所述纳米二氧化钒粉体可包括M相纳米二氧化钒粉体。

在本发明的有机玻璃的示例性实施例中，所述纳米二氧化钒粉体粒度可为1nm～100nm。

在本发明的有机玻璃的示例性实施例中，所述纳米二氧化钒粉体可包括掺杂二氧化钒粉体、改性二氧化钒粉体、未经处理二氧化钒粉体和包覆二氧化钒粉体中的一种或多种，或经掺杂、改性和包覆中至少两种方法处理后得到的纳米二氧化钒粉体。

在本发明的有机玻璃的示例性实施例中，所述纳米二氧化钒粉体相变温度范围可为18℃～68℃。

在本发明的有机玻璃的示例性实施例中，所述纳米二氧化钒粉体相变温度范围可为26℃～28℃。

在本发明的有机玻璃的示例性实施例中，所述有机玻璃的原料还可包括离型剂，所述离型剂加入量按质量计可为0.1～1份。

在本发明的有机玻璃的示例性实施例中，所述增塑剂可包括邻苯二甲酸二辛酯和/或磷酸酯；所述引发剂可包括偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化碳酸二异丙酯和过氧化二月桂酰中的一种或多种；所述分散剂可包括硬脂酸、聚丙烯酸和硅烷偶联剂中的一种或多种；所述离型剂可包括所述离型剂包括聚乙烯醇和/或聚乙烯。

本发明的另一方面提供了一种有机玻璃制备方法，所述制备方法可以包括以下步骤：将纳米二氧化钒粉体、分散剂、溶剂与甲基丙烯酸甲酯研磨混合均匀，制备得到二氧化钒浆料；对甲基丙烯酸甲酯进行低温沸腾和保温处理，聚合得到甲基丙烯酸甲酯预聚物；将二氧化钒浆料与甲基丙烯酸甲酯预聚物混合并分散均匀，得到第一混合物；在第一混合物中加入增塑剂和引发剂，混合分散均匀得到第二混合物；将第二混合物聚合成型，得到有机玻璃。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，在所述制备二氧化钒浆料步骤中，纳米二氧化钒粉体:分散剂:溶剂:甲基丙烯酸甲酯的质量比可为(0.05～25):(0.05～40):(1～40):(1～20)。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，在所述制备二氧化钒浆料步骤中，纳米二氧化钒粉体:分散剂:溶剂:甲基丙烯酸甲酯的质量比可为(0.05～10):(0.05～40):(1～40):(1～20)。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，在所述制备二氧化钒浆料步骤中，纳米二氧化钒粉体:分散剂:溶剂:甲基丙烯酸甲酯的质量比可为(0.05～1):(0.05～1):10:10。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，所述聚合成型步骤可包括对第二混合物进行脱泡过滤、灌模、低温固化、高温固化以及脱模处理后得到有机玻璃。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，所述低温固化温度可为40℃～100℃，固化时间可为1h～6h；所述高温固化温度可为100℃～300℃，固化时间可为1h～10h。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，所述低温沸腾和保温处理的温度可为100℃～200℃，保温时间可为10min～60min。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，在所述得到第一混合物步骤中，所述二氧化钒浆料与甲基丙烯酸甲酯预聚物的质量比值可为0.01％～20％。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，所述二氧化钒浆料中的纳米二氧化钒粉体与甲基丙烯酸甲酯预聚物的质量比值为0.005％～5％。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，所述纳米二氧化钒粉体可包括M相纳米二氧化钒粉体，所述纳米二氧化钒粉体的粒度可为1nm～100nm。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，所述增塑剂可包括邻苯二甲酸二辛酯和/或磷酸酯；所述引发剂可包括偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化碳酸二异丙酯和过氧化二月桂酰中的一种或多种；所述分散剂可包括硬脂酸、聚丙烯酸和硅烷偶联剂中的一种或多种；所述离型剂可包括聚乙烯醇和/或聚乙烯。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，所述纳米二氧化钒粉体可包括掺杂二氧化钒粉体、改性二氧化钒粉体、未经处理二氧化钒粉体和包覆二氧化钒粉体中的一种或多种，或经掺杂、改性和包覆中至少两种方法处理后得到的纳米二氧化钒粉体。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，所述有机玻璃制备方法还可包括向纳米二氧化钒粉体中掺杂1％～10％的钨，以使纳米二氧化钒粉体相变温度点降低到26℃～28℃。

