CN109987862A - 一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃及其制备方法，其特征在于，包括两块平行叠放的玻璃、与玻璃构成空腔的间隔件和密封胶、空腔中填充的并排放置的气凝胶板材和温敏变色水凝胶，所述气凝胶为疏水气凝胶或具有内部疏水、表面亲水结构特征的气凝胶。本发明的温敏隔热玻璃随着环境温度升高，外观由透明态智能可逆转变为透光不透明态，可以智能呈现图像或文字等信息；温敏变色水凝胶将气凝胶板材并排粘结，减小气凝胶板材的尺寸大小，降低生产大尺寸气凝胶对设备的要求；并且具有超低的导热系数以及优异的隔音性能减震吸能性能，可广泛应用于绿色建筑、超低能耗建筑的保温隔热窗、幕墙等围护结构以及采光顶、隔墙、交通运输等领域。

Description

一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及隔热保温、温敏变色、智能显示、隔音、采光玻璃领域，尤其涉及一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃及其制备方法。

背景技术

玻璃是一种透明度、强度及硬度都很高，不透气的物料，玻璃在日常环境中呈化学惰性，亦不会与生物起作用，故此，用途非常广泛。现有技术中用于建筑物的玻璃，主要是用来封闭、采光、保温。随着我国经济的高速发展，人们对生活质量的要求越来越高，建筑的玻璃门窗面积越来越大，建筑玻璃已从过去单纯作为采光和装饰用材料，逐渐向安全防火、保温隔热、隔音降噪、智能控制光线等方向发展。

温敏变色水凝胶是对温度刺激具有响应性的智能高分子材料，表面含有亲水官能团和疏水官能团，随着温度的变化，该智能高分子材料在很窄的温度范围内溶解度会发生巨变，透明状和白浊状之间可以发生可逆转化，那么该智能材料用于调光窗，可以适应周围的环境，当气温低于临界温度时，温敏变色水凝胶为透明状，太阳光可以透射，当气温高于临界温度时，温敏变色水凝胶变为乳白色，阻止太阳光透射，并且显著降低近红外辐射的透过率，具有调光调温效果，但是，其保温性能非常有限，应用受到制约。

气凝胶是一种由纳米级颗粒堆积而成的、具有纳米级孔洞的轻质固体材料，因此具有极高的孔隙率、比表面积，优异的化学稳定性和不燃性，表现出优异的轻质、透光、隔热、保温、隔音、防火、抗冲击性能。因此。若将气凝胶、温敏变色水凝胶与玻璃复合可以实现同时兼有透明、保温隔热、温敏变色、智能遮阳、智能显示功能的玻璃门窗。

发明内容

本发明的目的是提供一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃及其制备方法。

一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，包括两块平行叠放的玻璃、与玻璃构成空腔的间隔件和密封胶、空腔中填充的复合气凝胶层，所述复合气凝胶层包括并排放置和/或平行叠放的气凝胶板材和温敏变色水凝胶，所述气凝胶板材为疏水气凝胶板材或具有内部疏水、表面亲水结构特征的气凝胶板材。

在其中一个实施例中，所述玻璃为钢化玻璃、铯钾玻璃、微晶玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、浮法玻璃、着色玻璃、镀膜玻璃、压花玻璃、夹胶玻璃中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述气凝胶板材与所述温敏变色水凝胶按照规则方式并排排列；所述温敏变色水凝胶与所述气凝胶板材、所述玻璃板材相互粘结。

在其中一个实施例中，所述气凝胶板材与所述温敏变色水凝胶按照规则方式并排排列和平行叠放；所述气凝胶板材与气凝胶板材之间、气凝胶板材与玻璃之间、气凝胶板材与间隔条之间由温敏变色水凝胶粘结。

在其中一个实施例中，所述温敏变色水凝胶为聚丙烯酰胺类水凝胶、环氧烷共聚物水凝胶。

在其中一个实施例中，所述聚丙烯酰胺类水凝胶包括聚合单体、去离子水。

在其中一个实施例中，所述聚合单体为丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意一种或多种的混合物。

