CN111333770B - 改性温敏调光材料的制备方法和改性温敏调光材料以及板材或片材和其用途 - Google Patents

改性温敏调光材料的制备方法和改性温敏调光材料以及板材或片材和其用途 Download PDF

Info

Publication number
CN111333770B
CN111333770B CN201911235098.8A CN201911235098A CN111333770B CN 111333770 B CN111333770 B CN 111333770B CN 201911235098 A CN201911235098 A CN 201911235098A CN 111333770 B CN111333770 B CN 111333770B
Authority
CN
China
Prior art keywords
plate
sheet
set threshold
temperature
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911235098.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111333770A (zh
Inventor
曾凯
何柳
蒋延凯
邓华
温维佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Hewei Technology Co ltd
Original Assignee
Chongqing Hewei Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Hewei Technology Co ltd filed Critical Chongqing Hewei Technology Co ltd
Priority to CN201911235098.8A priority Critical patent/CN111333770B/zh
Publication of CN111333770A publication Critical patent/CN111333770A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111333770B publication Critical patent/CN111333770B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F255/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
    • C08F255/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08L27/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/14—Homopolymers or copolymers of acetals or ketals obtained by polymerisation of unsaturated acetals or ketals or by after-treatment of polymers of unsaturated alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C08L33/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/10—Transparent films; Clear coatings; Transparent materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及温敏调光材料技术领域，并提供了一种改性温敏调光材料的制备方法和改性温敏调光材料以及板材或片材和其用途，本发明制备方法将包含有适合于具有热致相变特性聚合物制备的有机溶剂中加入有机单体混合均匀形成有机相，将表面活性剂或表面活性化合物加入至少包含有液态醇的水相溶剂中混合均匀形成水相，将水相与部分有机相混合形成混合相，以及向混合相中加入引发剂来启动聚合物的形成，向混合物中加入沉淀剂对聚合物进行沉淀，和分离沉淀物得到改性温敏调光材料。本发明所述的温敏调光材料可在应用时不依附于玻璃，能够降低温敏调光材料在具体应用时受到的限制。

Description

改性温敏调光材料的制备方法和改性温敏调光材料以及板材 或片材和其用途
技术领域
本发明涉及温敏调光材料技术领域，特别涉及一种改性温敏调光材料的制备方法，同时本发明也涉及由所述制备方法制备的改性温敏调光材料。此外，本发明还涉及有共混上述改性温敏调光材料而成型的板材或片材，以及该板材或片材的用途。
