CN109403808A - 一种高效单向光热传递的智能玻璃系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效单向光热传递的智能玻璃系统，包括太阳光高效吸收功能层、设置在所述太阳光高效吸收功能层一侧的黑体辐射强反射功能层、设置在所述黑体辐射强反射功能层背对太阳光高效吸收功能层一侧的至少一个太阳光透射层，所述黑体辐射强反射功能层与太阳光透射层之间的区域，以及在太阳光透射层为多个时，两相邻太阳光透射层之间的区域，均为密闭中空或真空的热对流抑制层。
Description
技术领域
本发明属于高效可控利用太阳能建筑节能领域，涉及一种的光热单向传递的智能玻璃体系。
背景技术
节能与环保是新世纪的全人类主题。建筑行业能耗在2006年占一次能源的26％，这一数字预计到2020年上升到30％以上。在炎热和潮湿地区，建筑能耗的消耗更为显著，约占国家电力总量的1/3到1/2。住宅年单位建筑面积的电耗为10-20kwh，而公共建筑的电耗则高得多，单位建筑面积全年用电最高可以超过350kwh。建筑能耗有60％是通过玻璃门窗散失。
太阳光主要由200-380纳米的紫外线，380-780纳米的可见光，以及780-2500纳米的近红外线构成。其中，紫外线占据了太阳能整体能量的3％，可见光占据了整体能量的50％，近红外线占据了太阳能整体的47％。太阳光辐射到地区表面被物体吸收，转化为黑体辐射热能。自然界中有两种基本的热能辐射，分为太阳辐射和远红外热辐射。据透过玻璃传递的能量公式：Q＝630*Sc+U*(T内－T外)，[Q——透过玻璃传递的热量；Sc——遮蔽系数，反映对阳光的遮蔽效果；U——传热系数，与测试条件有关，W/㎡*K；]。Sc的数值越大，表明透过玻璃进入室内的太阳辐射越多，反之越小；U代表了导热系数，导热系数越大表明，透过玻璃的黑体辐射热量交换就越小。
建筑节能要求的不断提高，要求通过玻璃交换的黑体辐射热越少越好，也就是U值或K值越低越好。正因为这样的要求，人们发明了Low-E玻璃，中空玻璃，真空玻璃，甚至三玻两腔，四玻三腔的真空或中空玻璃。而对于玻璃的遮比系数Sc值而言，代表了进入室内太阳能的多少，也就是得热多少；以及可见光的多少，也就是光线的明暗。显然，一年分为春、夏、秋、冬；一日分为，早、中、晚，不同时期人们有对太阳能的需求和可见光的需求是不同的。在冬天，人们需要更多的太阳能进入室内，夏天人们尽量阻止太阳能热量进入室内；在早上或晚上，人们需要更多的可见光进入室内，室内明亮，在中午，阳光直射玻璃表面时，更多的可见光进入室内，会产生炫光，使人们不舒服，因此需要减少可见光进入室内。
显然，节能舒适的要求，人们希望能够根据气候变化，也就是光线、温度变化调节玻璃光透率。研究表明，在夏天当玻璃的遮阳系数由0.8降低到0.4时，建筑整体制冷电费可以降低50％，冬天，当玻璃的遮阳系数由0.4提高到0.8时，取暖能量也会降低50％以上。可见，适时改变玻璃的遮阳系数对于节能舒适是多么重要。然而，目前市场上的绝大多数的门窗玻璃的遮阳系数固定不变的。为了达到节能舒适，调节玻璃Sc值人们往往是依靠外遮阳和内遮阳设施实现。内遮阳能够降低炫光，阻挡阳光特别是近红外线辐照人体，提高舒适感。但是太阳能已经通过玻璃进入室内，室内温度并不能降低，因此节能。外遮阳可以阻止太阳能进入室内，然而，外遮阳设施造价高，破坏建筑外立面美观，落灰难清理，使用寿命有限，安装困难及安全系数不高等问题大大限制了外遮阳设施的使用和发展。
低辐射Low-E玻璃在近些年来建筑玻璃市场发挥越来越大的作用。近些年快速发展的双银或三银Low-E玻璃还对800-2500纳米的近红外线具有较高的反射能力，因此其遮蔽系数可以达到0.4甚至到0.2。然而，Low-E玻璃的遮蔽系数始终保持固定值，在夏天的时候太阳能得热值较低，利于节能；但是，到了冬天，太阳能的得热低，不利于节能及舒适。
研究表明，在夏天当玻璃的遮阳系数由0.8降低到0.4时，建筑整体制冷电费可以降低50％，冬天，当玻璃的遮阳系数由0.4提高到0.8时，取暖能量也会降低50％以上。因此开发不依赖外遮阳设施，能够根据环境变化幅度在0.8-0.2之间变化的门窗体系，对于建筑节能具有极为特殊的意义。特别是通过玻璃的特定组合，可以达到太阳能转化为太阳热，并实现太阳热单向辐射的目的。
因此开发一种可以翻转180度门窗用的光热单向传递的玻璃系统对于建筑节能意义重大。目前还没有能够实现门窗翻转后的光热单向传递且具有良好隔热性能的门窗。
发明内容
技术问题：本发明提供一种能够在实现夏季屏蔽黑体辐射热的同时，实现冬季有效利用太阳光产生的黑体辐射热向室内辐射传递，节能高效、绿色环保的高效单向光热传递的智能玻璃系统。
技术方案：本发明的高效单向光热传递的智能玻璃系统，包括太阳光高效吸收功能层、设置在所述太阳光高效吸收功能层一侧的黑体辐射强反射功能层、设置在所述黑体辐射强反射功能层背对太阳光高效吸收功能层一侧的至少一个太阳光透射层，所述黑体辐射强反射功能层与太阳光透射层之间的区域，以及在太阳光透射层为多个时，两相邻太阳光透射层之间的区域，均为密闭中空或真空的热对流抑制层，所述太阳光高效吸收功能层为对太阳光中紫外线吸收率大于或等于99％，对太阳光中的近红外线吸收率大于或等于95％的玻璃，所述黑体辐射强反射功能层为对太阳光透过率大于或等于85％，对黑体辐射热反射率大于或等于95％的玻璃或镀膜玻璃。
进一步的，本发明系统中，紫外线的波长为300—380纳米，所述近红外线的波长为760-2500纳米，所述黑体辐射强反射功能层对300-2500纳米波长的太阳光透过率大于或等于85％，所述黑体辐射热的波长为3-100微米。
进一步的，本发明系统中，热对流抑制层的中空空腔中填充有氩气、氪气或氙气。
进一步的，本发明系统中，镀膜玻璃是由超白玻璃在背对太阳光高效吸收功能层的一面镀一层或多层以下材料的镀膜得到：铝掺杂的氧化锌、三氟化铝掺杂的氧化锌、锡掺杂氧化铟或氟掺杂的氧化锡。
进一步的，本发明系统中，黑体辐射强反射功能层的每层镀膜厚度在100-1000纳米。
进一步的，本发明系统中，太阳光透射层为超白玻璃或光透率大于92％的片材，所述片材由聚对苯二甲酸脂、聚碳酸酯或聚丙烯酸脂制成。
进一步的，本发明系统中，太阳光透射层的材质、结构和功能与黑体辐射强反射功能层相同，即也是对太阳光透过率大于或等于85％，对黑体辐射热反射率大于或等于95％的玻璃或镀膜玻璃。
进一步的，本发明系统中，高效太阳光吸收功能层是具有红外线、紫外线、可见光吸收能力的吸热玻璃，或者是吸热夹胶胶片与浮法玻璃制备的夹胶玻璃。
进一步的，本发明系统中，吸热夹胶胶片是由0.2-5质量份的近红外纳米吸收材料、30-60份的成膜树脂、10-25份的增塑剂通过流延挤出设备制备的中间夹层膜材料；
所述近红外纳米吸收材料为氧化钨、钨酸钠、钨酸钾、钨酸铯、掺锑二氧化锡、掺铟二氧化锡、五氧化二钒、掺杂钨的五氧化二钒、氧化钇、氧化锌、氧化铬、氧化铈、二氧化钛纳米粒子的一种或多种混合；
所述成膜树脂为聚乙烯醇缩丁醛或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或三甘醇二异辛酸酯。
进一步的，本发明系统中，吸热夹胶胶片为以下方法制备的温致变色吸热夹胶胶片：0.1-2质量份的过渡金属离子、0.2-10质量份的显色配体、0.2-5质量份的隐色配体、30-60质量份的成膜树脂、10-25质量份的增塑剂通过流延挤出设备制备；