在其中一个实施例中，所述聚丙烯酰胺类水凝胶还包括增稠剂、二价金属盐、交联剂、引发剂、表面活性剂、温敏嵌段材料。

在其中一个实施例中，所述增稠剂为明胶、琼脂、甲基纤维素、海藻酸钠、卡拉胶、羧乙基纤维素中的一种或者多种的混合物；所述二价金属盐为氯化钡、氯化钙、磷酸二氢钙、硫酸钙、硝酸钙、乳酸钙中的一种或几种混合物；所述交联剂为N,N '-亚甲基双丙烯酰胺，N,N,N ',N '-四甲基乙二胺和二甲基丙烯酸乙二醇酯的混合物；所述引发剂为过氧化酰、过氧化氢、过硫酸钠、过硫酰胺、乙二胺、吗啉、五元环胺、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵中一种或几种的混合物；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、甘胆酸钠、硫酸月桂酯、二烷基磺基琥珀酸钠、聚乙二烯醇烷基芳基醚硫酸钠中的一种或多种混合物；所述温敏嵌段材料聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯-聚氧丁烯-聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧乙烯-聚氧戊烯-聚氧乙烯嵌段共聚物中的一种或两种混合物。

在其中一个实施例中，所述环氧烷共聚物水凝胶为以聚环氧乙烷为亲水链端、以聚环氧丙烷或聚环氧丁烷或聚乳酸为疏水链端的嵌段共聚物水凝胶。

在其中一个实施例中，所述间隔条为浮法玻璃间隔条、钢化玻璃间隔条、不锈钢间隔条、铝间隔条、断桥铝间隔条、陶瓷间隔条中的一种；或者所述间隔条具有空腔结构，空腔中填充干燥剂。

在其中一个实施例中，所述密封胶为丁基密封胶、硅酮胶、水合硅酸钠、硅酸钾水合物中的一种或多种。

一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的制备方法，包括以下步骤：

（1）制作玻璃空腔，用密封胶将一片玻璃与间隔条制成一面敞开的空腔；

（2）预灌注温敏变色水溶胶，在玻璃空腔底面上预先灌注一层温敏变色水溶胶；

（3）填充气凝胶，按照规则图形摆放气凝胶板材；

（4）封面，用密封胶和另一片玻璃将步骤（3）的空腔密封，预留至少一个进料口；

（5）灌注温敏变色水溶胶，将温敏变色水溶胶从进料口灌入步骤（4）的空腔中，所述温敏变色水溶胶为所述温敏变色水凝胶凝胶前的状态，在灌入密封空腔后才开始凝胶；

（6）封口，用密封胶或密封件将进料口密封。

在其中一个实施例中，所述步骤（5）之后对所述灌注温敏变色水溶胶的玻璃进行振动密实处理或超声波处理或加热处理或紫外线辐射处理。

在其中一个实施例中，所述步骤（6）之后还包括密封步骤，所述密封步骤为将步骤（6）的玻璃的四周用所述密封胶进行密封处理。

上述含气凝胶的温敏隔热保温玻璃随着环境温度升高，外观由透明态智能可逆转变为透光不透明态，可以智能呈现图像或文字等信息；温敏变色水凝胶将气凝胶板材并排粘结，减小气凝胶板材的尺寸大小，降低生产大尺寸气凝胶对设备的要求；并且具有超低的导热系数以及优异的隔音性能减震吸能性能，可广泛应用于绿色建筑、超低能耗建筑的保温隔热窗、幕墙等围护结构以及采光顶、隔墙、交通运输等领域。

附图说明

图1为本发明的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的截面图；

图2为本发明的一种复合气凝胶层的平面图；

其中1为玻璃，2为复合气凝胶层，21为温敏变色水凝胶，22为气凝胶板材，3为间隔件，4为密封胶。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本发明的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的一种实施例，包括两块平行叠放的玻璃1、与玻璃1构成空腔的间隔件3和密封胶4、空腔中填充的复合气凝胶层2，所述复合气凝胶层2由气凝胶板材22和温敏变色水凝胶21组合而成，所述气凝胶板材22为疏水气凝胶板材或具有内部疏水、表面亲水结构特征的气凝胶板材。优选具有优异透光性能的SiO₂气凝胶。