在本发明的有机玻璃制备方法的示例性实施例中，在所述得到第二混合物的步骤中还包括向第一混合物中加入离型剂和分散剂。

与现有技术相比，根据本发明的有机玻璃能够通过室内外温度智能的调节环境到人体的舒适温度，具有良好的智能调节温度效果，可减少空调的使用，达到节能的目的。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了根据本发明示例性实施例的有机玻璃透明效果图。

图2示出了根据本发明示例性实施例的不同纳米二氧化钒含量的有机玻璃效果图。

图3示出了根据本发明示例性实施例的有机玻璃的SEM图。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的有机玻璃及其制备方法。在本发明中，第一和第二不表示先后顺序，仅用于相互区别。

研究发现，M相二氧化钒在68℃会发生半导体相向金属相的可逆相转变，且通过掺杂等技术可将相变温度降低到室温附近。当温度高于相变温度时，二氧化钒能自动屏蔽太阳光中的红外及紫外能量辐射；当温度低于相变温度时，则可透过红外及紫外能量辐射，因此，二氧化钒能充分利用太阳光能，实现室温附近的红外紫外智能屏蔽和节能。

具体来讲，M相二氧化钒具有金属-绝缘体转变特性，当温度升高到相变温度时，二氧化钒将从低温单斜相转变为高温四方相，并且这个相变是可逆的。相变前后，在红外光区，其光学性质发生很大变化，即从红外透过转变成红外阻隔。因此，随着温度的变化，基于包含二氧化钒的有机玻璃可以实现对太阳光中红外进行调控，使其在建筑窗户、汽车天窗、飞机车船门窗、恒温房、阳光房、海景房，商场隔热层等领域具有广泛的用途。

图1示出了本发明的有机玻璃透明效果图。图2示出了本发明的不同纳米二氧化钒含量的有机玻璃效果图。图3示出了本发明有机玻璃的SEM图。

在本发明的一个示例性实施例中，有机玻璃可包括聚甲基丙烯酸甲酯和纳米二氧化钒粉体，各组分按质量份数计分别为：聚甲基丙烯酸甲酯1000～2000份，纳米二氧化钒粉体0.1～50份。

申请人发现：在有机玻璃的制备过程中，当有机玻璃中纳米二氧化钒粉体含量很少时，才能得到透明的有机玻璃，而当再进一步增加纳米二氧化钒粉体的量时，由于在有机玻璃制备的聚合过程中，会发生相分离现象而使得有机玻璃变得不透明，造成有机玻璃采光效果不好。如图2所示，当纳米二氧化钒的加入量为聚甲基丙烯酸甲酯质量的万分之三时，如图2中的A玻璃所示，有机玻璃的透明度很高，随着纳米二氧化钒含量的增加，当加入量为聚甲基丙烯酸甲酯质量的千分之六时，如图2中的B玻璃所示，有机玻璃的透明度相比于A有所下降。例如，在作为建筑窗户时会影响屋内的采光效果。因此，为了确保有机玻璃既具有良好的透明度，又具有很好的温度调节性能，纳米二氧化钒粉体的含量将变得至关重要。本发明的有机玻璃按质量份数计，可包括1000～2000份的聚甲基丙烯酸甲酯以及0.1～50份的纳米二氧化钒粉体，以上述比例加入纳米二氧化钒粉体后，有机玻璃具有很高的透明度，如图1所示，同时有机玻璃还具备很好的屏蔽太阳光中的红外及紫外能量辐射性能。优选的，按质量份数计，有机玻璃可以包括1000～2000份的聚甲基丙烯酸甲酯以及0.3～10份的纳米二氧化钒粉体。更优选的，按质量分数计，有机玻璃可以包括1000～2000份的聚甲基丙烯酸甲酯以及0.6～3份的纳米二氧化钒粉体。