背景技术
随着经济的快速发展，节能和环保已经成为时代的主题。目前，为防止建筑物过热而采取的保护措施仍然主要由传统的机械遮光结构实现，在全球用在建筑物的年平均能源消耗已占全社会能耗的40％，而建筑中越来越多玻璃幕墙以及有机玻璃的使用，也在不断加速着这一过程。当今建筑物上的玻璃幕墙因其优良的热绝缘能力虽然可在夏季阻止热量传递到室内，但却无法阻止太阳直射入室内的能量，同时在冬季，玻璃幕墙的通透性也会阻止太阳能量进入室内，因此传统的玻璃幕墙在一定程度上加剧了夏季空调制冷能耗和冬季采暖能耗。
为避免增加城市的热应力因而便需要优化能量平衡，基于此建筑物一般需要采用被动式的材料体系，而不是主动使用电力空调系统。温敏调光材料能够随着环境的变化改变其对阳光的透过行为，既能显著降低阳光中透过的热量，又能保持良好的透明性，因而受到越来越广泛的重视。
温敏调光材料多种多样，从材料结构是否改变的角度进行划分，结构发生改变的无机材料包括VO2，有机高分子材料包括聚N-异丙基丙烯酰胺，复合材料包括热致相变材料等。这些温敏调光材料能够广泛用于建筑装饰、汽车、飞机、船舶、医院、商场、文物陈列室、博物馆等领域。
现有技术中，适用于玻璃窗元件的热致相变材料多是水凝胶(水/聚合物混合物)或者聚合物混合物(至少两种聚合物的混合物)，这些热致相变材料具有平均的折射率且在理想状况下是高度透明的，当超过某特定的温度，一般是低临界溶解温度(LCST)时相分离发生。不过，热致相变材料的分离/混合过程在分子水平上要求有较高的流动性，在几次转换循环后可能发生部分宏观的分离，其会导致某些部位永久性混浊，并由此使得永久及完全的可逆将无法确保，而影响使用效果。
有机高分子温敏调光材料聚N-异丙基丙烯酰胺(pNIPA)是一种具有最低临界溶解温度的温敏性聚合物，与其他亲水单体或疏水单体共聚可得具不同热致特性的高分子，且其可通过自由基聚合反应获得。聚N-异丙基丙烯酰胺的单体是N-异丙基丙烯酰胺(N-isopropylacrylamide)，当使用适当交联剂时反应聚合物是三维水凝胶，并在水环境中加热至32℃，它会出现可逆的相变过程，从一种膨胀的水环境的体系到压缩10％-20％的体积。由于pNIPA的转变温度接近人体的温度，所以pNIPA亦被一些研究人员尝试应用于组织工程和控制药物释放开发中。
VO2晶体具有两种不同的构型，温度高于68℃时，它属于四方晶的金红石型，温度低于68℃则转变为单斜晶的构型。随着VO2由低温的半导体态转变为高温的金属态，其对红外光也由低温时的高透过变为高温时的高阻隔，但可见光区的透过率几乎不变，且对紫外光区始终会保持较高的阻隔。因此，采用VO2镀制于玻璃表面，可以实现对不同季节太阳热的调控，实现冬暖夏凉的节能模式。
以上几种温敏调光材料均可实现随温度而改变光通过特性，但这几种材料在使用时都必须依附于玻璃，由于玻璃的密度一般在2.5g/cm3，且使用时也必须采用多层玻璃才能在建筑上应用，因而其会在很大程度上加重了应用物本身的自重，使之在具体应用上受到限制。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种改性温敏调光材料的制备方法，以期能够克服现有技术中的不足，而获得一种利于应用的温敏调光材料。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种改性温敏调光材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下的步骤：
a.将包含有至少一种适合于具有热致相变特性聚合物制备的有机溶剂中加入至少一种有机单体混合均匀，形成有机相；
b.将至少一种表面活性剂或至少一种表面活性化合物加入至少包含有液态醇的水相溶剂中混合均匀，形成水相；
c.将水相与部分有机相混合形成混合相；
d.向混合相中加入至少一种引发剂来启动聚合物的形成；
e.将剩余有机相逐滴加入步骤d形成的混合物中；
f.向步骤e的混合物中加入至少一种沉淀剂对聚合物进行沉淀；
g.分离步骤f中的沉淀物得到改性温敏调光材料。
进一步的，所述有机溶剂中至少包括有甲基丙烯酸丙酯与乙酸乙烯酯或聚乙烯单体的混合物。
进一步的，所述有机单体采用乙烯基化合物、甲基丙烯酸类化合物、醛类化合物、不饱和脂肪酸类化合物中的一种或者几种的混合物。
进一步的，所述有机单体采用苯乙烯、氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸乙酯、月桂醛、甲基己基乙醛、异环柠檬醛、丙烯醛中的一种或者几种的混合物。
进一步的，所述表面活性剂或所述表面活性化合物采用十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂基葡萄糖羧酸钠中的一种或者几种的混合物。