此外，本发明的玻璃空腔中的气凝胶板材和温敏变色水凝胶不限于并排放置，气凝胶板材和玻璃之间、气凝胶板材和间隔条之间还可以平铺一层温敏变色水凝胶。

如此，本发明将温敏变色玻璃与气凝胶保温隔热玻璃相结合，制得兼有保温隔热、温敏变色、透明采光、隔音性能的多功能复合玻璃，可以智能显示图像文字等信息，并且，当温度较低时，温敏变色水凝胶为透明态，气凝胶板材也是透明态，随着温度升高，温敏变色水凝胶溶解度发生突变，由透明态转变为白浊态，与气凝胶板材的透光率差别较大，进而呈现出提前设计的图案或文字信息，提高气凝胶玻璃的艺术价值；另外，温敏变色水凝胶具有良好的柔韧性，与气凝胶板材、玻璃之间具有良好的界面结合强度，将气凝胶板材限定在较小的空位，一方面保护气凝胶不易受外界应力（如玻璃变形）破坏，一方面，减小气凝胶板材的尺寸，降低大尺寸气凝胶对设备的高要求，降低生产成本，提高生产效率。

本实施例中，所述玻璃为钢化玻璃、铯钾玻璃、微晶玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、浮法玻璃、着色玻璃、镀膜玻璃、压花玻璃、夹胶玻璃中的一种或多种。

如此，选用铯钾玻璃、微晶玻璃等防火玻璃可以提高本发明的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的防火性能；选用镀膜玻璃，如low-e镀膜玻璃可以进一步提高隔热性能；选用夹胶玻璃可以进一步提高安全性能；选用着色玻璃、压花玻璃可以进一步提高美观性。

本实施例中，所述气凝胶板材与所述温敏变色水凝胶按照规则方式并排排列；所述温敏变色水凝胶与所述气凝胶板材、所述玻璃板材相互粘结。

如此，气凝胶板材与温敏变色水凝胶按照规则方式排列，如“田”字（如图2所示）、“日”字（如图3所示）、“中”字（如图4所示）等等。

本实施例中，所述气凝胶板材与所述温敏变色水凝胶按照规则方式并排排列和平行叠放；所述气凝胶板材与气凝胶板材之间、气凝胶板材与玻璃之间、气凝胶板材与间隔条之间由温敏变色水凝胶粘结。

本实施例中，所述温敏变色水凝胶为聚丙烯酰胺类水凝胶、环氧烷共聚物水凝胶。

本实施例中，所述聚丙烯酰胺类水凝胶包括聚合单体、去离子水。

本实施例中，所述聚合单体为丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意一种或多种的混合物。

本实施例中，所述聚丙烯酰胺类水凝胶还包括增稠剂、二价金属盐、交联剂、引发剂、表面活性剂、温敏嵌段材料。

本实施例中，所述增稠剂为明胶、琼脂、甲基纤维素、海藻酸钠、卡拉胶、羧乙基纤维素中的一种或者多种的混合物；所述二价金属盐为氯化钡、氯化钙、磷酸二氢钙、硫酸钙、硝酸钙、乳酸钙中的一种或几种混合物；所述交联剂为N,N '-亚甲基双丙烯酰胺，N,N,N ',N '-四甲基乙二胺和二甲基丙烯酸乙二醇酯的混合物；所述引发剂为过氧化酰、过氧化氢、过硫酸钠、过硫酰胺、乙二胺、吗啉、五元环胺、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵中一种或几种的混合物；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、甘胆酸钠、硫酸月桂酯、二烷基磺基琥珀酸钠、聚乙二烯醇烷基芳基醚硫酸钠中的一种或多种混合物；所述温敏嵌段材料聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯-聚氧丁烯-聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧乙烯-聚氧戊烯-聚氧乙烯嵌段共聚物中的一种或两种混合物。