在本示例性实施例中，纳米二氧化钒粉体可以包括M相二氧化钒、A相二氧化钒、B相二氧化钒、C相二氧化钒、D相二氧化钒、R相二氧化钒以及P相二氧化钒中的一种或多种，但需要说明的是，在本发明的有机玻璃的纳米二氧化钒粉体中一定含有M相二氧化钒。

在本示例性实施例中，纳米二氧化钒粉体的粒度可以为1nm～100nm，如图3所示，其中，HV表示电子束的加速电压，mag表示电镜的放大倍率，WD表示工作距离，mode SE表示使用二次电子模式。纳米二氧化钒粉体的粒度与有机玻璃的雾度有关。纳米二氧化钒粉体的粒度越细，有机玻璃的雾度越低。为了确保在各个领域的应用过程中，有机玻璃均有适宜的雾度及透光率，优选的，纳米二氧化钒粉体的粒度可以为1nm～80nm。

在本示例性实施例中，所述纳米二氧化钒粉体包括掺杂二氧化钒粉体、改性二氧化钒粉体、未经处理二氧化钒粉体和包覆二氧化钒粉体中的一种或多种，或经掺杂、改性和包覆中至少两种方法处理后得到的纳米二氧化钒粉体。

以上，未经处理的纳米二氧化钒粉体发生可逆的金属-半导体体相变的相变温度点是68℃左右，但由于有机玻璃应用的领域不同，需要改变二氧化钒粉体的相变温度点。例如，可以对二氧化钒粉体进行掺杂等处理，以改变二氧化钒粉体的相变温度点。在掺杂处理方法中，可以在二氧化钒粉体中掺杂Mo、W、Ta、Nb、F、P、Cr以及稀有元素等中的一种或多种。例如，在本示例性实施例中，可以对纳米二氧化钒粉体采用钨掺杂处理，按质量计，掺杂1％～10％的钨，使二氧化钒相变温度点降低到26℃～28℃，实现室温附近的红外、紫外智能屏蔽和节能，优选的，可以掺杂8％的钨。需要说明的是，本发明的纳米二氧化钒的相变温度范围可以为18℃～68℃，优选的，可以为26℃～28℃。本发明为改变纳米二氧化钒粉体相变温度采用的处理方式不限于此，其他处理方式均可。

为了增强纳米二氧化钒的抗氧化性、稳定性等性质，可以对未经处理的纳米二氧化钒进行改性和/或包覆处理，或者同样可以对掺杂后的纳米二氧化钒进行改性和/或包覆处理。在改性处理中，例如，可以采用微波、等离子体等技术对二氧化钒颗粒进行改性处理。在包覆处理中，例如，可以采用二氧化硅或二氧化钛等对纳米二氧化钒进行包覆，以增强纳米二氧化钒的稳定性和强度等，优选的，可以先将纳米二氧化钒进行掺杂处理，然后在进行改性处理，最后进行包覆处理。

有机玻璃中包含的纳米二氧化钒粉体可包括掺杂二氧化钒粉体、改性二氧化钒粉体、未经处理二氧化钒粉体和包覆处理二氧化钒粉体中的一种或多种，根据应用领域或需求的不同而进行加入纳米二氧化钒种类数的调整，优选的，在实际应用过程中加入具有相同或相近相变温度点的纳米二氧化钒粉体。

本发明的有机玻璃厚度可以根据应用领域以及用途的不同进行任意调整。有机玻璃的透明度会随着厚度的改变而改变。例如，为了获得较好透明度的有机玻璃，厚度可以为1.2mm～40mm。

在实际生产过程中，有机玻璃还可以添加包括纳米锑锡氧化物(ATO)、纳米铟锡氧化物(ITO)、纳米钨铯氧化物(WO₃)等氧化物的一种或多种，添加的氧化物能够提高有机玻璃的透明性和隔热性等性能。本发明所能添加的物质不限于此，添加例如GTO等其他有助于改善本发明有机玻璃性能的物质均可。例如，可以将经过掺杂和/或包覆和/或改性等方式处理的纳米二氧化钒粉体与ATO、ITO以及WO₃等的一种或多种复合在一起组成纳米二氧化钒复合粉体，也可以是经过掺杂和/或包覆和/或改性等方式处理的纳米二氧化钒粉体组成纳米二氧化钒复合粉体，以纳米二氧化钒复合粉体为生产有机玻璃的原料之一。

