CN109989679A - 一种含气凝胶的温敏隔热保温玻璃及其制备方法 - Google Patents

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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，由三块平行叠放的玻璃、与玻璃构成两个空腔的间隔件和密封胶、两个空腔中分别填充的气凝胶和温敏变色水凝胶构成。本发明的温敏隔热保温玻璃随着环境温度的变化，其红外透过率、可见光透过率会自动连续可逆地变化，环境温度升高，其近红外透过率随之智能降低，外观由透明态智能转变为透光不透明态；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、智能遮阳、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。将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，一定的遮阳效果。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。若将气凝胶和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，由三块平行叠放的玻璃、与玻璃构成两个空腔的间隔件和密封胶、两个空腔中分别填充的气凝胶和温敏变色水凝胶构成。
进一步地，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。
进一步地，所述气凝胶为气凝胶板材、气凝胶颗粒、气凝胶粉体中的一种或多种，所述气凝胶颗粒的形状为不规则形状、正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体、球形、椭球形中的一种或多种。
进一步地，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。
进一步地，所述聚丙烯酰胺类水凝胶包括聚合单体、去离子水。
进一步地，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。
进一步地，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。
进一步地，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。
进一步地，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。
进一步地，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。
进一步地，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）制作第一玻璃空腔，在玻璃一侧的四周利用密封胶粘结间隔条，形成一面敞开的空腔；
（2）填充气凝胶，向步骤（1）的玻璃空腔中填充所述气凝胶；
（3）封面，使用密封胶和另一玻璃将步骤（2）的空腔密封；
（4）制作第二玻璃空腔，用密封胶将步骤（2）的玻璃与另一玻璃、间隔条粘结，形成包括至少一个进料口的密封空腔；
（5）灌注温敏变色水溶胶，将温敏变色水溶胶从进料口灌入密封空腔中，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，使用密封胶和/或密封件将进料口密封，所述密封件与进料口的尺寸相匹配。
进一步地，所述步骤（2）中，还包括所述振动密实处理步骤，所述振动密实处理为采用振动密实装置对气凝胶进行振动密实处理。
进一步地，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，近红外透过率随之智能降低，外观由透明态智能可逆转变为透光不透明态；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。
其中1为玻璃，2为温敏变色水凝胶，3为间隔件，4为密封胶，5为气凝胶。
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，由三块平行叠放的玻璃1、与玻璃1构成两个空腔的间隔件3和密封胶4、两个空腔中分别填充的气凝胶5和温敏变色水凝胶2构成。
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，并且，气凝胶和温敏变色水凝胶具有协同作用，即当温度较低时，温敏变色水凝胶为透明态，可见光和近红外辐射可以透过玻璃进入室内，近红外辐射同样可以穿过气凝胶，进而提高室内温度，而气凝胶可以极大地阻止室内的热量向室外传递，保持室内温度；当温度较高时，温敏变色水凝胶为白浊态，阻止可见光和近红外辐射进入室内，智能调节光线，同时气凝胶极大地协同阻隔室外的热量向室内传递，降低室内空调负荷；另外，温敏变色水凝胶具有良好的柔韧性，可以显著提高玻璃的抗风压性能。
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，所述气凝胶为气凝胶板材、气凝胶颗粒、气凝胶粉体中的一种或多种，所述气凝胶颗粒的形状为不规则形状、正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体、球形、椭球形中的一种或多种。