此外，温敏变色水凝胶的一种制作方法如下：

（1）将聚合单体和去离子水按比例混合，搅拌均匀，此步骤中还可以加入温敏嵌段材料和增稠剂；

（2）在低温条件下，在步骤（1）中的混合液中继续加入引发剂和交联剂，搅拌均匀；

（3）继续在步骤（2）的混合液中加入二价金属盐和另一交联剂，混合均匀，得到温敏变色水溶胶，一段时间后，温敏变色水溶胶失去流动性得到温敏变色水凝胶。

如此，本发明的温敏变色水凝胶制备工艺简单，周期短，安全性高，适合工业化生产。

本实施例中，所述环氧烷共聚物水凝胶为以聚环氧乙烷为亲水链端、以聚环氧丙烷或聚环氧丁烷或聚乳酸为疏水链端的嵌段共聚物水凝胶。

本实施例中，所述间隔条为浮法玻璃间隔条、钢化玻璃间隔条、不锈钢间隔条、铝间隔条、断桥铝间隔条、陶瓷间隔条中的一种；或者所述间隔条具有空腔结构，空腔中填充干燥剂。

本实施例中，所述密封胶为丁基密封胶、硅酮胶、水合硅酸钠、硅酸钾水合物以及含有所述阻燃剂的胶粘剂中的一种。

一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的制备方法，包括以下步骤：

（1）制作玻璃空腔，用密封胶将一片玻璃与间隔条制成一面敞开的空腔；

（2）预灌注温敏变色水溶胶，在玻璃空腔底面上预先灌注一层温敏变色水溶胶；

（3）填充气凝胶，按照规则图形摆放气凝胶板材；

（4）封面，用密封胶和另一片玻璃将步骤（3）的空腔密封，预留至少一个进料口；

（5）灌注温敏变色水溶胶，将温敏变色水溶胶从进料口灌入步骤（4）的空腔中，所述温敏变色水溶胶为所述温敏变色水凝胶凝胶前的状态，在灌入密封空腔后才开始凝胶；

（6）封口，用密封胶或密封件将进料口密封。

此外，本发明的另一个制备方法如下，

（a）制作玻璃空腔，用密封胶将一片玻璃与间隔条制成一面敞开的空腔；

（b）填充气凝胶，按照规则图形摆放气凝胶板材；

（c）封面，用密封胶和另一片玻璃将步骤（b）的空腔密封，预留至少一个进料口；

（d）灌注温敏变色水溶胶，将温敏变色水溶胶从进料口灌入步骤（c）的空腔中，所述温敏变色水溶胶为所述温敏变色水凝胶凝胶前的状态，在灌入密封空腔后才开始凝胶；

（e）封口，用密封胶或密封件将进料口密封。

此外，本发明的玻璃结构可以但不限于是两玻单腔结构，还可以是三玻两腔、四玻三腔等结构，空腔中至少有一个腔填充复合气凝胶层，其他腔可以填充气凝胶或温敏变色水凝胶或气体或真空及其复合层等。

此外，温敏变色水溶胶的凝胶时间可以调控，优选加入气凝胶板材的空腔后开始凝胶，这样，气凝胶与温敏变色水凝胶之间、玻璃与温敏变色水凝胶之间具有良好的界面结合强度。

此外，步骤（1）之前还包括玻璃清洗和玻璃表面预处理，可以是利用含有硅烷偶联剂（如KH550）的溶液处理玻璃内表面。

如此，温敏变色水溶胶凝胶后，与两侧玻璃粘结，进一步提高复合玻璃的抗风压等安全性能。

如此，上述工艺简单，实用，适合工业化生产。

本实施例中，所述步骤（5）之后对所述灌注温敏变色水溶胶的玻璃进行振动密实处理或超声波处理或加热处理或紫外线辐射处理。

如此，振动密实处理、超声波处理有助于消除温敏水溶胶中的气泡；加热处理和紫外线辐射处理有助于加速温敏变色水溶胶凝胶，提高生产效率。

本实施例中，所述步骤（6）之后还包括密封步骤，所述密封步骤为将步骤（6）的玻璃的四周用所述密封胶进行密封处理。

如此，进一步提高本发明的复合夹层玻璃的气密性，增加复合玻璃使用寿命。

上述含气凝胶的温敏隔热保温玻璃随着环境温度升高，外观由透明态智能可逆转变为透光不透明态，可以智能呈现图像或文字等信息；温敏变色水凝胶将气凝胶板材并排粘结，减小气凝胶板材的尺寸大小，降低生产大尺寸气凝胶对设备的要求；并且具有超低的导热系数以及优异的隔音性能减震吸能性能，可广泛应用于绿色建筑、超低能耗建筑的保温隔热窗、幕墙等围护结构以及采光顶、隔墙、交通运输等领域。