所述过渡金属离子为Fe(II)、Co(II)、Cu(II)、Ni(II)或Mn(II)过渡金属离子；
所述显色配体为卤化物、N(R)3、P(R)3、N+(R)3R1X-、P+(R)3R1X-、咪唑类化合物、噻吩类化合物、吡啶类化合物、嘌呤类化合物、呋喃类化合物、噻啉类化合物、苯并咪唑类的有机化合物的一种或多种混合，所述苯并咪唑类的有机氮化合物为苯并咪唑类的有机氮化合物或苯并咪唑类的有机磷化合物；
所述隐色配体为α醇羟基表面改性或β醇羟基表面改性的氧化钨、钨酸钠、钨酸钾、钨酸铯、掺锑二氧化锡、掺铟二氧化锡、五氧化二钒、掺杂钨的五氧化二钒、氧化钇、氧化锌、氧化铬、氧化铈、二氧化钛纳米粒子的一种或多种混合；
所述成膜树脂为聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或乙烯甲基丙烯酸共聚物，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或三甘醇二异辛酸酯。
本发明玻璃系统包括按照特定的位置排布的具有太阳光高效吸收功能层、黑体辐射强反射功能层、热对流抑制层。本发明玻璃系统在使用时，与能够实现180度翻转定位的可翻转双向闭合门窗安装，二者配合使用，可以根据季节和室内外温度条件进行180度的翻转和双向闭合，当夏季使用，太阳光高效吸收功能层处于室外侧时，其吸收99％的紫外线，95％近红外光及一定量的可见光并转化为黑体辐射热。黑体辐射强反射功能层以及一个或多个中空、真空腔构成的热对流抑制层的协同作用，使得黑体辐射热90％以上被屏蔽到室外。当冬季使用，室内需要太阳热时，将门窗180度翻转后闭合，太阳能高效吸收玻璃层处于室内侧，95％以上380-2500纳米的太阳光被室内侧的太阳光高效吸收功能层吸收转化为黑体辐射热，并向室内辐射传递。
本发明的玻璃系统中，太阳光高效吸收层能够高效吸收太阳光(300-2500纳米)中99％的紫外线，95％以上的近红外光及一定量的可见光，并将吸收的太阳光转化为黑体辐射热。太阳光强反射玻璃功能层可以对3-100微米波长的太阳光高度反射，其反射率大于95％，但是对300-2500纳米的太阳光有80-90％透过率。热对流抑制层由填充惰性气体中空腔或真空腔构成，其能够抑制气体对流热传导。由太阳光高效吸收功能层、黑体辐射强反射功能层及热对流抑制功能层按照特定的排布方式，可以组成单向光热传递的智能玻璃系统。太阳光吸收层处于室外侧时，太阳光高效吸收层高效的吸收99％紫外线，95％近红外线及适量的可见光，并将这部分太阳光转化为热量，即黑体辐射热(2.5-100μm)，借助于黑体辐射强反射功能层及热对流抑制层的协同作用，使得90％以上的黑体辐射热单向辐射、传递到室外侧。当太阳能高效吸收功能层处于室内侧时，在黑体辐射强反射功能层及热对流抑制层的作用下，本发明的玻璃系统能够使85％以上的太阳光透过，太阳光高效吸收功能层将吸收到的380-2500纳米太阳光转化为黑体辐射热。高效单向光热传递玻璃系统使得90％的黑体辐射热单向辐射到室内。这种光热单向传递的智能玻璃系统与可双向固定的翻转门窗系统匹配使用，实现在不需要太阳热时，将其高效屏蔽，玻璃系统具有良好的遮阳隔热作用，SC低至0.2-0.3；在需要太阳热时，门窗玻璃变为加热片，SC大于0.8，将太阳光转化为太阳热，为室内供暖。
太阳光是波长300-2500纳米范围的光线，其中，300-380纳米是紫外线，380-760纳米是可见光，760-2500是近红外光。其中，紫外线占据太阳能的3％左右，可见光占太阳能总能量的50％，近红外线占据太阳能总能量的47％。太阳光照射到地球的物体表面，被吸收转化为波长在2.5微米-100微米的黑体辐射热。常见的门窗玻璃的能量传递公式是：Q＝630 xSC+U x(ΔT)，其中，SC指的是玻璃的遮阳系数，U代表门窗玻璃的传热系数，而ΔT指的是室内外温差。由以上公式可以看出，夏天天气炎热时，不需要更多的太阳热进入室内，所以希望SC值越小越好。到了冬天，室内需要更多的太阳热，所以需要SC值越大越好。传统的玻璃的SC值是恒定不变的，只能依靠外遮阳设备调节SC值。夏天实际需求来讲需要屏蔽太阳热，更需要屏蔽紫外线、近红外线，和一定的可见光。传统依靠外遮阳设备改变的SC值，这种遮光是没有选择性的，其不仅遮紫外线、近红外、还遮蔽可见光。使用外遮阳，不仅遮蔽了视线，同时还要开灯，维持室内的照度。冬天的太阳入射角低，因此更多的太阳光射入室内。冬天需要更多的太阳热，而传统的玻璃即使SC值高，其转化黑体辐射热的效率并不高，同时更多的可见光使得室内产生炫光。因此室内照度太高，也并不舒适。
太阳光高效吸收功能层能够在300-2500纳米波段，特别是300-380紫外线区域，760-2500纳米的近红外区域具有强吸收。同时，在380-760纳米可见见光区域具有适度的吸收。具有高效的太阳光吸收功能层的玻璃可以是本体中混入近红外线、紫外线、可见光吸收剂的浮法玻璃，即吸热玻璃，也可以是制备具有红外线、紫外线、可见光能力的夹胶胶片与常用浮法玻璃制备的夹胶玻璃，也可以是温致变色夹胶胶片与常用浮法玻璃制备的夹胶玻璃。本发明的优化方案中，黑体辐射强反射功能层对太阳光反射低于2％。
使用本发明系统后，夏天时，玻璃如图2(a)所示放置，光热响应膜夹胶玻璃处于室外侧，玻璃系统的光热响应膜将近95％的近红外光，部分可见光及99％的紫外线吸收转化为黑体辐射热，由于真空腔、中空腔及特定镀膜玻璃的低辐射层的特定位置放置，黑体辐射热只能向室外侧辐射，进入室内的只是可见光，并随室外环境光线强弱，进入室内可见光自主调节。冬天时，玻璃如图2(b)所示，光热响应膜夹胶玻璃处于室内侧，85％以上太阳光可以通过镀膜玻璃进入到光热响应膜夹胶玻璃层，并把95％的近红外光，99％紫外线，及部分可见光太阳光转化为黑体辐射热，由于镀膜玻璃的特殊黑体辐射热只能向室内辐射，这样窗玻璃变成高效的太阳能加热板。
太阳光高效吸收功能层采用的吸热玻璃还可以采用以下原料制备：
(1)SiO2 70.0-71.0质量份
(2)Al2O3 2.0-3.0质量份
(3)CaO 7.0-8.5质量份
(4)MgO 3.5-4.5，质量份
(5)R2O 14.0-15.0，质量份
(6)Fe2O 0.3-0.7质量份
(7)SnO 0.4-0.5质量份
在1480-1600℃下将物料熔成液态，再将液态的物料通过锡槽成型，退火窑退火后制备吸热玻璃，玻璃的中的二价铁含量占总铁含量的40-60％。6mm吸热玻璃可见光透过率大于70％，300-380紫外线吸收率大于90％，在760-2500纳米的近红外吸收大于85％。
本发明中，太阳光高效吸收功能层也可以是吸热夹胶胶片通过控制紫外线吸收剂、可见光吸收剂及近红外线吸收剂，并与普通浮法玻璃夹合制备的更为高效的夹胶玻璃。