在本发明的另一个示例性实施例中，所述有机玻璃的原料可包括甲基丙烯酸甲酯、纳米二氧化钒粉体、增塑剂、引发剂以及分散剂，各组分按质量份数计分别为：甲基丙烯酸甲酯(MMA)1000～3000份，纳米二氧化钒粉体0.1～50份，增塑剂1～50份，引发剂1～3份，分散剂0.1～50份。

以上，采用上述有机玻璃的原料配比制备的有机玻璃具有很高的红外阻隔率，达到很好的隔热效果，并且制备得到的有机玻璃清晰度高，雾度低。分散剂以上述比例加入是为了纳米二氧化钒粉体在有机玻璃中分散更加均匀，可以防止纳米二氧化钒的颗粒变大，影响有机玻璃的性能。

在本示例性实施例中，增塑剂可包括邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、磷酸酯和H2中的一种或多种；引发剂可包括偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化碳酸二异丙酯、过氧化二月桂酰中和R1的一种或多种；分散剂可包括硬脂酸、聚丙烯酸和硅烷偶联剂中的一种或多种。当然，本发明的增塑剂、引发剂、分散剂不限于此，例如，增塑剂还可以为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸丁苄酯等，引发剂还可以为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化环己酮等，分散剂还可以为聚乙烯蜡等。

在本示例性实施例中，有机玻璃原料还可包括离型剂。离型剂是为了防止成型的有机玻璃在模具上粘着，以便有机玻璃从模具中脱出。在有机玻璃的制备过程中可以加入例如聚乙烯醇、聚乙烯等离型剂。当然，在制备有机玻璃过程中，离型剂可以作为原料加入到有机玻璃的制备过程中，也可以将离型剂直接涂敷在模具上。为了生产方便，优选的，将离型剂作为原料加入到有机玻璃的制备过程中，可以加入按质量份数计，0.01～1份的离型剂。

在本发明的有机玻璃中还可以添加紫外吸收剂、抗老化剂、消泡剂、消光剂、二氧化硅和二氧化钛中的一种或多种。当然，本发明不限于此，在有机玻璃中添加有利于有机玻璃成型、增强有机玻璃温度调控等性能的物质均可。例如，添加紫外吸收剂、抗老化剂是为了吸收阳光中的紫外部分，增强有机玻璃的隔热效果。添加消泡剂是为了防止在有机玻璃的制备过程中有害气泡的产生。消光剂的加入是为了改变有机玻璃表面的粗糙程度。二氧化硅的加入是为了包覆纳米二氧化钒粉体，增强有机玻璃的稳定性和硬度。加入二氧化钛来包覆二氧化钒粉体可以提高二氧化钒的抗氧化性。在本发明的有机玻璃中，为了不影响有机玻璃的清晰度和雾化程度，加入的紫外吸收剂、抗老化剂、消泡剂、消光剂、二氧化硅和/或二氧化钛等加入适量即可。当然同样可以添加如ITO、WO₃、ATO等物质，以提高有机玻璃的透明性和隔热性等性能。

在本示例性实施例中，纳米二氧化钒粉体可以包括M相二氧化钒、A相二氧化钒、B相二氧化钒、C相二氧化钒、D相二氧化钒、R相二氧化钒以及P相二氧化钒中的一种或多种，但需要说明的是，在本发明的有机玻璃的纳米二氧化钒粉体中一定含有M相二氧化钒。纳米二氧化钒粉体的粒度可以为1nm～100nm，优选的，纳米二氧化钒粉体的粒度可以为1nm～80nm。纳米二氧化钒粉体包括掺杂二氧化钒粉体、改性二氧化钒粉体、未经处理二氧化钒粉体和包覆二氧化钒粉体中的一种或多种，或经掺杂、改性和包覆中至少两种方法处理后得到的纳米二氧化钒粉体。可以利用二氧化钛和/或二氧化硅等对未经处理的二氧化钒粉体、掺杂处理后的二氧化钒粉体、改性处理后的二氧化钒粉体进行包覆处理，以增强有机玻璃的稳定性和抗氧化能力。优选的，在实际应用过程中加入具有相同或相近相变温度点的纳米二氧化钒粉体。