下面为具体实施例部分。

实施例1

采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温玻璃：

（1）温敏变色水溶胶制备，将4.5g丙烯酰胺和0.3g聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物溶解在45ml去离子水中，搅拌至澄清后加入0.45g海藻酸钠，继续搅拌至溶液澄清，将所得液体置于5℃的恒温箱中静置3小时，之后搅拌加入过硫酰胺0.02g和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.01g，搅拌至溶解后继续加入硫酸钙0.07g和0.2g二甲基丙烯酸乙二醇酯，备用；

（2）制作玻璃空腔，用水玻璃密封胶将一片浮法玻璃与不锈钢间隔条制成一面敞开的空腔，其中浮法玻璃厚度为6mm，空腔厚度为6mm；

（3）灌注温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶灌注到步骤（2）的玻璃空腔中，厚度为2mm；

（4）放置气凝胶，按照图2所示在温敏水溶胶上（因为气凝胶的密度小于温敏水溶胶）放置SiO₂气凝胶板材，厚度为4mm；

（5）封面，待温敏水溶胶凝胶后，使用水玻璃和另一片浮法玻璃将上述空腔密封，并预留一个进料口；

（6）灌注温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口灌入到步骤（4）的密封空腔中，填充气凝胶之间的缝隙；

（7）封口，用水玻璃对进料口进行密封处理，最后将得到的温敏隔热保温玻璃的四周用双组分硅酮密封胶进行密封处理，得到含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的截面图如图1所示，表1为本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标。

表1 实施例1的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标

实施例2

采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温玻璃：

（1）温敏变色水溶胶制备，将5g丙烯酰胺和0.5g聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物溶解在50ml去离子水中，搅拌至澄清后加入0.5g海藻酸钠，继续搅拌至溶液澄清，将所得液体置于5℃的恒温箱中静置3小时，之后搅拌加入过硫酰胺0.02g和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.01g，搅拌至溶解后继续加入硝酸钙0.09g和0.2g二甲基丙烯酸乙二醇酯，备用；

（2）制作玻璃空腔，用水玻璃密封胶将一片铯钾玻璃与铝间隔条制成一面敞开的密封空腔，其中铯钾玻璃厚度为6mm，空腔厚度为8mm；

（3）灌注温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶灌注到步骤（2）的玻璃空腔中，厚度为2mm；

（4）放置气凝胶，按照图2所示在温敏水溶胶上放置SiO₂气凝胶板材，厚度为6mm；

（5）封面，待温敏水溶胶凝胶后，使用水玻璃和另一片铯钾玻璃将上述空腔密封，并预留一个进料口；

（6）灌注温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口灌入到步骤（5）的密封空腔中，填充气凝胶之间的缝隙；

（7）封口，用水玻璃对进料口进行密封处理，最后将得到的温敏隔热玻璃的四周用双组分硅酮密封胶进行密封处理，得到含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，表2为本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标。

表2 实施例2的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标

实施例3

采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温玻璃：

（1）温敏变色水凝胶制备，将4g丙烯酰胺、0.5g聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物和0.015g十二烷基硫酸钠溶解在50ml去离子水中，搅拌至澄清后加入0.5g海藻酸钠，继续搅拌至溶液澄清，将所得液体置于5℃的恒温箱中冷藏3小时，冷藏后搅拌加入过硫酰胺0.02g和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.01g，搅拌至溶解后继续加入乳酸钙0.07g和0.2g N,N,N',N '-四甲基乙二胺，备用；

（2）制作玻璃空腔，用丁基密封胶将一片钢化玻璃与陶瓷间隔条制成一面敞开的密封空腔，其中钢化玻璃厚度为8mm，空腔厚度为10mm；

（3）灌注温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶灌注到步骤（2）的玻璃空腔中，厚度为2mm；