吸热夹胶胶片还可以是由0.1-2质量份的过渡金属离子、0.2-10质量份的显色配体、0.2-5质量份的隐色配体、30-60质量份的成膜树脂、10-25质量份的增塑剂通过流延挤出设备制备的温致变色吸热夹胶胶片。这种温致变色吸热夹胶胶片是由0.2-5质量份的隐色配体、30-60份的成膜树脂、10-25份的增塑剂通过流延挤出设备制备的中间夹层膜材料。氧化钨，钨酸钠、钨酸钾、钨酸铯、掺锑二氧化锡、掺铟二氧化锡，五氧化二钒、掺杂钨的五氧化二钒、氧化钇、氧化锌、氧化铬、氧化铈、二氧化钛纳米粒子在近红外760-2500纳米波段具有强吸收功能，当这些材料表面引入醇羟基时可以作为隐色配体。当纳米粒子直径在1-200纳米时，纳米粒子对380-760纳米的可见光没有吸收及反射，因此可以用于制备透明的近红外吸收材料。直径在10-100纳米的氧化铁(Fe3O4)、亚铬酸铜(CuCr2O4)、氧化镍(NiO)、二硫化钼(MoS2)以及石墨烯等对可将光380-760具有广泛的吸收但不会产生散射，是良好的可见光吸收剂。二苯甲酮类如2，4-二羟基二苯甲酮，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等，和苯并三唑紫外线吸收剂如2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑等其能够在300-380纳米波段具有强吸收，并把吸收的光转化为黑体辐射热。其也常用作紫外线光稳定剂，防止树脂降解的作用，是良好的紫外线吸收剂。现有技术中，铝掺杂的氧化锌、三氟化铝掺杂的氧化锌、锡掺杂氧化铟或氟掺杂的氧化锡都是用在太阳能电池中。其导电性越好，辐射值越低，对黑体辐射的反射性越强。
聚乙烯醇缩丁醛及聚乙烯-醋酸乙烯共聚物常用作制备玻璃夹胶膜的树脂。体系中加入丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、己二酸二丁酯、己二酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、三甘醇二异辛酸酯等化合物一种或多种的混合作为增塑剂，用于提高夹层膜的流动性、柔软性及耐寒性。
本发明的吸热胶片以质量份数计，其组成可以包括：
树脂粉50-80份
增塑剂5-30份
近红外线光吸收纳米粒子0.01-2份
可见光吸收剂0.01-1份
紫外线吸收剂0.1-3份
抗氧剂0.5-5份
下面对通过流延挤出加工制备吸热夹胶胶片的方式进行说明。
第一种吸热夹胶胶片：
将钨酸铯纳米粒子0.01份、掺锑二氧化锡0.2份，聚乙烯醇缩丁醛50份，已二酸二丁酯15份，2，6-二叔丁基对苯酚0.2份，2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑0.5份，2，4-二羟基二苯甲酮0.1份，和硬脂酸钙0.3份通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度120℃，模口温度145℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽10厘米厚0.3毫米的薄膜。流延挤出机模口温度125℃。
第二种吸热夹胶胶片：
将钨酸铯纳米粒子0.01份、掺锑二氧化锡0.2份，掺铟二氧化锡0.8份，、氧化锌0.2份，聚乙烯醇缩丁醛53份，已二酸二丁酯15份，双亚磷酸酯二(十八醇)0.1份、硫代二丙酸二月桂酯0.2份，2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑0.5份，2，4-二羟基二苯甲酮0.1份，和三甘醇二异辛酸酯3份通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度140℃，模口温度145℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽10厘米厚0.3毫米的薄膜。流延挤出机模口温度125℃。
第三种吸热夹胶胶片：
将掺锑二氧化锡0.1份，掺杂钨的五氧化二钒0.1份、氧化铈1份、二氧化钛0.01份、掺锑二氧化锡0.2份，氧化锌0.2份，聚乙烯-醋酸乙烯共聚物80份，丁二酸二甲酯15份，邻苯二甲酸二甲酯5份，双亚磷酸酯二(十八醇)0.1份、硫代二丙酸二月桂酯0.2份，2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑0.5份，2，4-二羟基二苯甲酮0.1份，和三甘醇二异辛酸酯3份、氧化镍(NiO)0.01份、二硫化钼(MoS2)0.2份，通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度140℃，模口温度145℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽10厘米厚0.3毫米的薄膜。流延挤出机模口温度135℃。
第四种吸热夹胶胶片：
将掺锑二氧化锡0.1份，氧化钇0.1份，聚乙烯-醋酸乙烯共聚物80份，、己二酸二丁酯15份，邻苯二甲酸二甲酯5份，2，6-二叔丁基-a-二甲氨基对甲酚0.1份、二苯基异辛酸亚磷酸酯0.2份，2，6-二叔丁基-a-二甲氨基对甲酚0.01份，2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑0.5份，2，4-二羟基二苯甲酮0.1份，和三甘醇二异辛酸酯3份、氧化铁(Fe3O4)0.01份、石墨烯0.01份，通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度140℃，模口温度125℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽10厘米厚0.3毫米的薄膜。流延挤出机模口温度135℃。
高效太阳光吸收夹胶胶片与普通玻璃三明治夹合可制备成高效太阳光吸收夹胶玻璃。制备的高效太阳光吸收夹胶玻璃，300-380纳米吸收大于99％，380-760纳米吸收20-40％，760-2500纳米吸收90-95％。制备高效太阳光吸收夹胶玻璃可以白玻浮法玻璃、超白浮法玻璃、物理或化学钢化的白玻浮法玻璃或超白玻浮法玻璃。优选为物理或化学钢化的超白浮法玻璃。
温致变色夹胶胶片可以通过、过渡金属离子、表面含有α醇羟基或β醇羟基的紫外-红外吸收纳米粒子、卤化物、有机氮化合物和/或磷化合物与聚乙烯醇缩丁醛或聚乙烯-醋酸乙烯共聚物、增塑剂、抗氧剂等通过挤出流延方式制备。
过渡金属离子为Fe(II)、Co(II)、Cu(II)、Ni(II)、Mn(II)、Cr(II)中的一种或多种的混合。
本发明光热响应体系的一种优选方案中，有机氮化合物和/或磷化合物为N(R)3、P(R)3、N+(R)3R1X-、P+(R)3R1X-、咪唑类化合物、噻吩类化合物、吡啶类化合物、嘌呤类化合物、呋喃类化合物、噻啉类化合物和苯并咪唑类化合物中的一种或多种的混合，其中，R为芳香基团或烷基，R1为烷基，X为卤素原子。
本发明的光热响应体系的一种优选方案中，卤化物为无机金属卤化物及季铵盐型卤化物。
本发明吸热夹胶胶片中的隐色配体为α醇羟基表面改性或β醇羟基表面改性的氧化钨、钨酸钠、钨酸钾、钨酸铯、掺锑二氧化锡、掺铟二氧化锡、五氧化二钒、掺杂钨的五氧化二钒、氧化钇、氧化锌、氧化铬、氧化铈、二氧化钛纳米粒子的一种或多种混合。纳米粒子的为1-500nm，羟基含量为0.1mol-10mol/kg。这些改性的纳米粒子同时起到吸收近红外性和温致变色隐色体配体的作用。
