CN109989684A - 一种含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃，主要由两片玻璃、与两片玻璃构成空腔的间隔条和密封胶、空腔中填充的气凝胶颗粒、气凝胶颗粒间或气凝胶颗粒与玻璃间的缝隙中填充的温敏变色水凝胶组成，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，其制备方法包括以下步骤：（1）制作玻璃空腔，（2）填充气凝胶，（3）灌入温敏变色水溶胶，（4）封口。本发明的温敏隔热采光玻璃随着环境温度升高，近红外透过率随之智能降低，气凝胶颗粒被温敏变色水凝胶限定位置，无法移动；具有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采光玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温隔热、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采光玻璃及其制备方法。
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，其保温效果有待提升。
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、温敏变色水凝胶与玻璃复合可以实现同时兼有透明、隔热、温敏变色功能的玻璃门窗。
但是，由于气凝胶具有极低的固含量和密度，导致其骨架纤细，强度较低。而且，由于气凝胶表面存在很多纳米孔，温敏凝胶体系中的低分子量液态物质容易进入微孔，产生巨大的毛细管力，从而导致气凝胶骨架坍塌，失去纳米多孔结构，进而失去气凝胶优异的隔热保温性能；并且，气凝胶颗粒在玻璃空腔中有可能产生沉降问题，制约其工程应用。
发明内容
基于此，有必要提供一种含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃及其制备方法。
一种含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃，主要由两片玻璃、与两片玻璃构成空腔的间隔条和密封胶、空腔中填充的气凝胶颗粒、气凝胶颗粒间或气凝胶颗粒与玻璃间的缝隙中填充的温敏变色水凝胶组成，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。
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两种。
在其中一个实施例中，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。
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、硅酸钾水合物的一种或多种。
一种含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制作玻璃空腔，用密封胶将两片玻璃与间隔条制成包括至少一个进料口和至少一个出气口的密封空腔；
（2）填充气凝胶，将气凝胶颗粒从进料口加入到密封空腔中；
（3）灌入温敏变色水溶胶，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；
（4）封口，用密封件将进料口和出气口密封。
在其中一个实施例中，所述步骤（2）中，还包括振动密实处理步骤，具体为将气凝胶颗粒加入空腔中时，采用振动密实装置对气凝胶颗粒进行振动密实处理。
在其中一个实施例中，所述步骤（2）和/或步骤（3）中还包括抽气步骤，具体为在填充气凝胶和/或灌入温敏变色水溶胶的过程中，对出气口进行抽气处理。
在其中一个实施例中，所述步骤（4）之后还包括密封步骤，具体为用所述密封胶将含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃的四周进行密封处理。
本发明的温敏隔热保温采光玻璃随着环境温度升高或降低，其近红外透过率能随之智能且可逆地降低或升高；气凝胶颗粒被温敏变色水凝胶限定位置，无法移动；因此，具有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为由含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃截面图；
1—玻璃，2—气凝胶颗粒，3—温敏变色水凝胶，4—间隔条，5—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采光玻璃的一种实施例，主要由两片玻璃1、与两片玻璃1构成空腔的间隔条4和密封胶5、空腔中填充的气凝胶颗粒2、气凝胶颗粒2间或气凝胶颗粒2与玻璃1间的缝隙中填充的温敏变色水凝胶3组成，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。优选具有优异透光性能的气凝胶，如SiO2气凝胶。
如此，本发明的气凝胶具有疏水特征或具有内部疏水、表面亲水结构特征，温敏变色水凝胶可以在气凝胶表面平铺，并且不破坏气凝胶内部纳米多孔结构，有利于保留气凝胶的透光性和保温隔热性能；填充在气凝胶颗粒间或气凝胶与玻璃的间隙中的温敏变色水溶胶凝胶后，失去流动性，将气凝胶颗粒限制在固定的位置，避免气凝胶颗粒在使用过程中发生沉降，进而影响美观性和隔热性能；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两种。
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采光玻璃的防火性能；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。优选具有规则形状的气凝胶颗粒。
如此，使用具有对称、规则形状的气凝胶颗粒，可以减少可见光在气凝胶表面的漫反射，提高可见光透过率；并且具有对称、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采光玻璃的制备方法，包括以下步骤：
（1）制作玻璃空腔，用密封胶将两片玻璃与间隔条制成包括至少一个进料口和至少一个出气口的密封空腔；
（2）填充气凝胶，将气凝胶颗粒从进料口加入到密封空腔中；
（3）灌入温敏变色水溶胶，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；
（4）封口，用密封件将进料口和出气口密封。
此外，本发明的进料口和出气口可以在玻璃上，也可以在间隔件上，所述密封件的尺寸与进料口、出气口的尺寸、形状相匹配，所述进料口的尺寸大于气凝胶颗粒的最大尺寸，出气口的尺寸小于气凝胶颗粒的最小尺寸。