如此，选用气凝胶板材具有优异的可见光透过率，可透像，雾度低；选用气凝胶颗粒和气凝胶粉体具有优异的采光特性，因为光在气凝胶与气凝胶的界面出发生折射和漫反射，可以获得均匀的光线，并且选择具有规则形状的气凝胶颗粒看起来更美观。
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）制作第一玻璃空腔，在玻璃一侧的四周利用密封胶粘结间隔条，形成一面敞开的空腔；
（2）填充气凝胶，向步骤（1）的玻璃空腔中填充所述气凝胶；
（3）封面，使用密封胶和另一玻璃将步骤（2）的空腔密封；
（4）制作第二玻璃空腔，用密封胶将步骤（2）的玻璃与另一玻璃、间隔条粘结，形成包括至少一个进料口的密封空腔；
（5）灌注温敏变色水溶胶，将温敏变色水溶胶从进料口灌入密封空腔中，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，使用密封胶和/或密封件将进料口密封，所述密封件与进料口的尺寸相匹配。
此外，本发明的玻璃结构可以但不限于是三玻两腔结构，还可以是四玻三腔、五玻四腔等结构，空腔中至少有一个腔填充气凝胶，一个腔填充温敏变色水凝胶，其他腔可以填充气凝胶或温敏变色水凝胶或气体或真空等。
此外，本发明的第一玻璃空腔的制备还可以是使用密封胶将两块玻璃和间隔件粘结，形成含有至少一个进料口的空腔。
此外，本发明的制备方法还可以是在第一玻璃空腔中填充温敏变色水溶胶，再在第二玻璃空腔中灌注气凝胶。
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（2）之后对所述填充气凝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，所述振动密实处理为采用振动密实装置对气凝胶进行振动密实处理。
如此，在玻璃空腔中填充气凝胶颗粒或粉体时，振动处理有助于气凝胶颗粒或粉体密实堆积，提高气凝胶的体积密度，进而具有更加优异的隔热性能。
本实施例中，所述步骤（5）之后，还包括所述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，振动密实处理有助于消除温敏水溶胶中的气泡，超声波处理、加热处理、紫外线辐射处理有助于提高温敏变色水溶胶凝胶速率，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，近红外透过率随之智能降低，外观由透明态智能可逆转变为透光不透明态，具有良好的太阳辐射智能调节能力；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）制作第一玻璃空腔，使用水玻璃将不锈钢间隔条粘结在浮法玻璃一侧的四周，形成一面敞开的空腔，其中浮法玻璃厚度为5mm，空腔厚度为6mm；
（3）填充气凝胶，向第一空腔中放置SiO2气凝胶板材；
（4）封面，用水玻璃和浮法玻璃对第一空腔进行封面处理；
（5）制作第二玻璃空腔，用水玻璃密封胶将步骤（4）的复合玻璃、一片浮法玻璃与不锈钢间隔条制成包括至少一个进料口的密封空腔，空腔厚度为2mm；
（6）灌入温敏变色水溶胶，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，用水玻璃密封胶封口，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）制作第一玻璃空腔，使用水玻璃将铝间隔条粘结在铯钾玻璃一侧的四周，形成一面敞开的空腔，其中铯钾玻璃厚度为6mm，空腔厚度为10mm；
（3）填充气凝胶，向第一空腔中填充正八面体SiO2气凝胶颗粒，同时对其进行水平和垂直振动，使得气凝胶颗粒在密封空腔中密实；
（4）封面，用水玻璃和铯钾玻璃对第一空腔进行封面处理；
（5）制作第二玻璃空腔，用水玻璃密封胶将步骤（4）的复合玻璃、一片铯钾玻璃与不锈钢间隔条制成包括至少一个进料口的密封空腔，空腔厚度为3mm；
（6）灌入温敏变色水溶胶，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，用水玻璃密封胶封口，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）制作第一玻璃空腔，使用丁基密封胶将陶瓷间隔条粘结在钢化玻璃一侧的四周，形成一面敞开的空腔，其中钢化玻璃厚度为6mm，空腔厚度为3mm；
（3）填充气凝胶，向第一空腔中填充正二十面体SiO2气凝胶颗粒，同时对其进行水平和垂直振动，使得气凝胶颗粒在密封空腔中密实；
（4）封面，用丁基密封胶和钢化玻璃对第一空腔进行封面处理；
（5）制作第二玻璃空腔，用丁基密封胶将步骤（4）的复合玻璃、一片钢化玻璃与不锈钢间隔条制成包括至少一个进料口的密封空腔，空腔厚度为3mm；
（6）灌入温敏变色水溶胶，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，用丁基密封胶封口，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）制作第一玻璃空腔，使用硅酸钾密封胶将陶瓷间隔条粘结在夹胶玻璃一侧的四周，形成一面敞开的空腔，其中夹胶玻璃厚度为10mm，空腔厚度为4mm；
（3）填充气凝胶，向第一空腔中填充正十二面体SiO2气凝胶颗粒，同时对其进行水平和垂直振动，使得气凝胶颗粒在密封空腔中密实；
（4）封面，用硅酸钾密封胶和夹胶玻璃对第一空腔进行封面处理；
（5）制作第二玻璃空腔，用硅酸钾密封胶将步骤（4）的复合玻璃、一片钢化玻璃与不锈钢间隔条制成包括至少一个进料口的密封空腔，钢化玻璃厚度为5mm，空腔厚度为5mm；