进一步的，所述引发剂采用有机过氧化物引发剂、无机过氧化物引发剂、偶氮类引发剂、氧化还原引发剂中的一种或者几种的混合物。
进一步的，所述有机过氧化物引发剂采用过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或者几种的混合物。
进一步的，所述无机过氧化物引发剂采用过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或者几种的混合物。
进一步的，所述偶氮类引发剂采用偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或者它们的混合物。
进一步的，所述氧化还原引发剂采用过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰/N，N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁、异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺中的一种或者几种的混合物。
进一步的，所述沉淀剂采用硫酸盐、磷酸盐、草酸盐和碳酸盐中的一种或者几种的混合物。
进一步的，所述沉淀剂采用硫酸镁、碳酸镁、硫酸钙中的一种。
进一步的，所述引发剂和所述沉淀剂以配制成水溶液的形式加入。
进一步的，所述水相溶剂由液态醇组成，且所述水相中加入有碳酸氢钠；或者，所述水相溶剂由液态醇和水组成。
进一步的，所述水相溶剂由液态醇组成时，所述液态醇采用甲醇和丙醇；所述水相溶剂由液态醇和水组成时，所述液态醇采用乙醇。
进一步的，所述水相中的水相溶剂的重量百分含量不低于90％。
进一步的，步骤a和步骤b中的混合均匀为在水浴中搅拌混均，且混合均匀后持续搅拌并加热至第一设定阈值温度。
进一步的，步骤c中的混合包括将水相与部分有机相合并后，立即进行第一设定阈值时间的搅拌处理，然后搅拌状态下进行加热使混合相升温至第二设定阈值温度后保温第二设定阈值时间。
进一步的，混合相加热升温及保温时通入氮气保护，并配置回流冷凝器。
进一步的，步骤d中加入引发剂后，将反应混合物加热至第三设定阈值温度并维持第三设定阈值时间，然后使反应混合物温度冷却至第二设定阈值温度并反应第四设定阈值时间。
进一步的，步骤e中剩余有机相逐滴加入后，保持第二设定阈值温度并搅拌第五设定阈值时间。
进一步的，步骤f为混合物搅拌第五设定阈值时间后立即加入沉淀剂，并进行搅拌。
进一步的，所述第一设定阈值温度为85℃，所述第二设定阈值温度为80℃，所述第三设定阈值温度为90℃；所述第一设定阈值时间为30min，所述第二设定阈值时间为15min，所述第三设定阈值时间为5-10min，所述第四设定阈值时间为70min，所述第五设定阈值时间为85min。
进一步的，步骤g中的分离包括依次进行真空抽滤、洗涤以及干燥。
进一步的，所述真空抽滤的真空度为1×10-2Pa，所述洗涤为采用去离子水洗涤3次，所述干燥采用自然干燥。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明制备方法通过水相与部分有机相的预先混合，并引发聚合物形成，再逐滴加入剩余有机相并进行沉淀，经分离沉淀便可得到改性温敏调光材料。所制备的改性温敏调光材料，使用时与工程塑料共挤成型，在温度低时，调光材料温度低于相转换温度，此时区域的折射率nD和基质的折射率nM为尽可能类似的(也即nD≈nM)，因此挤出的热致塑料可表现出纯基质塑料的透明或半透明情形。而在相转化的温度范围内，区域的折射率突然降低，使得nD<nM，光在区域/基质界面发生散射，使得透明度或半透明度下降，据此，便实现温敏调光特性。
同时，本发明制备的改性温敏调光材料，由于在使用时可以与工程塑料共挤出成型，而直接使用，因而其相较于现有技术中温敏材料必须使用多层玻璃才能在建筑上进行使用的情况，通过不依附于玻璃，便不会增加应用物本身的自重，从而能够达到很好的轻量化效果，利于温敏调光材料的应用。
本发明同时提出了一种改性温敏调光材料，所述改性温敏调光材料通过如上制备方法制得。
此外，本发明还提出了一种板材或片材，所述板材或所述片材为通过粉体原料挤出成型，且所述粉体原料中共混有如上所述的改性温敏调光材料。
进一步的，所述板材为PVC板材或PMMA板材，所述片材为PVB片材。
本发明也提供了如上板材或片材的用途，且所述板材或所述片材用于遮挡光线。
进一步的，所述光线为阳光。
本发明的板材或片材通过采用以上改性温敏调光材料，可使得成型的板材或片材能够随着环境的变化而改变其对光线的透过行为，因而在配合于玻璃应用时既能显著降低阳光中透过的热量，又能保持良好的透明性，而可有很好的使用效果。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明制备实例1制备的改性温敏调光材料的粒度分布图；