本发明首先将气凝胶在玻璃空腔中充分填充，保证其具有优异的隔热保温性能，然后在气凝胶之间或者气凝胶与玻璃的空隙中灌入温敏变色水溶胶，待其凝胶后，温敏变色水凝胶具有非流动特性，将气凝胶颗粒限制在固定位置，避免使用过程中出现沉降问题；并且温敏变色水凝胶随着环境温度的升高，可由透明态转变为乳白色状态，红外透过率相应大幅度降低，因此隔热保温性能随着环境温度改变而智能改变；温敏变色水凝胶具有优异的柔韧变形特性，可以显著提高本发明的含气凝胶的温敏采光玻璃的抗风压性能，提高使用寿命。
此外，本发明还可以在步骤（3）后对复合玻璃进行加热或紫外线或红外线等辐射处理，目的是促进温敏溶胶凝胶，缩短工艺周期。
如此，上述工艺简单、周期短、性能优异，非常适用于工业化生产。
本实施例中，所述步骤（2）中，还包括振动密实处理步骤，具体为将气凝胶颗粒加入空腔中时，采用振动密实装置对气凝胶颗粒进行振动密实处理。
如此，通过振动密实装置的振动，使得气凝胶颗粒之间空隙均匀，可以防止颗粒架空造成空隙不均匀、空腔填料不满的情况出现，而且，在填料的同时振动，有利于气凝胶颗粒的加速填充，防止进料口堵塞的情况出现。
本实施例中，所述步骤（2）和/或步骤（3）中还包括抽气步骤，具体为在填充气凝胶和/或灌入温敏变色水溶胶的过程中，对出气口进行抽气处理。
如此，抽气工艺有助于提高气凝胶和温敏变色水溶胶的填充效率。
本实施例中，所述步骤（4）之后还包括密封步骤，具体为用密封胶将含气凝胶的采光隔热防火玻璃的四周进行密封处理。
如此，进一步提高本发明的含气凝胶的采光隔热防火玻璃的寿命。
本发明的温敏隔热采光玻璃随着环境温度升高，近红外透过率随之智能降低，气凝胶颗粒被温敏变色水凝胶限定位置，无法移动；具有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采光玻璃，如图1所示：
（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，用水玻璃密封胶将两片浮法玻璃与不锈钢间隔条制成包括至少一个进料口和至少一个出口的密封空腔，其中浮法玻璃厚度为5mm，空腔厚度为6mm；
（3）填充气凝胶颗粒，将正八面体SiO2气凝胶颗粒从进料口加入到密封空腔中，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）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加入到步骤（3）的密封空腔中，同时在出气口处进行抽气处理；
（5）将步骤（4）的复合玻璃置于65℃恒温箱中处理2h，温敏变色水溶胶凝胶；
（6）封口，用不锈钢密封件将进料口和出气口密封；
（7）使用硅酮胶将玻璃四周进行密封处理。
表1 实施例1的含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃的性能指标
实施例2
采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃：
（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）玻璃空腔的制作，用硅酮胶密封胶将两片铯钾玻璃与铝间隔条制成包括至少一个进料口和至少一个出口的密封空腔，其中铯钾玻璃厚度为6mm，空腔厚度为10mm；
（3）填充气凝胶颗粒，将球形SiO2气凝胶颗粒从进料口加入到密封空腔中，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）填充温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口加入到步骤（3）的密封空腔中，同时在出气口处进行抽气处理；
（5）封口，用铝密封件将进料口和出气口密封；
（6）使用硅酮胶将玻璃四周进行密封处理。
表2 实施例2的含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃的性能指标
实施例3
采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃：
（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）玻璃空腔的制作，用丁基密封胶将两片钢化玻璃与陶瓷间隔条制成包括至少一个进料口和至少一个出口的密封空腔，其中钢化玻璃厚度为6mm，空腔厚度为8mm；
（3）填充气凝胶颗粒，将正十二面体SiO2气凝胶颗粒从进料口加入到密封空腔中，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）填充温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口加入到步骤（3）的密封空腔中，同时在出气口处进行抽气处理，同时进行水平和垂直振动；
（5）对步骤（4）的复合玻璃进行红外辐射处理5min，使得温敏变色水溶胶凝胶；
（6）封口，用陶瓷密封件将进料口和出气口密封；
（7）使用硅酮胶将玻璃四周进行密封处理。
表3 实施例3的含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃的性能指标
实施例4
采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃：
（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）玻璃空腔的制作，用硅酸钾密封胶将一片浮法玻璃、一片夹胶玻璃与陶瓷间隔条制成包括至少一个进料口和至少一个出口的密封空腔，其中浮法玻璃厚度为6mm，夹胶玻璃厚度为10mm，空腔厚度为9mm；
（3）填充气凝胶颗粒，将正二十面体SiO2气凝胶颗粒从进料口加入到密封空腔中，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）填充温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口加入到步骤（3）的密封空腔中，同时在出气口处进行抽气处理；
（5）封口，用陶瓷密封件将进料口和出气口密封；
（6）使用硅酮胶将玻璃四周进行密封处理。
表4 实施例4的含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃的性能指标
实施例5
采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃：
（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）玻璃空腔的制作，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和至少一个出口的密封空腔，其中硼硅玻璃厚度为8mm，空腔厚度为12mm；