在本发明的再一个示例性实施例中，有机玻璃的制备方法可包括：

步骤S01，二氧化钒浆料的制备。

在本示例性实施例中，二氧化钒浆料的制备方法可包括：将纳米二氧化钒粉体、分散剂、溶剂与甲基丙烯酸甲酯(MMA)混合研磨分散混合均匀，制备得到二氧化钒浆料，所述二氧化钒浆料具有智能隔热功能。

以上，纳米二氧化钒粉体:分散剂:溶剂:甲基丙烯酸甲酯的质量比可以为(0.05～25):(0.05～40):(1～40):(1～20)，优选的，纳米二氧化钒粉体:分散剂:溶剂:甲基丙烯酸甲酯的质量比可以为(0.05～10):(0.05～40):(1～40):(1～20)，更优选的，纳米二氧化钒粉体:分散剂:溶剂:甲基丙烯酸甲酯的质量比可以为(0.05～1):(0.05～1):10:10。所述溶剂可以包括乙醇、乙酸乙酯等有机溶剂，所述分散剂可包括硬脂酸、聚丙烯酸和硅烷偶联剂中的一种或多种，分散剂的加入可以使纳米二氧化钒粉体更好的分散均匀。当然，本发明的溶剂和分散剂不限于此，例如丙乙烯等溶剂，聚乙烯蜡等分散剂均可。

这里的纳米二氧化钒可以包括M相二氧化钒、A相二氧化钒、B相二氧化钒、C相二氧化钒、D相二氧化钒、R相二氧化钒和P相二氧化钒中的一种或多种，需要说明的是，在本发明的有机玻璃的纳米二氧化钒粉体中一定含有M相二氧化钒。纳米二氧化钒粉体包括掺杂二氧化钒粉体、改性二氧化钒粉体、未经处理二氧化钒粉体和包覆二氧化钒粉体中的一种或多种，或经掺杂、改性和包覆中至少两种方法处理后得到的纳米二氧化钒粉体。可以利用二氧化钛和/或二氧化硅等对未经处理的二氧化钒粉体、掺杂处理后的二氧化钒粉体、改性处理后的二氧化钒粉体进行包覆处理，以增强有机玻璃的稳定性和抗氧化能力。优选的，在实际应用过程中加入具有相同或相近相变温度点的纳米二氧化钒粉体。

纳米二氧化钒粉体的粒度与有机玻璃的雾度有关。为了有机玻璃具有适宜的雾度，纳米二氧化钒粉体的粒度可以为1nm～100nm，优选的，可以为1nm～80nm。

为了进一步提高本发明的有机玻璃的隔热性等性质，可在二氧化钒浆料中加入锑锡氧化物(ATO)、铟锡氧化物(ITO)、三氧化钨(WO₃)等一种或多种氧化物。当然，本发明的方法不限于此，加入例如钨铯氧化物(GTO)等其他有助于提高有机玻璃的性能的物质均可。

这里的研磨分散混合均匀采用常规方法，能够使二氧化钒浆料均匀混合即可。

步骤S02，MMA预聚物的制备。

在本发明示例性实施例中，MMA预聚物的制备步骤可包括：将MMA通过低温沸腾处理，然后保温一段时间使浆料聚合制备得到MMA预聚物，其中，优选的，所述低温沸腾和保温的温度可以为100℃～200℃，保温时间可以为10min～60min。

步骤S03，将制备得到的二氧化钒浆料与MMA预聚物混合并分散均匀，得到第一混合物。

在本发明示例性实施例中，所述二氧化钒浆料与MMA预聚物的质量比值可以为0.01％～20％。这里，需要说明的是，二氧化钒浆料中的二氧化钒含量可以占MMA预聚物质量的0.005％～5％。