图2为本发明制备实例2制备的改性温敏调光材料的粒度分布图；
图3为本发明制备实例3制备的改性温敏调光材料的粒度分布图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一
本实施例涉及改性温敏调光材料的制备。
整体思路上，本实施例的改性温敏调光材料的制备方法包括如下的步骤：
步骤a：将包含有至少一种适合于具有热致相变特性聚合物制备的有机溶剂中加入至少一种有机单体混合均匀，形成有机相；
b.将至少一种表面活性剂或至少一种表面活性化合物加入至少包含有液态醇的水相溶剂中混合均匀，形成水相；
c.将水相与部分有机相混合形成混合相；
d.向混合相中加入至少一种引发剂来启动聚合物的形成；
e.将剩余有机相逐滴加入步骤d形成的混合物中；
f.向步骤e的混合物中加入至少一种沉淀剂对聚合物进行沉淀；
g.分离步骤f中的沉淀物得到改性温敏调光材料。
本实施例经以上制备步骤所得到的改性温敏调光材料为粉体，其粒径在零点几至几十乃至上百微米之间。
其中，针对于上述的制备步骤，具体而言，作为一种示例性实施形式，上述有机溶剂可采用甲基丙烯酸丙酯与乙酸乙烯酯或聚乙烯单体的混合物，或者也可在所述混合物的基础上，再增加其它有机物。同时，除了上述示例，本实施例中的有机溶剂亦可选用低熔点低分子量的极性有机溶剂。
本实施例上述有机单体则可采用乙烯基化合物、甲基丙烯酸类化合物、醛类化合物、不饱和脂肪酸类化合物中的一种或者几种的混合物。而且优选的，所述有机单体具体可采用苯乙烯、氯乙烯、乙酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸乙酯、月桂醛、甲基己基乙醛、异环柠檬醛、丙烯醛中的一种或者几种的混合物。
本实施例上述表面活性剂或表面活性化合物可采用离子型表面活性剂，且具体的，所述表面活性剂或所述表面活性化合物例如可采用十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂基葡萄糖羧酸钠中的一种或者几种的混合物。
本实施例上述引发剂可采用有机过氧化物引发剂、无机过氧化物引发剂、偶氮类引发剂、氧化还原引发剂中的一种或者几种的混合物。具体来说，所述有机过氧化物引发剂优选的可采用过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或者几种的混合物。
所述无机过氧化物引发剂优选的可采用过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或者几种的混合物。所述偶氮类引发剂优选的可采用偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或者它们的混合物。而所述氧化还原引发剂优选的可采用过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰/N，N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁、异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺中的一种或者几种的混合物。
本实施例上述沉淀剂采用硫酸盐、磷酸盐、草酸盐和碳酸盐中的一种或者几种的混合物，并且具体的所述沉淀剂例如可采用硫酸镁、碳酸镁、硫酸钙中的一种。
本实施例中，在制备时引发剂和沉淀剂一般以配制成水溶液的形式加入。而针对于配置水相的水相溶剂，作为一种示例性实施形式，其例如可由液态醇组成，并且在采用液体醇时水相中可选的能够加入有碳酸氢钠，以加大同有机相的相互作用力。当然，除了由液体醇组成所述水相溶剂，本实施例的水相溶剂亦可由液态醇和水组成，并且例如在水相溶剂由液态醇组成时，所述液态醇可采用甲醇和丙醇，而水相溶剂由液态醇和水组成时，所述液态醇则可采用乙醇。
需注意的是，本实施例以重量计，水相中的水相溶剂的重量百分含量应不低于90％。此外，上述步骤a和步骤b中的混合均匀具体可采用在水浴中搅拌混均，并且混合均匀后持续搅拌并加热至第一设定阈值温度。而步骤c中的混合包括将水相与部分有机相合并后，立即进行第一设定阈值时间的搅拌处理，然后搅拌状态下进行加热使混合相升温至第二设定阈值温度后保温第二设定阈值时间。同时，在上述混合相加热升温及保温时优选的也应通入氮气保护，并配置回流冷凝器，以防止向外界的挥发。
本实施例，步骤d中加入引发剂后应将反应混合物加热至第三设定阈值温度并维持第三设定阈值时间，然后使反应混合物温度冷却至第二设定阈值温度并反应第四设定阈值时间。在步骤e中，剩余乳化后的有机相逐滴加入后，应保持第二设定阈值温度并搅拌第五设定阈值时间。步骤f中则为混合物搅拌第五设定阈值时间后立即加入沉淀剂，并进行搅拌。