二苯甲酮类如2，4-二羟基二苯甲酮，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等，和苯并三唑紫外线吸收剂如2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑等其能够在300-380纳米波段具有强吸收，并把吸收的光转化为黑体辐射热。其也常用作紫外线光稳定剂，防止树脂降解的作用，是良好的紫外线吸收剂。
2，6-二叔丁基对苯酚、2，4，6-三叔丁基苯酚、2，6-二(十八烷基)-4-甲基苯酚、2，6-二叔丁基-a-二甲氨基对甲酚、2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚、4，4-双(2，6-二叔丁基苯酚)，4，4-硫代双(6-叔丁基间甲酚)己二醇[B-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、亚磷酸三苯酯、二苯基异辛酸亚磷酸酯、亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、季戊四醇双亚磷酸酯二(十八醇)、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二(十三)酯、硫代二丙酸酯聚酯、四(十二烷基硫基丙酸)季戊四醇酯，是良好的抗氧剂，可以添加到本发明的吸热夹胶胶片中。本发明的吸热夹胶胶片的制备工艺中，可以采用热稳定剂，包括但不限于：硬质酸钙、硬脂酸锡、马来酸二丁基锡等。热稳定剂与抗氧剂协同作用对于通过流延挤出加工制备夹胶膜防止树脂氧化，维持产品物理机械强度作用巨大。
聚乙烯醇缩丁醛及聚乙烯-醋酸乙烯共聚物常用作制备玻璃夹胶膜的树脂。体系中加入丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、己二酸二丁酯、己二酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、三甘醇二异辛酸酯等化合物一种或多种的混合作为增塑剂，用于提高夹层膜的流动性、柔软性及耐寒性。
作为助剂制备的树脂膜以质量份数计，其组成包括：
(1)过渡金属离子0.03-2.5份
(2)α、β醇羟基表面改性的热吸收纳米材料0.06-2份
(3)有机氮、磷化合物；0.1-5份
(4)卤化物；0.2-20份
(5)增塑剂10-40份
(6)聚合物树脂60-90份
(7)热稳定剂0.1-1份
(8)抗氧剂0.1-1份
(9)紫外吸收剂0.01-0.5份
本发明的实施例中，温致变色吸热夹胶胶片中的纳米粒子可以表面改性，具体可以包括：
第一种纳米粒子改性：
粒径为5纳米的氧化锌、氧化铬、氧化铈、粒子各1公斤，季戊四醇3公斤，二氧六环15公斤，用粒径为0.3毫米的氧化锆粒子的砂磨机研磨处理两小时，处理得到表面多元醇修饰的纳米氧化锌溶液。
第二种纳米粒子改性：
粒径为20纳米的氧化钨粒子50克，分散在2升的无水乙醇溶液中，加入5毫升羟丙基三乙氧基硅烷。在强烈搅拌下反应24小时，然后离心去除乙醇。在将干燥后的表面改性的纳米氧化钨通过砂磨机分散到2L戊二酸二甲酯溶液中。羟基含量为2mol/公斤。
第三种纳米粒子改性：
粒径为500纳米的五氧化二矾纳米粒子100克，分散在2升的无水乙醇溶液中。在搅拌条件下慢慢加入氯苄基三乙氧基硅烷20毫升。在强烈搅拌下反应24小时。反应溶液通入氮气除氧20分钟，然后加氯化亚铜20克，联吡啶10克及200克的羟乙基丙烯酸酯。反应溶液升温到70度，反应2小时。离心分干燥，制备表面接枝的五氧化二钒纳米粒子1905克，羟基含量5mol/公斤。
第四种纳米粒子改性：
粒径为30纳米的钨酸钠纳米颗粒100克，分散在2升的无水乙醇溶液中。在搅拌条件下慢慢加入2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-异丁酸10克。在剧烈搅拌下反应10小时。然后在溶液中加入2克偶氮二异丁氰，50毫升苄醇基苯乙烯。反应体系除氧后在70度条件下反应12小时。将制备的改性的纳米粒子离心干燥。制备到改性的纳米颗粒130克，羟基含量2mol/公斤。
第五种纳米粒子改性：
粒径为1纳米的二氧化钛纳米粒子500克，加入到5升己二酸二异丁酯中，然后在加入羟基含量为50的聚乙烯醇缩丁醛40克。将液体加入到砂磨机中，使用氧化锆粒子为0.3毫米。砂磨机处理两小时，得到透明的分散液。羟基含量0.1mol/公斤。
第六种纳米粒子改性：
粒径为100纳米的掺锑二氧化锡200g，加入到3升1.3-丁二醇中，在搅拌条件下慢慢加入氟癸基三乙氧基硅烷30ml。在强烈搅拌下反应24h，反应液通入氮气除氧20分钟。将干燥后的表面改性的纳米掺锑二氧化锡砂磨机处理两小时，得到透明分散液。羟基含量8mol/kg。
第七种纳米粒子改性：
粒径为300纳米的氧化钇50g，加入到2L甘油中，在搅拌条件下γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷10ml。在剧烈搅拌下反应12小时。然后在溶液中加入30ml环己烷。反应体系除氧后在60度条件下反应12小时。将制备的改性的纳米粒子离心干燥。制备到改性的纳米颗粒80克，羟基含量0.5mol/公斤。
第八种纳米粒子改性：
粒径为60纳米的钨酸铯在80℃的真空干燥箱中预干燥4小时，称取300g加入到3L聚乙烯醇的广口瓶中，超声分散30min，然后将其转移到三口烧瓶中，放入恒温水浴中匀速搅拌，用NaOH和HCl调节PH值，待搅拌均匀后从瓶口加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷20ml，反应6小时后取出过滤、洗涤，所得固体用无水乙醇索氏抽提24h，真空干燥12h，得到改性纳米颗粒412g，羟基含量4mol/公斤。
第九种纳米粒子改性：
粒径为200纳米的氧化铬150g，三羟甲基乙烷1公斤加入到2L乙二醇溶液中，在搅拌条件下慢慢加入甲基丙烯酰氧丙甲基三甲氧基硅烷50ml，混合强烈搅拌10小时，冷却至室温，离心，把下层膏状物放入烘箱内干燥，即得改性的纳米氧化铬300g，羟基含量10mol/公斤。
第十种纳米粒子改性：
粒径25nm掺铟二氧化锡20g，木糖醇1公斤，山梨醇1公斤，用粒径为0.3毫米的碳酸锆粒子的砂磨机研磨处理两小时，处理得到表面多元醇修饰的掺铟二氧化锡溶液。
本发明的吸热夹胶胶片可以为以下温致变色吸热夹胶胶片：
第一种温致变色吸热夹胶胶片：
将硝酸锰0.1份，(上述第一种改性纳米粒子)0.2份，(上述第二种改性纳米粒子)1份，四庚基溴化铵0.4份，氯化银1份，聚乙烯醇缩丁醛60份，已二酸二丁酯15份，2，6-二叔丁基对苯酚0.2份和硫代二丙酸二月桂酯0.3份通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度120℃，模口温度145℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽10厘米厚0.3毫米的薄膜。流延挤出机模口温度125℃。
第二种温致变色吸热夹胶胶片：