以上质量比是为了在有机玻璃中纳米二氧化钒的量适宜。纳米二氧化钒的含量会影响有机玻璃的透明度和调温性能，纳米二氧化钒加入量太多，有机玻璃的透明度较差，不利于采光；纳米二氧化钒加入量太少，不利于有机玻璃的智能调温效果。

步骤S04，在第一混合物中加入增塑剂、引发剂、离型剂和其他助剂，混合后分散均匀，得到第二混合物。

在本发明示例性实施例中，所述增塑剂可以包括邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、磷酸酯和H2中的一种或多种。所述引发剂可以包括偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化碳酸二异丙酯、过氧化二月桂酰和R1中的一种或多种。所述离型剂可以包括聚乙烯醇和/或聚乙烯。所述分散剂可以包括硬脂酸、聚丙烯酸和烷偶联剂中的一种或多种。所述其他助剂可以是，例如紫外吸收剂、抗老化剂、消泡剂、消光剂和二氧化硅中的一种或多种。这里，其他助剂加入其中的一种或多种均可，加入量为本领域技术人员常规加入量，目的在于进一步提高有机玻璃的调温性能。

以上，需要说明的是，增塑剂、引发剂和离型剂加入量适当即可。在制备有机玻璃过程中，离型剂可以作为原料加入到有机玻璃的制备过程中，也可以将离型剂直接涂敷在模具上，为了生产方便，优选的，将离型剂作为原料加入到有机玻璃的制备过程中。在制备第二混合物的过程中，可以加入适量的分散剂，以进一步提高纳米二氧化钒粉体的分散效果。例如，按质量份数计，当甲基丙烯酸甲酯使用量为1000～3000份时，增塑剂加入量可以为1～50份，引发剂加入量可以为1～3份，离型剂加入量可以为0.01～1份。

步骤S05，将第二混合物经过脱泡过滤，灌模，低温固化，高温固化以及脱模等处理后得到有机玻璃。

在本示例性实施例中，所述脱泡过滤是为了过滤杂质抽出气泡；所述灌模是根据产品需要制备得到不同厚度的二氧化钒智能隔热有机玻璃；所述低温固化温度可以为40℃～100℃，反应时间可以为1小时～6小时；所述高温固化温度可以为100℃～300℃，反应时间可以为1小时～10小时；所述脱模是指待有温度冷却至常温将模具分离，即得到具有智能隔热的有机玻璃。

需要说明的是，这里的脱泡过滤、灌模、脱模等步骤均属于常规操作。

在本示例性实施例中，所制备得到的有机玻璃的厚度可以根据灌模等步骤任意调整，例如，有机玻璃的厚度可以为1.2mm～40mm。当然，采用本发明的方法还可以用于制备板材、棒材、片材等各种型材的有机玻璃。

为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例对其进行进一步说明。

示例1

(1)称取15g的纳米二氧化钒复合粉体(其中，纳米二氧化钒复合粉体是经2％的钨掺杂后并对其进行了二氧化硅的包覆所得)，与50g乙醇，搅拌10分钟后加入0.15g硅烷偶联剂、150g甲基丙烯酸甲酯(MMA)，再搅拌30分钟，混合均匀制备得到二氧化钒浆料待用；

(2)对2000g MMA进行低温沸腾处理，在130℃下保温20min，聚合后得到MMA预聚物；

(3)称取0.24g步骤(1)中制备得到的二氧化钒浆料与1294g步骤(2)中制备得到的MMA预聚物搅拌30分钟后混合均匀；

(4)在步骤(3)得到的混合物中加入2.5g抗氧化剂，2.5g抗老化剂，26.4g增塑剂(DOP)，0.17g引发剂(V65)，0.032g离型剂聚乙烯，0.26g硬脂酸搅拌30分钟混合均匀；

(5)将步骤(4)中得到的混合物脱泡过滤10分钟后灌模送入低温水池，在温度为80℃的水池中振动反应2小时30分钟后，送入温度为150℃的高温水池振动反应2小时30分钟后取出，自然冷却至室温脱模，制备得到具有智能隔热效果的有机玻璃。