以上各设定阈值温度及各设定阈值时间均视构成有机相及水相的材料，以及所采用的引发剂、沉淀剂等材料的不同进行设计即可。
另外，本实施例的步骤g中所述的分离具体为包括依次进行真空抽滤、洗涤以及干燥，并且其中的真空抽滤的真空度为1×10-2Pa，洗涤为采用去离子水洗涤3次，而干燥则可采用自然干燥。
下面将结合若干制备实例对本实施例的改性温敏调光材料的制备做进一步说明。
制备实例1
本制备实例中，有机相中的有机溶剂由甲基丙烯酸丙酯、乙酸乙烯酯组成，有机单体采用丙烯酸十八烷基酯(也即丙烯酸十八酯)，且以重量计，有机溶剂甲基丙烯酸丙酯、乙酸乙烯酯与有机单体的比例为55：30：15wt％。水相中，由甲醇、丙醇组成水相溶剂，并加入碳酸氢钠，表面活性剂采用十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠，并且以重量计，甲醇、丙醇、碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠之间的比例为45：45：2：3：5wt％。有机相和水相各自在水浴中混合均匀，然后均加热至85℃，并同时搅拌。
接着，配制含0.5wt％过硫酸铵的引发剂水溶液，且以重量计，有机相、水相、引发剂溶液之间的比例为80：19.5：0.5wt％。
然后进行第一阶段的水相和部分有机相的合并，此时水相与有机相之间的体积比比率为3：1，混合保持在85℃下进行。此后，立即将合并的混合物用800转/分磁力搅拌器搅拌处理30min。接着，将混合物转移到三口烧瓶中，并加热10min以上(一般为10-60min)，使混合物温度从室温加热到80℃后保温，且同时进行搅拌。加热与保温中也通入氮气保护，并且配置回流冷凝器使挥发物质回流。
经过15min后，再加入过硫酸铵引发剂溶液，接着将反应混合物加热至90℃，并维持5-10min，然后再冷却回到80℃并随之进行70min的反应。70min反应到时后通过逐滴将剩余的有机相加入到混合物中开始第二阶段，此时温度保持80℃不变，并继续搅拌85分钟至反应完成。
然后，将反应溶液倒入烧杯，立即(一般1min内)向烧杯中加入沉淀剂，也即0.1wt％硫酸镁水溶液，并在800转/分搅拌速率下搅拌均匀分散。最后，再于1×10-2Pa真空度下进行真空抽滤，采用去离子水洗涤3次，并自然干燥，即得到粉体状的改性温敏调光材料。
制备的改性温敏调光材料进行粒径检测，检测结果见图1中所示，可以看出本实例制备的改性温敏调光材料粉体的粒径在0.3至30微米之间。
制备实例2
本制备实例中，有机相中的有机溶剂由甲基丙烯酸丙酯、乙酸乙烯酯组成，有机单体采用丙烯酸十八烷基酯，且以重量计，有机溶剂甲基丙烯酸丙酯、乙酸乙烯酯与有机单体的比例为50：35：15wt％。水相中，由甲醇、丙醇组成水相溶剂，并加入碳酸氢钠，表面活性剂采用十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠，并且以重量计，甲醇、丙醇、碳酸氢钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠之间的比例为45：45：2：3：5wt％。有机相和水相各自在水浴中混合均匀，然后均加热至85℃，并同时搅拌。
接着，配制含0.5％过硫酸铵的引发剂水溶液，且以重量计，有机相、水相、引发剂溶液之间的比例为85：14.5：0.5wt％。
然后进行第一阶段的水相和部分有机相的合并，此时水相与有机相之间的体积比比率为3.5：1，混合保持在85℃下进行。此后，立即将合并的混合物用800转/分磁力搅拌器搅拌处理30min。接着，将混合物转移到三口烧瓶中，并加热10min以上(一般为10-60min)，使混合物温度从室温加热到80℃后保温，且同时进行搅拌。加热与保温中也通入氮气保护，并且配置回流冷凝器使挥发物质回流。
经过15min后，再加入过硫酸铵引发剂溶液，接着将反应混合物加热至90℃，并维持5-10min，然后再冷却回到80℃并随之进行70min的反应。70min反应到时后通过逐滴将剩余的有机相加入到混合物中开始第二阶段，此时温度保持80℃不变，并继续搅拌100分钟至反应完成。
然后，将反应溶液倒入烧杯，立即(1min内)向烧杯中加入沉淀剂，也即0.1％碳酸镁水溶液，并在800转/分搅拌速率下搅拌均匀分散。最后，再于1×10-2Pa真空度下进行真空抽滤，采用去离子水洗涤3次，并自然干燥，即得到粉体状的改性温敏调光材料。
制备的改性温敏调光材料进行粒径检测，检测结果见图2中所示，可以看出本实例制备的改性温敏调光材料粉体的粒径在0.3至100微米之间。
制备实例3