将硝酸钴2份，(上述第七种改性纳米粒子)1份，(上述第三种改性纳米粒子)0.1份，8-羟基噻啉6份，溴化银0.2份，聚乙烯醇缩丁醛80份，壬二酸二丁酯16份，2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑0.05份、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯2份，2，4，6-三叔丁基对苯酚10份和硬脂酸锡与马来酸二丁基锡各1份通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度120℃，模口温度145℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽20厘米厚0.4毫米的薄膜。流延挤出机模口温度125℃。
第三种温致变色吸热夹胶胶片：
将溴化锰0.5份，(上述第八种改性纳米粒子)2份，三(二苯基乙基磷乙基)磷5份，氯化银5份，聚乙烯醇缩丁醛90份，已二酸二丁酯15份，亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯0.2份和硬脂酸钙0.3份通过流延挤出机制备宽厚0.5毫米的薄膜。流延机模口温度125℃。
第四种温致变色吸热夹胶胶片：
将高氯酸镍0.2份，(上述第二种改性纳米粒子)2份，(上述第五种改性纳米粒子)0.1份，三环己基磷10份，四丁基溴化铵10份，碘化钙3份，聚乙烯-醋酸乙烯共聚物90份，丁二酸二甲酯10份、戊二酸二甲酯10份、邻苯二甲酸二甲酯10份、三甘醇二异辛酸酯10份，2，4-二羟基二苯甲酮0.01份，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.1份，2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑0.02份，2，4-二甲基-6-二叔丁基对苯酚0.5份和硬脂酸锡0.2份通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度120℃，模口温度145℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽20厘米厚0.6毫米的薄膜。流延机模口温度135℃。
第五种温致变色吸热夹胶胶片：
将六水氯化铬0.3份，(上述第六种改性纳米粒子和第八种改性纳米粒子)2份，8-羟基噻啉-5-磺酸4份，碘化银3份，聚乙烯乙烯醇共聚物65份，已二酸二丁酯15份，亚磷酸三苯酯0.2份和硬脂酸钙0.3份通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度120℃，模口温度145℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽20厘米厚0.7毫米的薄膜。流延机模口温度125℃。
第六种温致变色吸热夹胶胶片：
将硫酸铜1份，(上述第四种改性纳米粒子和第十种改性纳米粒子)各0.2份，三苯基磷10份，四丁基溴化铵10份，碘化钙1份，2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑0.5份，2，6-二叔丁基对苯酚0.2份，4，4-硫代双(6-叔丁基间甲酚)己二醇[B-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]0.3份，四(十二烷基硫基丙酸)季戊四醇酯1份，马来酸二丁基锡1份，聚乙烯醇缩丁醛70份，戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯各20份、通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度120℃，模口温度145℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽20厘米厚0.7毫米的薄膜。流延机模口温度125℃。
第七种温致变色吸热夹胶胶片：
将六水氯化锰和氯化锌各0.1份，(上述第一种改性纳米粒子、第四种改性纳米粒子和第十种改性纳米粒子)各0.1份，3-甲基噻啉0.4份，四丁基溴化铵10份，四丁基溴化磷10份，氯化银0.2份，2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑0.5份，2，6-二叔丁基对苯酚0.2份，4，4-硫代双(6-叔丁基间甲酚)己二醇[B-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]0.3份，四(十二烷基硫基丙酸)季戊四醇酯1份，马来酸二丁基锡1份，聚乙烯醇缩丁醛70份，戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯各20份、通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度120℃，模口温度145℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽20厘米厚0.7毫米的薄膜。流延机模口温度125℃。
第八种温致变色吸热夹胶胶片：
将绿化亚铁2份，(上述第一种改性纳米粒子、第四种改性纳米粒子和第十种改性纳米粒子)各0.1份，苯并呋喃15份，乙基三苯基碘化磷5份，碘化钙5份，聚乙烯-醋酸乙烯共聚物90份，丁二酸二甲酯10份、戊二酸二甲酯10份、邻苯二甲酸二甲酯10份、三甘醇二异辛酸酯10份，2，4-二羟基二苯甲酮0.01份，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.1份，2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑0.02份，2，4-二甲基-6-二叔丁基对苯酚0.5份和硬脂酸锡0.2份通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度120℃，模口温度145℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽20厘米厚0.6毫米的薄膜。流延机模口温度135℃。
第九种温致变色吸热夹胶胶片：
将溴化镍0.1份，(上述第七种改性纳米粒子和第十种改性纳米粒子)各0.2份，三乙胺0.4份，氯化银1份，聚乙烯醇缩丁醛60份，已二酸二丁酯15份，4，4-硫代双(6-叔丁基间甲酚)0.2份和0.3份的硬脂酸钙，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮0.05份，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.05份通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度120℃，模口温度145℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽20厘米厚0.7毫米的薄膜。流延机模口温度110℃。
第十种温致变色吸热夹胶胶片：