（3）填充气凝胶颗粒，将正二十面体SiO2气凝胶颗粒从进料口加入到密封空腔中，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）填充温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口加入到步骤（3）的密封空腔中，同时在出气口处进行抽气处理；
（5）封口，用硼硅玻璃密封件将进料口和出气口密封；
（6）使用硅酮胶将玻璃四周进行密封处理。
表5 实施例5的含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃的性能指标
实施例6
采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃：
（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）玻璃空腔的制作，用水玻璃密封胶将一片浮法玻璃、一片low-e镀膜玻璃与硼硅玻璃间隔条制成包括至少一个进料口和至少一个出口的密封空腔，其中浮法玻璃厚度为6mm，low-e镀膜玻璃厚度为8mm，空腔厚度为16mm；
（3）填充气凝胶颗粒，将椭球形SiO2气凝胶颗粒从进料口加入到密封空腔中，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）填充温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口加入到步骤（3）的密封空腔中，同时在出气口处进行抽气处理；
（5）将步骤（4）的复合玻璃置于65℃恒温箱中处理2h，温敏变色水溶胶凝胶；
（6）封口，用硼硅玻璃密封件将进料口和出气口密封；
（7）使用硅酮胶将玻璃四周进行密封处理。
表6 实施例6的含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃的性能指标
实施例7
采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃，如图1所示：
（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和至少一个出口的密封空腔，其中钢化玻璃厚度为6mm，空腔厚度为10mm；
（3）填充气凝胶颗粒，将正八面体SiO2气凝胶颗粒从进料口加入到密封空腔中，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）填充温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口加入到步骤（3）的密封空腔中，同时在出气口处进行抽气处理；
（5）封口，用铝密封件将进料口和出气口密封；
（6）使用硅酮胶将玻璃四周进行密封处理。
表7 实施例7的含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃的性能指标
实施例8
采用以下步骤制备含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃：
（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）玻璃空腔的制作，用水玻璃密封胶将两片铯钾玻璃与铝间隔条制成包括至少一个进料口和至少一个出口的密封空腔，其中铯钾玻璃厚度为6mm，空腔厚度为12mm；
（3）填充气凝胶颗粒，将球形SiO2气凝胶颗粒从进料口加入到密封空腔中，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）填充温敏变色水溶胶，将步骤（1）的温敏变色水溶胶从进料口加入到步骤（3）的密封空腔中，同时在出气口处进行抽气处理；
（5）将步骤（4）的复合玻璃置于60℃紫外辐射箱中处理2h，温敏变色水溶胶凝胶；
（6）封口，用铝密封件将进料口和出气口密封；
（7）使用硅酮胶将玻璃四周进行密封处理。
表8 实施例8的含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃的性能指标
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采光玻璃，其特征在于，包括两片玻璃、与两片玻璃构成空腔的间隔条和密封胶、空腔中填充的气凝胶颗粒、气凝胶颗粒间或气凝胶颗粒与玻璃间的缝隙中填充的温敏变色水凝胶，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。
2.根据权利要求1所述一种含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃，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两种；或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采光玻璃，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采光玻璃，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采光玻璃，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采光玻璃，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采光玻璃，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；或所述间隔条具有空腔结构，空腔中填充干燥剂；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采光玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制作玻璃空腔，用密封胶将两片玻璃与间隔条制成包括至少一个进料口和至少一个出气口的密封空腔；
（2）填充气凝胶，将气凝胶颗粒从进料口加入到密封空腔中；
（3）灌入温敏变色水溶胶，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；
（4）封口，用密封件将进料口和出气口密封。
9.根据权利要求8所述一种含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，还包括振动密实处理步骤，具体为将气凝胶颗粒加入空腔中时，采用振动密实装置对气凝胶颗粒进行振动密实处理；或所述步骤（2）和/或步骤（3）中还包括抽气步骤，具体为在填充气凝胶和/或灌入温敏变色水溶胶的过程中，对出气口进行抽气处理；或所述步骤（4）之后还包括密封步骤，具体为用所述密封胶将含气凝胶的温敏隔热保温采光玻璃的四周进行密封处理。
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