示例2

称取25g的纳米二氧化钒复合粉体(其中，纳米二氧化钒复合粉体是经3％的钼掺杂后并对其进行了二氧化硅的包覆所得)，与200g乙酸乙酯，搅拌10分钟后加入0.15g硅烷偶联剂、200g甲基丙烯酸甲酯(MMA)，再搅拌30分钟，混合均匀制备得到二氧化钒浆料待用；

(2)对2000g MMA进行低温沸腾处理，在100℃下保温10min，聚合后得到MMA预聚物；

(3)称取0.24g步骤(1)中制备得到的二氧化钒浆料与1294g步骤(2)中制备得到的MMA预聚物搅拌30分钟后混合均匀；

(4)在步骤(3)得到的混合物中加入1.6g抗氧化剂，1.6g抗老化剂，26.4g增塑剂(H2)，0.17g引发剂(R1)，0.032g离型剂聚乙烯醇，0.26g消光剂搅拌30分钟混合均匀；

(5)将步骤(4)中得到的混合物脱泡过滤10分钟后灌模送入低温水池，在温度为80℃的水池中振动反应3小时后，送入温度为150℃的高温水池振动反应5小时后取出，自然冷却至室温脱模，制备得到具有智能隔热效果的有机玻璃。

示例3

称取25g的纳米二氧化钒复合粉体(其中，纳米二氧化钒复合粉体是经5％的钨、钼共掺后并对其进行了二氧化钛的包覆所得)与200g乙酸乙酯，搅拌10分钟后加入0.15g硅烷偶联剂、200g甲基丙烯酸甲酯(MMA)，再搅拌30分钟，混合均匀制备得到二氧化钒浆料待用；

(2)对3000g的MMA进行低温沸腾处理，在200℃下保温1h，聚合后得到MMA预聚物；

(3)称取0.5g步骤(1)中制备得到的二氧化钒浆料与1294g步骤(2)中制备得到的MMA预聚物搅拌30分钟后混合均匀；

(4)在步骤(3)得到的混合物中加入26.4g增塑剂(H2)，0.17g引发剂(R1)，0.032g离型剂聚乙烯，0.26g硬脂酸和0.4g消光剂搅拌30分钟混合均匀；

(5)将步骤(4)中得到的混合物脱泡过滤10分钟后灌模送入低温水池，在温度为80℃的水池中振动反应2小时，送入温度为150℃的高温水池振动反应8小时后取出，自然冷却至室温脱模，制备得到具有智能隔热效果的有机玻璃。

示例4

称取50g的钨掺杂8％纳米二氧化钒粉体与100g甲基丙烯酸甲酯(MMA)，搅拌10分钟后加入0.25g硅烷偶联剂、200g乙酸乙酯，再搅拌30分钟，混合均匀制备得到二氧化钒浆料待用；

(2)对3000g的MMA进行低温沸腾处理，在200℃下保温1h，聚合后得到MMA预聚物；

(3)称取320g步骤(1)中制备得到的二氧化钒浆料与2800g步骤(2)中制备得到的MMA预聚物搅拌30分钟后混合均匀；

(4)在步骤(3)得到的混合物中加入25g增塑剂(H2)，1g引发剂(R1)，0.032g离型剂聚乙烯，0.26g硬脂酸和0.4g消光剂搅拌30分钟混合均匀；

(5)将步骤(4)中得到的混合物脱泡过滤20分钟后灌模送入低温水池，在温度为80℃的水池中振动反应2小时，送入温度为150℃的高温水池振动反应8小时后取出，自然冷却至室温脱模，制备得到具有智能隔热效果的有机玻璃。

示例5

称取0.2g的改性纳米二氧化钒粉体与4g甲基丙烯酸甲酯(MMA)，搅拌10分钟后加入1g硅烷偶联剂、100g乙酸乙酯，再搅拌30分钟，混合均匀制备得到二氧化钒浆料待用；

(2)对3000g的MMA进行低温沸腾处理，在200℃下保温1h，聚合后得到MMA预聚物；

(3)称取100g步骤(1)中制备得到的二氧化钒浆料与2000g步骤(2)中制备得到的MMA预聚物搅拌20分钟后混合均匀；

(4)在步骤(3)得到的混合物中加入2g增塑剂(H2)，2g引发剂(R1)，0.05g离型剂聚乙烯，0.1g硬脂酸和0.2g消光剂搅拌30分钟混合均匀；

(5)将步骤(4)中得到的混合物脱泡过滤20分钟后灌模送入低温水池，在温度为80℃的水池中振动反应2小时，送入温度为150℃的高温水池振动反应8小时后取出，自然冷却至室温脱模，制备得到具有智能隔热效果的有机玻璃。