将硝酸钴，硫酸亚铁各2.5份，(上述第五种改性纳米粒子和第九种改性纳米粒子)各0.2份，三正辛基磷6份，溴化银0.2份，聚乙烯醇缩丁醛80份，2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮0.4份，2-(2ˊ-羟基-5ˊ-甲基苯基)苯并三氮唑0.1份，4，4-双(2，6-二叔丁基苯酚0.5份，4，4-硫代双(6-叔丁基间甲酚)己二醇[B-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]0.2份，四(十二烷基硫基丙酸)季戊四醇酯0.1份，硬脂酸锡0.1份，邻苯二甲酸二甲酯和三甘醇二异辛酸酯各20份通过双螺杆挤出机造粒。螺杆挤出机熔融段温度120℃，模口温度135℃。制备的粒料通过流延挤出成型机，制备宽20厘米厚0.7毫米的薄膜。流延机模口温度110℃。
温致变色的高效太阳光吸收的吸热夹胶胶片与普通玻璃三明治夹合可制备成温致变色的高效太阳光吸收的夹胶玻璃。制备高效太阳光吸收夹胶玻璃可以白玻浮法玻璃、超白浮法玻璃、物理或化学钢化的白玻浮法玻璃或超白玻浮法玻璃。优选为物理或化学钢化的超白浮法玻璃。制备的温致变色的高效太阳光吸收的夹胶玻璃，300-380纳米吸收大于99％，760-2500纳米吸收90-95％。在380-760纳米可见光波段，随温度0-70摄氏度变化，吸收率由20％增加到60％。
太阳光被太阳光高效吸收层吸收好，高效转化为热能，即太阳光高效吸收功能层的玻璃温度迅速升高。常温25摄氏度的波长约为15微米。如果在玻璃的表面镀一层特定的金属或金属氧化物，大大提高其在3微米—100微米波段的反射。普通玻璃的热辐射值为0.84，传统的镀银玻璃产品如单银玻璃、双银玻璃及三银玻璃，在3-100微米的波段具有较高的反射率，可以具有较低的热辐射系数，三银玻璃e值最低可达0.02-0.03。然而，这种镀银的低辐射玻璃在760-2500纳米的近红外线波段具有较高的反射率，单银的low-e玻璃近红外的反射率超过60％，双银的low-e玻璃近红外线反射率超过90％，而三银的low-e玻璃近红外线反射率超过95％，low-e玻璃的反射特性会阻止阳光中的近红外线到达太阳光高效吸收层，影响太阳光光热转化效率。本发明单向光热传递智能玻璃系统的黑体辐射功能层要求在300-2500纳米波段要有高度透过，极低的反射率。因此，黑体辐射强反射层需要选用特定的厚度的金属或金属氧化物层，达到在300-2500纳米波段透过率大于85％，而在3-100微米波段的反射高于95％。黑体辐射反射率也可以通过热辐射率体现，普通玻璃的率为0.84，而镀膜面的反射率在0.2-0.02之间。
黑体辐射强反射玻璃功能层可以通过在超白浮法玻璃表面通过气相沉积、真空蒸镀、或磁控溅射方式镀一层或多层50-1500纳米的Al2O3+ZnO(Al2O3含量在2-3％)，In2O3+SnO2(SnO2含量在8-15％)，SnO2+F，ZnO+F，Al2O3+ZnO+F，等制备。优选为600-700纳米厚度的In2O3+SnO2，400-800纳米厚度的Al2O3+ZnO及200-600纳米厚度的Al2O3+ZnO+F。在蒸镀溅射过程中，玻璃基体的温度也是影响功能层在300-2500纳米波段透过率，及而在3-100微米波段的反射率。优选温度为100-400摄氏度。
气体对流是热量传递一种主要方式。减少降低气体对流是抑制传热的主要方式之一。单向光热传递智能玻璃系统的对流抑制层是通过吸热层与透光层间形成封闭的空腔形成的。其可以是真空层，或是填充惰性气体的间隔层。真空层厚度为0.1-0.3毫米，真空度为1-10pa，填充的惰性气体为氮气、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)。透光层可以是超白玻璃，镀有黑体辐射热强反射的超白玻璃以及太阳光透光率大于92％的聚对苯二甲酸脂、聚碳酸酯或聚丙烯酸脂片材构成。气体间隔层的厚度为6-18毫米，优选为12-16毫米。
本发明的单向光热传递的智能玻璃系统由高效太阳光吸收功能层、黑体辐射强反射功能层及热对流抑制层按照特定位置组合制备的。图1(a)至图1(c)显示了由高效太阳光吸收的吸热玻璃及高效太阳光吸收的夹胶胶片和高效太阳光吸收的温致变色夹胶胶片制备的单向光热传递的智能玻璃系统。图1(a)至图1(c)中，1为太阳光高效吸收功能层，其从左往右第一面为非镀膜处理，热辐射系数为0.84。高效太阳光吸收功能层的第二面为黑体辐射强反射功能层，其要求对300-2500纳米的透过率高于85％，而在3-100微米的反射高于95％。高效太阳光吸收功能层玻璃需通过化学或物理方法强化处理。太阳光高效吸收功能层可以为夹胶玻璃，采用化学或物理强化或半强化有色或超白浮法玻璃夹胶而成。热对流抑制层可以是真空层，或是填充惰性气体的间隔层。真空层厚度为0.1-0.3毫米，真空度为1-10pa，填充的惰性气体为氮气、氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)。气体间隔层的厚度为6-18毫米，优选为12-16毫米。
单向光热传递的智能玻璃系统，当太阳光之间照射太阳光高效吸收功能层时，99％的紫外线，适量的可见光大于95％的近红外光，并转化为热量。由于玻璃系统的2，4，6面的黑体辐射强反射功能层及热对流抑制层的协同作用，使得太阳光高效吸收功能层产生的热量大于95％向第一面方向传递。而当太阳光在照射单向光热传递智能玻璃系统时，黑体辐射强反射功能层允许大于85％的300-2500波段的太阳光透过，并在太阳光高效吸收功能层转化为热量。由于黑体辐射强反射功能层及热对流抑制层的协同作用，使得太阳光高效吸收功能层产生的热量大于95％向第一面单方向传递。单向光热传递智能玻璃系统具有超低的传热吸收，其k值可低于0.4。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
常见的中空玻璃特别是Low-E中空玻璃具有很好的隔热效果以及低的导热系数，Low-E玻璃对近红外线、黑体辐射热都有反射作用，甚至对可见光也有一定反射作用，但对黑体辐射反射低。常见的市场上的Low-E玻璃对3-100微米的黑体辐射热具有较低的热辐射值，同时这些玻璃对760-2500纳米的近红外线具有较高的反射系数。对于760-2500纳米(位于近红外线谱段)的反射，常见的单银Low-E玻璃可以达到70％，双银的Low-E玻璃可以接近90％，而三银Low-E玻璃反射超过95％。中空Low-E玻璃，特别是对于Low-E膜处于玻璃朝向室内一侧时，具有较好的隔热效率。然而由于其反射的特征，当Low-E中空玻璃翻转方向时，其遮阳系数会有小幅的改变(约0.1-0.2)，也就是虽然在夏天具有较好的隔热性能，但冬天时太阳光利用非常低。
本发明玻璃系统在夏季时的工作机理为：太阳光高效吸收功能层面向室外，太阳光透射层面向室内，太阳光高效吸收层吸收大部分紫外线、近红外和部分可见光等后将其转化为黑体辐射热，黑体辐射强反射功能层则将这些黑体辐射热向室外反射，同时加上热对流抑制层对热传导的阻绝，使得满足室内采光的同时，避免太阳光的入射造成的屋内升温过高。本发明玻璃系统在冬季时的工作机理为：将门窗翻转180度，太阳光透射层面向室外，太阳光高效吸收功能层面向室内，大部分的太阳光可以透过太阳光透射层和黑体辐射强反射功能层，一方面在太阳光高效吸收层转化为热能，向室内散发，使整个玻璃变成加热片，起到“开源”的作用，另一方面，黑体辐射强反射功能层将室内温度产生的，特别是室内加热供暖设备产生的黑体辐射，以及太阳光高效吸收层产生的黑体辐射再反射回室内，大大降低了室内热量散失，起到了“节流”的作用。本发明系统这种动机工作机理和方式原理巧妙，大大提高了冬季节能保温那只增温效果，最大程度利用和发挥了180度翻转门窗这种机构的技术效益。