（4）放置气凝胶，如图3所示，按照“日”字形图案在温敏水溶胶上放置SiO₂气凝胶板材，厚度为8mm；

（5）封面，待温敏水溶胶凝胶后，使用水玻璃和另一片钢化玻璃将上述空腔密封，并预留一个进料口；

（6）灌注温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口灌入到步骤（5）的密封空腔中，填充气凝胶之间的缝隙；

（7）封口，用丁基密封胶对进料口进行密封处理，对上述复合玻璃进行加热固化处理，加速温敏变色水溶胶凝胶，最后将得到的温敏隔热玻璃的四周用双组分硅酮密封胶进行密封处理，得到含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的截面图如图1所示，表3为本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标。

表3 实施例3的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标

实施例4

采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温玻璃：

（1）温敏变色水溶胶制备，将6g丙烯酰胺、0.5g聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物和0.015g十二烷基硫酸钠溶解在50ml去离子水中，搅拌至澄清后加入0 .4g甲基纤维素，继续搅拌至溶液澄清，将所得液体置于5℃的冰箱中冷藏3小时，冷藏后搅拌加入亚硫酸氢钠0.03g和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0 .01g，搅拌至溶解后继续加入氯化钙0.07g和0.2g N,N,N ',N '-四甲基乙二胺，备用；

（2）制作玻璃空腔，用水玻璃密封胶将一片夹胶玻璃与不锈钢间隔条制成一面敞开的密封空腔，其中夹胶玻璃厚度为10mm，空腔厚度为6mm；

（3）灌注温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶灌注到步骤（2）的玻璃空腔中，厚度为2mm；

（4）放置气凝胶，如图4所示，按照“中”字形图案在上述温敏水溶胶上放置SiO₂气凝胶板材，厚度为4mm；

（5）封面，待上述温敏水溶胶凝胶后，使用水玻璃和另一片夹胶玻璃将上述空腔密封，并预留一个进料口；

（6）灌注温敏变色水凝胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口灌入到步骤（5）的密封空腔中，填充气凝胶之间的缝隙；

（7）封口，用与进料口尺寸一致的密封件对进料口密封处理，最后将得到的温敏隔热玻璃的四周用双组分硅酮密封胶进行密封处理，得到含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的截面图如图1所示，表4为本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标。

表4 实施例4的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标

实施例5

采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温玻璃：

（1）温敏变色水溶胶制备，将4.5g丙烯酰胺和0.3g聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物溶解在50ml去离子水中，搅拌至澄清后加入0.5g羧乙基纤维素，继续搅拌至溶液澄清，将所得液体置于5℃的恒温箱中静置3小时，之后搅拌加入过硫酰胺0.02g和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.01g，搅拌至溶解后继续加入硫酸钙0 .07g和0 .2g二甲基丙烯酸乙二醇酯，备用；

（2）制作玻璃空腔，用水玻璃密封胶将一片微晶玻璃与断桥铝间隔条制成一面敞开的密封空腔，其中微晶玻璃厚度为5mm，空腔厚度为9mm；

（3）放置气凝胶，按照图2所示向步骤（3）的空腔中放置SiO₂气凝胶板材，厚度为9mm；

（4）封面，使用水玻璃和另一片微晶玻璃将上述空腔密封，并预留一个进料口；

（5）灌注温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口灌入到步骤（4）的密封空腔中，填充气凝胶之间的缝隙；

（6）封口，用与进料口尺寸一致的密封件对进料口密封处理，最后将得到的温敏隔热玻璃的四周用双组分硅酮密封胶进行密封处理，得到含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，表5为本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标。

表5 实施例5的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标

实施例6

采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温玻璃：

（1）温敏变色水凝胶制备，将4g丙烯酰胺、0.5g聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物和0.015g十二烷基硫酸钠溶解在50ml去离子水中，搅拌至澄清后加入0.5g海藻酸钠，继续搅拌至溶液澄清，将所得液体置于5℃的恒温箱中冷藏3小时，冷藏后搅拌加入过氧化氢0.01g和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.01g，搅拌至溶解后继续加入乳酸钙0.07g和0.2g N,N,N',N '-四甲基乙二胺，备用；