本制备实例中，有机相中的有机溶剂由甲基丙烯酸丙酯与Mn＝60的聚乙烯单体组成，有机单体采用丙烯酸乙酯，且以重量计，有机溶剂甲基丙烯酸丙酯、聚乙烯单体与有机单体的比例为55：30：15wt％。水相中，由乙醇和水组成水相溶剂，表面活性剂采用十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠，并且以重量计，乙醇、水、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠之间的比例为8.5：90：1：0.5wt％。有机相和水相各自在水浴中混合均匀，然后均加热至85℃，并同时搅拌。
接着，配制含0.5％过硫酸铵的引发剂水溶液，且以重量计，有机相、水相、引发剂溶液之间的比例为85：14.5：0.5wt％。
然后进行第一阶段的水相和部分有机相的合并，此时水相与有机相之间的体积比比率为3.5：1，混合保持在85℃下进行。此后，立即将合并的混合物用800转/分磁力搅拌器搅拌处理30min。接着，将混合物转移到三口烧瓶中，并加热10min以上(10-60min)，使混合物温度从室温加热到80℃后保温，且同时进行搅拌。加热与保温中也通入氮气保护，并且配置回流冷凝器使挥发物质回流。
经过15min后，再加入过硫酸铵引发剂溶液，接着将反应混合物加热至90℃，并维持5-10min，然后再冷却回到80℃并随之进行70min的反应。70min反应到时后通过逐滴将剩余的有机相加入到混合物中开始第二阶段，此时温度保持80℃不变，并继续搅拌100分钟至反应完成。
然后，将反应溶液倒入烧杯，立即(1min内)向烧杯中加入沉淀剂，也即0.1％硫酸钙水溶液，并在800转/分搅拌速率下搅拌分散均匀。最后，再于1×10-2Pa真空度下进行真空抽滤，采用去离子水洗涤3次，并自然干燥，即得到粉体状的改性温敏调光材料。
制备的改性温敏调光材料通过相同检测程序进行粒径检测，检测结果见图3中所示，可以看出本实例制备的改性温敏调光材料粉体的粒径在0.3至45微米之间。
实施例二
本实施例涉及一种板材或片材，该板材或所述片材为通过粉体原料挤出成型，并且在所述粉体原料中共混有实施例一所制备的改性温敏调光材料。
其中，上述板材例如可为PVC板材或PMMA板材，而上述片材则可为PVB片材。同时，如上的板材或片材在使用时，其例如可为用于遮挡光线。该光线一般为阳光，从而使得本实施例的板材或片材达到遮阳的效果。
本实施例中PVC、PMMA以及PVB粉体原料均采用现有市售产品便可，而且添加改性温敏调光材料后的粉体挤出成型板材或片材的工艺也与现有工艺相同，对其不再详述。
作为本实施例中板材或片材的具体制备实例，例如对于PVC板材，制备时PVC粉体原料和添加的改性温敏变色材料的比例为85：15，挤出成型的板材在室温时为无色，且经测试45℃时开始变色，50℃时完全失透，且该失透一般为透光率低于5％。
对于PMMA板材，制备时PMMA粉体原料和添加的改性温敏变色材料的比例为90：10，挤出成型的板材在室温时为无色，经测试45℃时开始变色，50℃时完全失透，且该失透一般为透光率低于5％。
对于PVB片材，制备时PVB粉体原料和添加的改性温敏变色材料的比例为95：5，挤出成型的片材在室温时为无色，45℃时开始变色，50℃时完全失透，且该失透一般为透光率低于5％。
此外，本实施例的板材或片材在具体使用时，仍以遮阳应用为例，其直接参考现有透明钢化玻璃，与其采用相同的使用方式进行应用便可。并且，通过本实施例的板材或片材，能够克服现有玻璃充注温敏变色材料所存在的重量大，不利于应用的不足。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种板材或片材，所述板材或所述片材为通过粉体原料挤出成型，其特征在于：所述板材为PVC板材或PMMA板材，所述片材为PVB片材；所述粉体原料中共混有改性温敏调光材料，且当所述板材为PVC板材时，制备PVC板材中PVC粉体原料和添加的改性温敏调光材料的比例为85：15；当所述板材为PMMA板材时，制备PMMA板材中PMMA粉体原料和添加的改性温敏调光材料的比例为90:10；当所述片材为PVB片材时，制备PVB片材中PVB粉体原料和添加的改性温敏调光材料的比例为95:5；
所述改性温敏调光材料的制备方法包括如下的步骤：
a.将质量比为50:35:15的甲基丙烯酸丙酯、乙酸乙烯酯和丙烯酸十八烷基酯混合均匀，形成有机相；
b.将至少一种表面活性剂或至少一种表面活性化合物加入至少包含有液态醇的水相溶剂中混合均匀，形成水相；
c.将水相与部分有机相混合形成混合相；
d.向混合相中加入至少一种引发剂来启动聚合物的形成；
e.将剩余有机相逐滴加入步骤d形成的混合物中；
f.向步骤e的混合物中加入至少一种沉淀剂对聚合物进行沉淀；
g.分离步骤f中的沉淀物得到改性温敏调光材料；
其中：
所述表面活性剂或所述表面活性化合物采用十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂基葡萄糖羧酸钠中的一种或者几种的混合物；