本发明的单向光热传递智能玻璃系统，其太阳光高效吸收层对300-380纳米的紫外线具有99％的吸收，760-2500纳米的近红外具有95％以上的吸收，对于380-760纳米的可见光具有适度的吸收，吸收层吸收太阳光后转化为黑体辐射热。通过黑体辐射强反射功能层及热对流抑制层的协同作用，使得转发的黑体辐射热向单方向辐射。特别重要的是单向光热传递智能玻璃系统的黑体辐射强反射功能层对于300-2500纳米波段的太阳光具有85％以上的透过率，因此玻璃系统转变方向时，玻璃系统的遮阳系数可实现超过0.5以上的改变。这样就实现的通过玻璃系统的方向转变，最大程度的遮阳或利用太阳热。
本发明的单向光热传递的智能玻璃系统，当太阳光在玻璃系统不同方向照射时，呈现不同的光热性质。当太阳光高效吸收层处于室外侧时，太阳光照射在与传统的玻璃表面，被99％的紫外线、适量的可见光及95％的近红外线转化为黑体辐射热，通过黑体辐射强反射功能层及热辐射抑制层的协同作用，将90％的热量屏蔽在室外。室内进入适量的可见光，室内侧无灼晒感。当太阳光高效吸收层处于室内侧时，大于85％的太阳光可以透过黑体辐射强反射功能层，在太阳光高效吸收层转化为热能，向室内散发，整个玻璃变成加热片。光热吸收层特别是双银、三银中空或真空Low-E玻璃，除了具有较低的传热系数，即k值外，还有如下特点。
单向光热玻璃系统不同于双银、三银中空玻璃，具有较低反射率，因此不会产生光污染。
单向光热玻璃系统的太阳光高效吸收功能层和黑体辐射强反射层更稳定，双银、三银的银膜不稳定，易被空气中的硫化物氧化而失去节能性能。
单向光热玻璃系统太阳光的两个面具有非常大的遮阳系数差，遮阳系数可以由0.8降低到0.2，遮阳系数差值可以大于0.6。而Low-E玻璃转变面SC值也有一定的变化，但其变化仅为0.1左右。
单向光热传递智能玻璃系统，当高效吸收层处于室内侧时，其SC值可以大于0.8，其可以将太阳光最大限度的转化为热量，向室内散发。而传统的中空、真空玻璃尽管有些配置的遮阳系数可以达到0.8，但是其太阳光转化为热能的效率远远低于单向光热传递智能玻璃系统。
附图说明
图1(a)为吸热玻璃构成的单向光热传递玻璃系统结构示意图，图1(b)为吸热玻璃构成的双腔单向光热传递玻璃系统示意图，图1(c)为吸热夹胶或温致变色双腔单向光热传递玻璃系统示意图；
图2(a)为单向光热传递玻璃系统的吸热层处于室外侧时光热传递机理示意图，图2(b)为单向光热传递玻璃系统的吸热层处于室内侧时光热传递机理示意图；
图3为太阳光光谱图及黑体辐射热波谱图。
图4为镀银Low-E玻璃与黑体辐射强反射镀膜玻璃太阳光透过光谱图。
图中有：太阳光高效吸收功能层1、热对流抑制层2、黑体辐射强反射功能层3、太阳光透射层4、紫外线A、可见光B、近红外线C、黑体辐射热D。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。
实施例1
66％的SiO2、2％的Al2O3、9％的CaO、4.5％的MgO、15％的R2O，0.6％的Fe2O3，0.01％CoO以及2.89％的SnO混合均匀后，将混均匀的物料输入到窑头料仓中，通过加料机进入熔窑内，在1480-1600℃下将物料熔成液态，再将液态的物料通过锡槽成型，退火窑退火后，经过切裁制备成吸热玻璃。
实施例2
66％的SiO2、2％的Al2O3、9％的CaO、4.5％的MgO、15％的R2O，0.8％的Fe2O3，0.02％CoO以及3.89％的SnO混合均匀后，将混均匀的物料输入到窑头料仓中，通过加料机进入熔窑内，在1480-1600℃下将物料熔成液态，再将液态的物料通过锡槽成型，退火窑退火后，经过切裁制备成吸热玻璃。
实施例3
实施例1制得的吸热玻璃，清洗干净后置于磁控溅射仪器中，用ZnO掺杂2.5％Al2O3作为靶材，工作压力在0.1-8Pa，靶材到玻璃表面间距离保持在15厘米，玻璃温度为120摄氏度。沉积速度控制在20纳米/分钟，沉积厚度在800纳米。制得的玻璃为GLSa1，其在300-380纳米吸收为80％，380-760纳米吸收为30％，760-2500纳米吸收为85％，3-100微米波段反射率92％。
实施例4
实施例2制得的吸热玻璃，清洗干净后置于磁控溅射仪器中，用氧化铟掺杂13％氧化锡作为靶材，工作压力在0.1-8Pa，靶材到玻璃表面间距离保持在15厘米，玻璃温度为120摄氏度。沉积速度控制在20纳米/分钟，沉积厚度在650纳米。制得的玻璃为GLSa2，其在300-380纳米吸收为83％，380-760纳米吸收为56％，760-2500纳米吸收为88％，3-100微米波段反射率91％。
实施例5
一块4毫米厚的钢化超白玻璃，清洗干净后置于磁控溅射仪器中，用ZnO掺杂2.5％Al2O3作为靶材，工作压力在0.1-8Pa，靶材到玻璃表面间距离保持在15厘米，玻璃温度为120摄氏度。沉积速度控制在20纳米/分钟，沉积厚度在800纳米。制得的玻璃为GLA1，其在300-380纳米透过率85％，380-760纳米透过率为93％，760-2500纳米透过率86％，反射率1.2％，3-100微米波段反射率92％。
实施例6
一块4毫米厚的钢化超白玻璃，清洗干净后置于磁控溅射仪器中用氧化铟掺杂13％氧化锡作为靶材，工作压力在0.1-10Pa，靶材到玻璃表面间距离保持在15厘米，玻璃温度为200摄氏度。沉积速度控制在20纳米/分钟，沉积厚度在800纳米。制得的玻璃为GLA2，其在300-380纳米透过率84％，380-760纳米透过率为95％，760-2500纳米透过率为88％、反射率为2％，3-100微米波段反射率90％。
实施例7
一块4毫米厚的钢化超白玻璃，清洗干净后置于磁控溅射仪器中用氧化铟掺杂13％氧化锡作为靶材，工作压力在0.1-10Pa，靶材到玻璃表面间距离保持在15厘米，玻璃温度为200摄氏度。沉积速度控制在20纳米/分钟，沉积厚度在800纳米。制得的玻璃为GLA2，其在300-380纳米透过率84％，380-760纳米透过率为95％，760-2500纳米透过率为88％，反射率为1.6％，3-100微米波段反射率90％。
实施例8
一块4毫米厚的钢化超白玻璃，清洗干净后置于磁控溅射仪器中用氧化锌掺杂6％三氟化铝作为靶材，工作压力在0.1-10Pa，靶材到玻璃表面间距离保持在8厘米，玻璃温度为400摄氏度。沉积速度控制在20纳米/分钟，沉积厚度在800纳米。制得的玻璃为GLA3，其在300-380纳米透过率90％，380-760纳米透过率为94％，760-2500纳米透过率为89％、反射率为0.9％，3-100微米波段反射率94％。
实施例9
一块4毫米厚的钢化超白玻璃，清洗干净后置于磁控溅射仪器中用氧化锡掺杂氟作为靶材(锡氟的摩尔比为3)，工作压力在0.1-10Pa，靶材到玻璃表面间距离保持在8厘米，玻璃温度为300摄氏度。沉积速度控制在10纳米/分钟，沉积厚度在1400纳米。制得的玻璃为GLA4，其在300-380纳米透过率86％，380-760纳米透过率为92％，760-2500纳米透过率为86％，反射率为1.8％，3-100微米波段反射率86％。
实施例10