（2）制作玻璃空腔，用水合硅酸钾密封胶将一片铝硅酸盐玻璃与断桥铝间隔条制成一面敞开的密封空腔，其中铝硅酸盐玻璃厚度为8mm，空腔厚度为6mm；

（3）放置气凝胶，按照图2所示向步骤（3）的空腔中放置SiO₂气凝胶板材，厚度为6mm；

（4）封面，使用水玻璃和另一片铝硅酸盐玻璃将上述空腔密封，并预留一个进料口；

（5）灌注温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口灌入到步骤（4）的密封空腔中，填充气凝胶之间的缝隙；

（6）封口，用与进料口尺寸一致的密封件对进料口密封处理，最后将得到的温敏隔热玻璃的四周用双组分硅酮密封胶进行密封处理，得到含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，表6为本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标。

表6 实施例6的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标

实施例7

采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温玻璃：

（1）温敏变色水凝胶制备，将4g丙烯酰胺、0.5g聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物和0.020g甘胆酸钠溶解在50ml去离子水中，搅拌至澄清后加入0.5g海藻酸钠，继续搅拌至溶液澄清，将所得液体置于5℃的恒温箱中冷藏3小时，冷藏后搅拌加入乙二胺0.02g和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.01g，搅拌至溶解后继续加入乳酸钙0.07g和0.2g N,N,N ',N '-四甲基乙二胺，备用；

（2）制作玻璃空腔，用水合硅酸钾密封胶将一片钢化玻璃与断桥铝间隔条制成一面敞开的密封空腔，其中钢化玻璃厚度为8mm，空腔厚度为8mm；

（3）放置气凝胶，按照图2所示向步骤（3）的空腔中放置SiO₂气凝胶板材，厚度为8mm；

（4）封面，使用水玻璃和另一片钢化玻璃将上述空腔密封，并预留一个进料口；

（5）灌注温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口灌入到步骤（4）的密封空腔中，填充气凝胶之间的缝隙；

（6）封口，用与进料口尺寸一致的密封件对进料口密封处理，最后将得到的温敏隔热玻璃的四周用双组分硅酮密封胶进行密封处理，得到含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的截面图如图1所示，表7为本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标。

表7 实施例7的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标

实施例8

采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温玻璃：

（1）温敏变色水凝胶制备，将6g异丙基丙烯酰胺、0.5g聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物和0.020g二烷基磺基琥珀酸钠溶解在50ml去离子水中，搅拌至澄清后加入0.5g海藻酸钠，继续搅拌至溶液澄清，将所得液体置于5℃的恒温箱中冷藏3小时，冷藏后搅拌加入过硫酰胺0.02g和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.01g，搅拌至溶解后继续加入乳酸钙0.07g和0.2g N,N,N ',N '-四甲基乙二胺，备用；

（2）制作玻璃空腔，用丁基密封胶将一片铝硅酸盐玻璃与断桥铝间隔条制成一面敞开的密封空腔，其中钢化玻璃厚度为8mm，空腔厚度为6mm；

（3）放置气凝胶，按照图2所示向步骤（3）的空腔中放置SiO₂气凝胶板材，厚度为6mm；

（4）封面，使用水玻璃和另一片夹胶玻璃（厚度为10mm）将上述空腔密封，并预留一个进料口；

（5）灌注温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口灌入到步骤（4）的密封空腔中，填充气凝胶之间的缝隙；

（6）封口，用与进料口尺寸一致的密封件对进料口密封处理，最后将得到的温敏隔热玻璃的四周用双组分硅酮密封胶进行密封处理，得到含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的截面图如图1所示，表8为本实施例的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标。

表8 实施例8的含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的性能指标

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，其特征在于，包括两块平行叠放的玻璃、与玻璃构成空腔的间隔件和密封胶、空腔中填充的复合气凝胶层，所述复合气凝胶层包括气凝胶板材和温敏变色水凝胶，所述气凝胶板材为疏水气凝胶板材或具有内部疏水、表面亲水结构特征的气凝胶板材。