所述引发剂采用有机过氧化物引发剂、无机过氧化物引发剂、偶氮类引发剂、氧化还原引发剂中的一种或者几种的混合物；
所述沉淀剂采用硫酸盐、磷酸盐、草酸盐和碳酸盐中的一种或者几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的板材或片材，其特征在于：所述有机过氧化物引发剂采用过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或者几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的板材或片材，其特征在于：所述无机过氧化物引发剂采用过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的一种或者几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的板材或片材，其特征在于：所述偶氮类引发剂采用偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种或者它们的混合物。
5.根据权利要求1所述的板材或片材，其特征在于：所述氧化还原引发剂采用过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/吊白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰/N，N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁、异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺中的一种或者几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的板材或片材，其特征在于：所述引发剂和所述沉淀剂以配制成水溶液的形式加入。
7.根据权利要求1所述的板材或片材，其特征在于：步骤a和步骤b中的混合均匀为在水浴中搅拌混均，且混合均匀后持续搅拌并加热至第一设定阈值温度。
8.根据权利要求7所述的板材或片材，其特征在于：步骤c中的混合包括将水相与部分有机相合并后，立即进行第一设定阈值时间的搅拌处理，然后搅拌状态下进行加热使混合相升温至第二设定阈值温度后保温第二设定阈值时间。
9.根据权利要求8所述的板材或片材，其特征在于：混合相加热升温及保温时通入氮气保护，并配置回流冷凝器。
10.根据权利要求9所述的板材或片材，其特征在于：步骤d中加入引发剂后，将反应混合物加热至第三设定阈值温度并维持第三设定阈值时间，然后使反应混合物温度冷却至第二设定阈值温度并反应第四设定阈值时间。
11.根据权利要求10所述的板材或片材，其特征在于：步骤e中剩余有机相逐滴加入后，保持第二设定阈值温度并搅拌第五设定阈值时间。
12.根据权利要求11所述的板材或片材，其特征在于：步骤f为混合物搅拌第五设定阈值时间后立即加入沉淀剂，并进行搅拌。
13.根据权利要求12所述的板材或片材，其特征在于：所述第一设定阈值温度为85℃，所述第二设定阈值温度为80℃，所述第三设定阈值温度为90℃；所述第一设定阈值时间为30min，所述第二设定阈值时间为15min，所述第三设定阈值时间为5-10min，所述第四设定阈值时间为70min，所述第五设定阈值时间为85min。
14.根据权利要求1所述的板材或片材，其特征在于：步骤g中的分离包括依次进行真空抽滤、洗涤以及干燥。
15.根据权利要求14所述的板材或片材，其特征在于：所述真空抽滤的真空度为1×10-2Pa，所述洗涤为采用去离子水洗涤3次，所述干燥采用自然干燥。
16.如权利要求1至15中任一项所述的板材或片材的用途，其特征在于：所述板材或所述片材用于遮挡光线。
17.根据权利要求16所述的板材或片材的用途，其特征在于：所述光线为阳光。
CN201911235098.8A 2019-12-05 2019-12-05 改性温敏调光材料的制备方法和改性温敏调光材料以及板材或片材和其用途 Active CN111333770B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911235098.8A CN111333770B (zh) 2019-12-05 2019-12-05 改性温敏调光材料的制备方法和改性温敏调光材料以及板材或片材和其用途

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911235098.8A CN111333770B (zh) 2019-12-05 2019-12-05 改性温敏调光材料的制备方法和改性温敏调光材料以及板材或片材和其用途