实施例3制备的GLSa1与一块超白钢化玻璃制备成中空玻璃。中空腔厚度为18毫米，充95％的氩气。GLSa1镀膜层位于图1(a)中太阳光高效吸收功能层1的右侧。以上玻璃表示为：GLSa1+18(Ar95％)+超白。玻璃的热传导系数K值为1.7，GLSa2面处于室外时，太阳能透过率(SHGC)35％，可见光透过率VIS为68％。当GLSa1处于室内侧时，太阳能透过率(SHGC)95％，可见光透过率VIS为68％。
实施例11
实施例4制备的GLSa2与一块超白钢化玻璃制备成真空玻璃，空腔厚度为0.3毫米，GLSa2镀膜层位于图1(a)中太阳光高效吸收功能层1的右侧。以上玻璃表示为：GLSa2+0.3(真)+超白。玻璃的热传导系数K值为0.8，GLSa1面处于室外时，太阳能透过率(SHGC)25％，可见光透过率VIS为48％。当GLSa2处于室内侧时表示为太阳能透过率(SHGC)95％，可见光透过率VIS为48％。
实施例12
实施例4制备的GLSa2与实施例5制备的GLA1玻璃制备成真空玻璃，空腔厚度为0.3毫米，同时与另一块钢化超白玻构成中空玻璃，中空腔厚度为18毫米，充90％氩气，形成三玻两腔结构。GLSa2的镀膜层处于图1(c)中太阳光高效吸收功能层1的右侧，GLA1镀膜层处于图1(c)中太阳光透射层4的右侧。以上玻璃表示为：GLSa2+0.3(真)+GLA1+18(Ar90％)+超白玻。玻璃的热传导系数K值为0.4，GLSa1面处于室外侧时，太阳能透过率(SHGC)23％，可见光透过率VIS为47％。当GLSa2处于室内侧时太阳能透过率(SHGC)93％，可见光透过率VIS为47％。
实施例13
一片4毫米的钢化超白玻璃与说明书制备吸热夹胶胶片及实施例5制备的GLA1玻璃制备成夹胶玻璃。夹胶玻璃通过真空吸气袋法，夹胶炉温度为145度，压力控制在10-12bar，制备的夹胶玻璃与另一块钢化超白玻构成中空玻璃，中空腔厚度为18毫米，充90％氩气，形成三玻两腔结构。GLA1的镀膜层位于图1(b)中太阳光高效吸收功能层1的右侧。以上玻璃表示为：超白+吸热夹胶胶片+GLA1+18(填充Ar90％)+超白玻。玻璃的热传导系数K值为1.6，夹胶玻璃面处于室外侧时，太阳能透过率(SHGC)33％，可见光透过率VIS为57％。当夹胶玻璃处于室内侧时太阳能透过率(SHGC)93％，可见光透过率VIS为57％。
其中：温致变色可见光(vis)及太阳能透过率值分别为15摄氏度和65摄氏度时的值。
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高效单向光热传递的智能玻璃系统，其特征在于，该系统包括太阳光高效吸收功能层(1)、设置在所述太阳光高效吸收功能层(1)一侧的黑体辐射强反射功能层(3)、设置在所述黑体辐射强反射功能层(3)背对太阳光高效吸收功能层(1)一侧的至少一个太阳光透射层(4)，所述黑体辐射强反射功能层(3)与太阳光透射层(4)之间的区域，以及在太阳光透射层(4)为多个时，两相邻太阳光透射层(4)之间的区域，均为密闭中空或真空的热对流抑制层(2)，所述太阳光高效吸收功能层(1)为对太阳光中紫外线吸收率大于或等于99％，对太阳光中的近红外线吸收率大于或等于95％的玻璃，所述黑体辐射强反射功能层(3)为对太阳光透过率大于或等于85％，对黑体辐射热反射率大于或等于95％的玻璃或镀膜玻璃。
2.根据权利要求1所述的高效单向光热传递的智能玻璃系统，其特征在于，所述紫外线的波长为300—380纳米，所述近红外线的波长为760-2500纳米，所述黑体辐射强反射功能层(3)对300-2500纳米波长的太阳光透过率大于或等于85％，所述黑体辐射热的波长为3-100微米。
3.根据权利要求1所述的高效单向光热传递的智能玻璃系统，其特征在于，所述热对流抑制层(2)的中空空腔中填充有氩气、氪气或氙气。
4.根据权利要求1所述的高效单向光热传递的智能玻璃系统，其特征在于，所述镀膜玻璃是由超白玻璃在背对太阳光高效吸收功能层(1)的一面镀一层或多层以下材料的镀膜得到：铝掺杂的氧化锌、三氟化铝掺杂的氧化锌、锡掺杂氧化铟或氟掺杂的氧化锡。
5.根据权利要求4所述的高效单向光热传递的智能玻璃系统，其特征在于，所述黑体辐射强反射功能层(3)的每层镀膜厚度在100-1000纳米。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的高效单向光热传递的智能玻璃系统，其特征在于，所述太阳光透射层(4)为超白玻璃或光透率大于92％的片材，所述片材由聚对苯二甲酸脂、聚碳酸酯或聚丙烯酸脂制成。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的高效单向光热传递的智能玻璃系统，其特征在于，所述太阳光透射层(4)的材质、结构和功能与黑体辐射强反射功能层(3)相同，即也是对太阳光透过率大于或等于85％，对黑体辐射热反射率大于或等于95％的玻璃或镀膜玻璃。
8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的高效单向光热传递的智能玻璃系统，其特征在于，所述高效太阳光吸收功能层(1)是具有红外线、紫外线、可见光吸收能力的吸热玻璃或吸热夹胶胶片与浮法玻璃制备的夹胶玻璃。
9.根据权利要求8所述的高效单向光热传递的智能玻璃系统，其特征在于，所述吸热夹胶胶片是由0.2-5质量份的近红外纳米吸收材料、30-60份的成膜树脂、10-25份的增塑剂通过流延挤出设备制备的中间夹层膜材料；
所述近红外纳米吸收材料为氧化钨、钨酸钠、钨酸钾、钨酸铯、掺锑二氧化锡、掺铟二氧化锡、五氧化二钒、掺杂钨的五氧化二钒、氧化钇、氧化锌、氧化铬、氧化铈、二氧化钛纳米粒子的一种或多种混合；
所述成膜树脂为聚乙烯醇缩丁醛或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或三甘醇二异辛酸酯。
10.根据权利要求8所述的高效单向光热传递的智能玻璃系统，其特征在于，所述吸热夹胶胶片为以下方法制备的温致变色吸热夹胶胶片：0.1-2质量份的过渡金属离子、0.2-10质量份的显色配体、0.2-5质量份的隐色配体、30-60质量份的成膜树脂、10-25质量份的增塑剂通过流延挤出设备制备；
所述过渡金属离子为Fe(II)、Co(II)、Cu(II)、Ni(II)或Mn(II)过渡金属离子；
所述显色配体为卤化物、N(R)3、P(R)3、N+(R)3R1X-、P+(R)3R1X-、咪唑类化合物、噻吩类化合物、吡啶类化合物、嘌呤类化合物、呋喃类化合物、噻啉类化合物、苯并咪唑类的有机化合物的一种或多种混合，所述苯并咪唑类的有机氮化合物为苯并咪唑类的有机氮化合物或苯并咪唑类的有机磷化合物；
所述隐色配体为α醇羟基表面改性或β醇羟基表面改性的氧化钨、钨酸钠、钨酸钾、钨酸铯、掺锑二氧化锡、掺铟二氧化锡、五氧化二钒、掺杂钨的五氧化二钒、氧化钇、氧化锌、氧化铬、氧化铈、二氧化钛纳米粒子的一种或多种混合；
所述成膜树脂为聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或乙烯甲基丙烯酸共聚物，所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或三甘醇二异辛酸酯。
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