示例6

称取50g的改性纳米二氧化钒粉体与50g甲基丙烯酸甲酯(MMA)，搅拌10分钟后加入1g硅烷偶联剂、50g乙酸乙酯，再搅拌30分钟，混合均匀制备得到二氧化钒浆料待用；

(2)对3000g的MMA进行低温沸腾处理，在200℃下保温1h，聚合后得到MMA预聚物；

(3)称取140g步骤(1)中制备得到的二氧化钒浆料与1000g步骤(2)中制备得到的MMA预聚物搅拌20分钟后混合均匀；

(4)在步骤(3)得到的混合物中加入1g增塑剂(H2)，1g引发剂(R1)，0.1g离型剂聚乙烯，0.1g硬脂酸和0.2g消光剂搅拌30分钟混合均匀；

(5)将步骤(4)中得到的混合物脱泡过滤20分钟后灌模送入低温水池，在温度为80℃的水池中振动反应2小时，送入温度为150℃的高温水池振动反应8小时后取出，自然冷却至室温脱模，制备得到具有智能隔热效果的有机玻璃。

对上述制备的有机玻璃的性能进行检测，结果见表1。

表1

从表1检测结果可以看出，本发明的有机玻璃在室外温度高时能有效地阻隔红外线，在室外温度低时透过较多红外线，有效地保证了室内冬暖夏凉，同时又不影响用户视线，其产品透光性满足用户要求。

本发明的有机玻璃使用方法简单，只需根据具体尺寸裁剪后便可应用于建筑窗户、汽车天窗、飞机车床门窗、恒温房、阳光房、海景房、商场隔热层等领域。

综上所述，根据本发明的具有智能隔热效果的有机玻璃能够通过室内外温度智能调节环境到人体舒适的温度，具有良好的智能调节温度效果，可减少空调的使用，达到节能目的。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (5)

1.一种有机玻璃制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

将纳米二氧化钒粉体、分散剂、溶剂与甲基丙烯酸甲酯研磨混合均匀，制备得到二氧化钒浆料，其中，所述纳米二氧化钒粉体包括M相纳米二氧化钒粉体，所述纳米二氧化钒粉体的粒度为1nm～100nm；

对甲基丙烯酸甲酯进行低温沸腾和保温处理，聚合得到甲基丙烯酸甲酯预聚物，所述纳米二氧化钒粉体与所述甲基丙烯酸甲酯预聚物的质量比值为0.005％～5％；

将二氧化钒浆料与甲基丙烯酸甲酯预聚物混合并分散均匀，得到第一混合物；

向第一混合物中加入增塑剂和引发剂，混合分散均匀得到第二混合物；

将第二混合物聚合成型，得到有机玻璃。

2.根据权利要求1所述的有机玻璃制备方法，其特征在于，在所述制备二氧化钒浆料步骤中，纳米二氧化钒粉体:分散剂:溶剂:甲基丙烯酸甲酯的质量比为(0.05～25):(0.05～40):(1～40):(1～20)。

3.根据权利要求1所述的有机玻璃制备方法，其特征在于，在所述得到第一混合物步骤中，所述二氧化钒浆料与甲基丙烯酸甲酯预聚物的质量比值为0.01％～20％。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的有机玻璃制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化钒粉体包括掺杂二氧化钒粉体、改性二氧化钒粉体、未经处理二氧化钒粉体和包覆二氧化钒粉体中的一种或多种，或经掺杂、改性和包覆中至少两种方法处理后得到的纳米二氧化钒粉体。

5.根据权利要求1所述的有机玻璃制备方法，其特征在于，所述有机玻璃制备方法还包括向纳米二氧化钒粉体中掺杂1％～10％的钨，以使纳米二氧化钒粉体相变温度点降低到26℃～28℃。