2.根据权利要求1所述一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，其特征在于，所述玻璃为钢化玻璃、铯钾玻璃、微晶玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、浮法玻璃、着色玻璃、镀膜玻璃、压花玻璃、夹胶玻璃中的一种或多种；或所述气凝胶板材与所述温敏变色水凝胶按照规则方式并排排列；所述温敏变色水凝胶与所述气凝胶板材、所述玻璃相互粘结；或所述气凝胶板材与所述温敏变色水凝胶按照规则方式并排排列和平行叠放；或所述气凝胶板材与气凝胶板材之间、气凝胶板材与玻璃之间、气凝胶板材与间隔条之间由温敏变色水凝胶粘结；或所述温敏变色水凝胶为聚丙烯酰胺类水凝胶、环氧烷共聚物水凝胶。

3.根据权利要求2所述一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，其特征在于，所述聚丙烯酰胺类水凝胶包括聚合单体、去离子水。

4.根据权利3所述一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，其特征在于，所述聚合单体为丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的任意一种或多种的混合物；或所述聚丙烯酰胺类水凝胶还包括增稠剂、二价金属盐、交联剂、引发剂、表面活性剂、温敏嵌段材料。

5.根据权利要求4所述一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，其特征在于，所述增稠剂为明胶、琼脂、甲基纤维素、海藻酸钠、卡拉胶、羧乙基纤维素中的一种或者多种的混合物；所述二价金属盐为氯化钡、氯化钙、磷酸二氢钙、硫酸钙、硝酸钙、乳酸钙中的一种或几种混合物；所述交联剂为N,N '-亚甲基双丙烯酰胺，N,N,N ',N '-四甲基乙二胺和二甲基丙烯酸乙二醇酯的混合物；所述引发剂为过氧化酰、过氧化氢、过硫酸钠、过硫酰胺、乙二胺、吗啉、五元环胺、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵中一种或几种的混合物；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、甘胆酸钠、硫酸月桂酯、二烷基磺基琥珀酸钠、聚乙二烯醇烷基芳基醚硫酸钠中的一种或多种混合物；所述温敏嵌段材料聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚氧乙烯-聚氧丁烯-聚氧乙烯嵌段共聚物和聚氧乙烯-聚氧戊烯-聚氧乙烯嵌段共聚物中的一种或两种混合物。

6.根据权利要求2所述一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，其特征在于，所述环氧烷共聚物水凝胶为以聚环氧乙烷为亲水链端、以聚环氧丙烷或聚环氧丁烷或聚乳酸为疏水链端的嵌段共聚物水凝胶。

7.根据权利要求1所述一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃，其特征在于，所述间隔条为浮法玻璃间隔条、钢化玻璃间隔条、不锈钢间隔条、铝间隔条、断桥铝间隔条、陶瓷间隔条中的一种；或者所述间隔条具有空腔结构；或所述密封胶为丁基密封胶、硅酮胶、水合硅酸钠、硅酸钾水合物中的一种或多种。

8.一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制作玻璃空腔，用密封胶将一片玻璃与间隔条制成一面敞开的空腔；

（2）预灌注温敏变色水溶胶，在玻璃空腔底面上预先灌注一层温敏变色水溶胶；

（3）填充气凝胶，按照规则图形摆放气凝胶板材；

（4）封面，用密封胶和另一片玻璃将步骤（3）的空腔密封，预留至少一个进料口；

（5）灌注温敏变色水溶胶，将温敏变色水溶胶从进料口灌入步骤（4）的空腔中，所述温敏变色水溶胶为所述温敏变色水凝胶凝胶前的状态，在灌入密封空腔后才开始凝胶；

（6）封口，用密封胶或密封件将进料口密封。

9.根据权利要求8所述一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）之后对所述灌注温敏变色水溶胶的玻璃进行振动密实处理或超声波处理或加热处理或紫外线辐射处理；或所述步骤（6）之后还包括密封步骤，所述密封步骤为将步骤（6）的玻璃的四周用所述密封胶进行密封处理。