（6）灌入温敏变色水溶胶，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，用硅酸钾密封胶封口，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）制作第一玻璃空腔，用水玻璃密封胶将两片硼硅玻璃与硼硅玻璃间隔条制成包括至少一个进料口的密封空腔，硼硅玻璃厚度为8mm，空腔厚度为4mm；
（3）灌入温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口灌入到步骤（2）的密封空腔中，用密封件将进料口密封；
（4）制作第二玻璃空腔，使用水玻璃将硼硅玻璃间隔条粘结在步骤（3）的复合玻璃一侧的四周，形成一面敞开的空腔，空腔厚度为12mm；
（5）填充气凝胶，向第二空腔中填充正八面体SiO2气凝胶颗粒，同时对其进行水平和垂直振动，使得气凝胶颗粒在密封空腔中密实；
（6）封面，用水玻璃和low-E贴膜玻璃（8mm）对第二空腔进行封面处理，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）制作第一玻璃空腔，用水玻璃密封胶将一片贴膜玻璃（low-e膜）与钢化玻璃间隔条制成包括至少一个进料口的密封空腔，钢化玻璃厚度为6mm，贴膜玻璃厚度为8mm，空腔厚度为6mm；
（3）灌入温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口灌入到步骤（2）的密封空腔中，用密封件将进料口密封；
（4）制作第二玻璃空腔，使用水玻璃将钢化玻璃间隔条粘结在步骤（3）的复合玻璃一侧的四周，形成一面敞开的空腔，空腔厚度为6mm；
（5）填充气凝胶，向第二空腔中放置SiO2气凝胶板材；
（6）封面，用水玻璃和钢化玻璃对第二空腔进行封面处理，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）制作第一玻璃空腔，用水玻璃密封胶将两片浮法玻璃与断桥铝间隔条制成包括至少一个进料口的密封空腔，其中浮法玻璃厚度为3mm，空腔厚度为4mm；
（3）灌入温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口灌入到步骤（2）的密封空腔中，用密封件将进料口密封；
（4）制作第二玻璃空腔，使用水玻璃将断桥铝间隔条粘结在步骤（3）的复合玻璃一侧的四周，形成一面敞开的空腔，空腔厚度为6mm；
（5）填充气凝胶，向第二空腔中放置SiO2气凝胶板材；
（6）封面，用水玻璃和浮法玻璃对第二空腔进行封面处理，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）制作第一玻璃空腔，用水玻璃密封胶将两片钢化玻璃与断桥铝间隔条制成包括至少一个进料口的密封空腔，其中钢化玻璃厚度为8mm，空腔厚度为4mm；
（3）灌入温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口灌入到步骤（2）的密封空腔中，用密封件将进料口密封；
（4）制作第二玻璃空腔，使用水玻璃将断桥铝间隔条粘结在步骤（3）的复合玻璃一侧的四周，形成一面敞开的空腔，空腔厚度为6mm；
（5）填充气凝胶，向第二空腔中填充正八面体SiO2气凝胶颗粒，同时对其进行水平和垂直振动，使得气凝胶颗粒在密封空腔中密实；
（6）封面，用水玻璃和钢化玻璃对第二空腔进行封面处理，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，由三块平行叠放的玻璃、与玻璃构成两个空腔的间隔件和密封胶、两个空腔中分别填充的气凝胶和温敏变色水凝胶构成。
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；或所述气凝胶为气凝胶板材、气凝胶颗粒、气凝胶粉体中的一种或多种，所述气凝胶颗粒的形状为不规则形状、正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体、球形、椭球形中的一种或多种；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；所述温敏嵌段材料为聚氧乙烯-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、复合材料间隔条中的一种；或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）制作第一玻璃空腔，在玻璃一侧的四周利用密封胶粘结间隔条，形成一面敞开的空腔；
（2）填充气凝胶，向步骤（1）的玻璃空腔中填充所述气凝胶；
（3）封面，使用密封胶和另一玻璃将步骤（2）的空腔密封；
（4）制作第二玻璃空腔，用密封胶将步骤（2）的玻璃与另一玻璃、间隔条粘结，形成包括至少一个进料口的密封空腔；
（5）灌注温敏变色水溶胶，将温敏变色水溶胶从进料口灌入密封空腔中，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，使用密封胶和/或密封件将进料口密封，所述密封件与进料口的尺寸相匹配。
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（2）中，还包括所述振动密实处理步骤，所述振动密实处理为采用振动密实装置对气凝胶进行振动密实处理；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。
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