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111333770A CN111333770A (zh) 2020-06-26
CN111333770B true CN111333770B (zh) 2023-05-23

Family

ID=71177648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911235098.8A Active CN111333770B (zh) 2019-12-05 2019-12-05 改性温敏调光材料的制备方法和改性温敏调光材料以及板材或片材和其用途

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111333770B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114539469A (zh) * 2022-02-24 2022-05-27 重庆禾维科技有限公司 一种可逆热致变色粉末的合成方法及具有其的调光板/薄膜和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103113514A (zh) * 2013-01-25 2013-05-22 中国科学院长春应用化学研究所 过冷度可调的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111333770A (zh) 2020-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101941928B1 (ko) 열방성 폴리머
CN104177539B (zh) 一种聚合物分散液晶材料的制备方法
CN105778161A (zh) 温敏变色材料
KR102079690B1 (ko) 투광도의 조절이 가능한 온도감응성 수화겔의 제조방법, 이에 의한 수화겔 및 이를 포함한 스마트 패널
CN102241937B (zh) 一种poss改性水性纳米透明隔热涂料及其制备方法
CN103074011B (zh) 一种防晒隔热膜用单组分型水性压敏胶
CN102816340A (zh) 基于温敏聚合物水凝胶的智能调光膜及其制备方法
CN108594509A (zh) 一种宽温调光膜及其制备方法
CN104062776B (zh) 一种智能中空调光玻璃及其制备方法
CN111333770B (zh) 改性温敏调光材料的制备方法和改性温敏调光材料以及板材或片材和其用途
CN106543380A (zh) 温敏变色材料及其制备方法和单向透视温敏型玻璃
CN112279945B (zh) 一种感温变色水凝胶型智能视窗及其制备方法、产品与应用
CN111752013B (zh) 一种多孔聚合物光学薄膜器件及其制备方法
US20230416432A1 (en) Infrared absorbent dispersion, transparent heat-insulating organic glass, and manufacturing method thereof
WO2017128300A1 (zh) 一种聚合物中空微球及其制备方法和应用
CN109897644A (zh) 一种高对比度、低电压驱动及快速响应电控液晶调光膜及其制备方法
CN111690159A (zh) 基于乙烯基醚液晶/高分子全聚合量子点薄膜的制备方法
CN111533849A (zh) 一种热致型调光材料及智能调光透明板
CN114545662A (zh) 一种温度自适应智能窗及其制备方法
EP0073450B1 (en) Process for producing a light-diffusible methacrylic resin, and formed articles having a delustered surface
Tan et al. Temperature-responsive ‘cloud’with controllable self-assembled particle size for smart window application
CN103226213A (zh) 含聚合物微球的聚酯反射膜及其制备方法
JP5463005B2 (ja) 架橋樹脂粒子及びそれを用いた光学シート
CN110229677A (zh) 一种低电压驱动聚合物分散液晶膜及其制备方法
CN105542087B (zh) 一种聚合物中空微球及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant