CN111592822A - 一种快速响应热致型调光材料及快速响应智能调光薄膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种快速响应热致型调光材料及快速响应智能调光薄膜,本发明提供的热致型调光材料,包括树脂基材层和分散于所述树脂基材层中的有机相变粒子和光热转换纳米粒子,所述机相变粒子的质量为树脂基材层总质量的0.5%‑15%,所述光热转换纳米粒子的质量为树脂基材层总质量的0.5%‑15%,所述有机相变粒子在温度为30℃‑80℃可发生相转变,所述光热转换纳米粒子的粒径为5‑200纳米。本发明提供的快速响应热致型调光材料及智能调薄膜的可见光透过率可随温度和光照强度的变化而发生改变,具有智能调光的效果。
Description
技术领域
本发明属于新材料技术领域,具体涉及一种快速响应热致型调光材料及快速响应智能调光薄膜。
背景技术
在建筑玻璃幕墙、汽车天窗、飞机侧窗等应用案例中,出于保护隐私或者节能的目的,用户希望玻璃窗能够具有透明态和非透明态可逆转换的功能。特别是在目前的建筑大量使用平板玻璃的背景下,使用调光玻璃的需求越来越迫切。如今,已经有多种技术,可以实现玻璃的调光功能,例如液晶调光技术、电致变色技术以及热致变色技术。
液晶调光技术,基本原理就是在关闭电源时,调光层中的液晶分子处于无序的分散状态,从而阻隔光线透过;当打开电源时,调光层中的液晶分子处于有序排列的分散状态,光线可以顺利通过。即在外接电源的开/关控制下实现透明与不透明状态的切换。电致变色技术是利用外加电场使得活性材料发生氧化还原反应,从而呈现透明态或者着色态,并且该过程可逆。热致变色技术是在阳光照射下,玻璃的温度升高,使得材料的光学性质发生变化,从而进行光线透过率的调节。
采用液晶调光技术或者电致变色技术的产品,往往结构复杂,制造成本较高。同时,这两类产品在大规模化应用上成本仍然高昂,外接电源的使用方案的确还是在消耗能源,且长期的维护管理是个巨大问题。同时,如中国发明专利所述(中国发明专利CN106143072A),电致变色的玻璃,其性能随着循环次数的增加,还会慢慢退化。
热致型调光技术,是一种能够随着环境温度的变化而进行透过率调节的技术,即在预先设定的热致响应温度区间中自适应地调节光线的透过率,由透明状态与不透明状态之间变化,且过程可逆。所述的热致型调光膜可以应用在建筑的外立面或者顶棚,汽车玻璃及农业用大棚等方面,自适应调光的同时阻隔部分热量进入,对绿色节能有很大的现实意义。同时,热致型自适应调光膜并不需要外接电源控制,长期稳定性更高,制备工艺更简单,生产成本更低,与目前市场上常见的电控调光膜/玻璃等产品相比更具有显著经济效益。
相比于液晶调光技术和电致变色技术,通过阳光照射进行加热的热致型调光膜,其响应速度要慢很多。在一些应用案例,如建筑幕墙或者汽车天窗,需要花费较长时间实现透过率的完整调节,会给用户不好的使用体验。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种可见光透过率可随温度变化而发生改变的快速响应热致型调光材料及快速响应智能调光薄膜。
本发明提供一种快速响应热致型调光材料,包括树脂基材层和分散于所述树脂基材层中的有机相变粒子和光热转换纳米粒子,所述有机相变粒子的质量为树脂基材层总质量的0.5%-15%,所述光热转换纳米粒子的质量为树脂基材层总质量的0.5%-15%,所述有机相变粒子在温度为30℃-80℃可发生相转变,所述光热转换纳米粒子的粒径为5-200纳米。
优选地,所述光热转换纳米粒子包括贵金属纳米粒子和/或半导体光热转化材料纳米粒子。
优选地,所述贵金属纳米粒子包括银纳米粒子、金纳米粒子和铂纳米粒子中的一种或几种;
所述半导体光热转化材料纳米粒子包括硫化铜类纳米粒子、碲化铜类纳米粒子、硒化铜类纳米粒子、铟锡氧化物纳米粒子、锑掺杂二氧化锡纳米粒子、三氧化钨纳米粒子和氮化钛纳米粒子中的一种或几种。
优选地,所述有机相变粒子包括脂肪烃,芳香烃,脂肪酸,石蜡,三硬脂酸甘油酯,单硬脂酸甘油酯,氢化蓖麻油中的一种或多种。
优选地,所述有机相变粒子包括相变材料和包覆于所述相变材料外的高分子壳体,所述相变材料在温度为30℃-80℃可发生相转变。
优选地,所述相变材料和所述高分子壳体的重量比为1-4:1-4,所述高分子壳体包括甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油中的一种或几种。
优选地,所述树脂基材层包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和氨基丙烯酸酯中的一种或多种。
本发明还提供一种快速响应智能调光薄膜,包括透明高分子基材和热致变色层,所述热致变色层由所述的快速响应热致型调光材料制备得到,所述热致变色层具有临界温度,所述临界温度大于或等于30℃,当所述快速响应智能调光薄膜的表面温度小于所述临界温度时,所述热致变色层呈现第一状态;当所述快速响应智能调光薄膜的表面温度大于或等于所述临界温度时,所述热致变色层呈现第二状态,所述热致变色层的第一状态的可见光透过率大于第二状态的可见光透过率。
优选地,所述热致变色层在第二状态时,可见光透过率随智能调光透明薄膜的表面温度的增加而减小。
优选地,所述快速响应热致型调光材料包括稀释剂和紫外光引发剂,所述快速响应热致型调光材料涂覆于所述透明高分子基材上,固化后形成所述热致变色层,所述透明高分子基材包括聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚氨酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜中的一种或多种。
本发明提供的快速响应热致型调光材料及快速响应智能调光薄膜的可见光透过率可随温度变化而发生改变,具有智能调光的效果。
附图说明
通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明,本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分,且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图,重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明实施例提供的快速响应智能调光薄膜的结构示意图。
图2为本发明实施例1提供的快速响应智能调光薄膜在红外光线灯光源照射0min时的实拍图;
图3为为本发明实施例1提供的快速响应智能调光薄膜在红外光线灯光源照射5min时的实拍图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
参考图1,本发明实施例提供一种快速响应热致型调光材料,包括树脂基材层和分散于所述树脂基材层中的有机相变粒子和光热转换纳米粒子,所述机相变粒子的质量为树脂基材层总质量的0.5%-15%,所述光热转换纳米粒子的质量为树脂基材层总质量的0.5%-15%,所述有机相变粒子在温度为30℃-80℃可发生相转变,所述光热转换纳米粒子的粒径为5-200纳米。
本实施例提供的快速响应热致型调光材料能够实现根据温度不同而对可见光的透过率不同,从而实现自动调光的效果。本发明实施例的有机相变粒子在温度为30℃-80℃可发生相转变,当有机相变粒子的温度达到相转变温度时,有机相变粒子开始发生相转变,相转变后,有机相变粒子和光热转换纳米粒子配合树脂基材层使得快速响应热致型调光材料透明度变差,呈现出雾白状态,具有智能调光的效果。本实施例的光热转换纳米粒子能够通过反射、吸收或其他方式把太阳辐射能集中起来,转换成足够高的热量,提升热致型调光材料的受热温度,使得即使环境温度较低,但是太阳光线足够强的情况下有机相变粒子依然能够达到相转变温度。实现热致型调光材料受温度和光照强度的综合影响进行快速响应调光的效果。
本实施例的热致型调光材料,有机相变粒子和光热转换纳米粒子较好的分散在树脂基材层中,并且光热转换纳米粒子的粒径为5-200纳米,使得热致型调光材料在初始温度状态下为可见光透过率最高,热致型调光材料显示出透明度较高的透明态;当环境温度升高,光照强度增强使得有机相变粒子达到相转变温度开始发生相转变,有机相变粒子状态发生变化,有机相变粒子、光热转换纳米粒子配合树脂基材层,使得热致型调光材料在有机相变粒子相转变后的某个温度值开始到达临界温度,可见光透过率下降,呈现雾白态,实现自动调光的效果。
本实施例中的临界温度可以是相转变温度,也可以是高于相转变温度的某个温度值。本实施例的热致型调光材料到达临界温度后,可见光透过率是随着热致型调光材料温度的上升不断减小的,热致型调光材料雾白态是随温度升高逐渐变得越来越不透明的。如果温度从较高值逐渐降低时,雾白态随着温度的下降逐渐变得透明,当温度降低到小于有机相变粒子的相转变温度时,热致型调光材料又变为可见光透过率最高的透明态。也就是本实施例的热致型调光材料从透明态到雾白态的变化是可逆的。
本实施例提供的热致型调光材料可较好实现阳光控制快速响应热致变色。本实施例提供的热致型调光材料可较好应用于建筑玻璃幕墙、汽车天窗、飞机侧窗、蔬菜大棚等产品,使得产品在太阳光照下快速从透明态转变为雾白态,阻挡强烈的阳光进入室内,并且可以阻隔部分太阳能,从而降低室内的温度波动,提高舒适度。实现遮阳节能一体化,给用户带来更好的使用体验。
本实施例的热致型调光材料可制备成涂料涂覆在需要光热致变色的产品上,例如涂覆在建筑玻璃、汽车天窗等产品上。本实施例的热致型调光材料也制备成薄膜使用,本实施例的热致型调光材料还可以制备成夹胶玻璃。
在优选实施例中,光热转换纳米粒子包括贵金属纳米粒子和/或半导体光热转化材料纳米粒子。
在优选实施例中,贵金属纳米粒子包括银纳米粒子、金纳米粒子和铂纳米粒子中的一种或几种;
在优选实施例中,半导体光热转化材料纳米粒子包括硫化铜类纳米粒子、碲化铜类纳米粒子、硒化铜类纳米粒子、铟锡氧化物纳米粒子、锑掺杂二氧化锡纳米粒子、三氧化钨纳米粒子和氮化钛纳米粒子中的一种或几种。本实施例的光热转换纳米粒子可以是作用于红外光波段的纳米粒子,由于红外光波段富含大量热量,同时不影响可见光波段的透明度,如,铟锡氧化物粒子、锑掺杂二氧化锡纳米粒子、三氧化钨纳米粒子等。本实施例的光热转换纳米粒子也可以是会产生的局部表面等离子共振效应的纳米粒子,由于共振效应,能够在纳米粒子附近产生高热量,同时通过控制粒子的尺寸,可以实现单波长的共振,即使是在可见光波段产生共振效应,对可见光波段的透明度影响不大,如,银纳米粒子、金纳米粒子、铂纳米粒子等。
在优选实施例中,有机相变粒子包括脂肪烃,芳香烃,脂肪酸,石蜡,三硬脂酸甘油酯,单硬脂酸甘油酯,氢化蓖麻油中的一种或多种。
在优选实施例中,有机相变粒子为癸酸、月桂酸、棕榈酸和硬脂酸的任意两种混合,使得其相转变温度在30℃-60℃内,这些脂肪酸熔融温度多样,通过其中两种脂肪酸混合复配,实现有机相变粒子相转变温度在合理范围内,能够实现较好的热致调光效果,使得热致型调光材料能够较好地应用于实际户外环境温度,及对太阳光线的调节。
在优选实施例中,有机相变粒为石蜡。能够使得相变材料能够在35-50℃的温度下具有相转变,实现热致型调光材料能够在相变材料发生相转变之后,实现可见光透过率的改变,该温度范围可见光透过率的改变,使得热致型调光材料能够较好地应用于实际户外环境温度,及对太阳光线的调节。
在优选实施例中,有机相变粒子包括相变材料和包覆于相变材料外的高分子壳体,相变材料在温度为30℃-80℃可发生相转变。核壳结构的设置能够使得有机相变粒子具有更加稳定的结构,使得热致型调光材料具有较好的稳定性,较长的寿命。核壳结构的设置还利于使得有机相变粒子能够具有更较为一致的粒径分布,粒径差值较小,实现较好的智能调光效果。
在优选实施例中,相变材料和高分子壳体的重量比为1-4:1-4,优选相变材料和高分子壳体的重量比为1:1-3。能够具有较好的包覆效果,同时不会影响相变材料的相转变。
在优选实施例中,高分子壳体包括甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油中的一种或几种。相变材料包括脂肪烃,芳香烃,脂肪酸,石蜡,三硬脂酸甘油酯,单硬脂酸甘油酯,氢化蓖麻油中的一种或多种。壳体材料与相变材料具有较好的匹配性,使得有机相变粒子更容易实现较平均的粒径制备,使得得到的热致型调光材料具有较好的智能调光效果。
在优选实施例中,树脂基材层包括树脂基材,树脂基材包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和氨基丙烯酸酯中的一种或多种。本实施例的树脂基材与有机相变粒子具有较好的匹配性,实现当有机相变粒子发生相转变时或发生相转变后,热致型调光材料会发生可见光透光率的改变,从而实现热致调光的效果。
在优选实施例中,有机相变粒子的粒径为0.001-10微米,优选0.2-0.6微米。较小的有机相变粒子能够实现较好的分散效果,使得热致型调光材料初始的透明度较高,可见光透过率较高。但是粒径也不能过小,一方面因为会对生产设备及制备工艺提出更高要求,粒径过小会导致生产成本上升;另一方面粒径太小,可见光的透过率随温度的改变不明显,差值不大,不能够实现显著的智能调光效果。
在优选实施例中,树脂基材层除了树脂基材还包括稀释剂、引发剂和其他助剂,稀释剂能够帮助有机相变粒子和光热转换纳米粒子较好的分散在树脂基材层中,同时在加入引发剂后并将树脂基材层固化后能够实现有机相变粒子和光热转换纳米粒子较稳定地分散于树脂基材层中,使得有机相变粒子在发生相转变之前不会聚集在树脂基材层中,能够实现较好的透光效果,可见光的透过率较高,具有较高的透明度。
在优选实施例中,有机相变粒子的质量为树脂基材层混合体质量的1%-10%,优选为1%-7%。光热转换纳米粒子的质量为树脂基材层混合体质量的1%-10%,优选为1%-7%。
在优选实施例中,稀释剂包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、己二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、4-丙烯酰吗啉、乙氧基乙氧基丙烯酸乙酯等中的一种或多种。
在优选实施例中,树脂基材与稀释剂的质量比为50-120:1-30。
在优选实施例中,引发剂包括:2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢中、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或多种。
在优选实施例中,树脂基材和稀释剂组成的混合物与引发剂的重量比为100:0.1-10。
在优选实施例中,其他助剂包括光稳定剂Tinuvin 770、Tinuvin 783、Tinuvin326、Tinuvin 329、Tinuvin P、Chimassorb 2020、Chimassorb 944中的一种或多种。一般用量为树脂基材层总质量的0.01-5%。
参考图1,本发明实施例还提供一种快速响应智能调光透明薄膜,包括透明高分子基材1和热致变色层2,热致变色层由上述任一个实施例所述的致型调光材料制备得到。热致变色层2包括树脂基材层21和分散于树脂基材层21中的有机相变粒子22和光热转换纳米粒子23。热致变色层2具有临界温度,临界温度大于或等于30℃,当快速响应智能调光薄膜的表面温度小于临界温度时,热致变色层2呈现第一状态;当快速响应智能调光薄膜的表面温度大于或等于临界温度时,热致变色层2呈现第二状态,热致变色层2的第一状态的可见光透过率大于第二状态的可见光透过率。实现快速响应智能调光薄膜由透明态到雾白态的变化,进而实现智能调光效果。
在优选实施例中,热致变色层2在第二状态时,可见光透过率随智能调光透明板的表面温度的增加而减小,透明度是逐步变小的,具有较好的智能调光效果。本实施例的快速响应智能调光薄膜在第一状态下,可见过透过率不随外界温度变化,第二状态热致变色层2的可见光透过率随当外界温度的增加而减小。也就是当温度在临界温度之前,热致变色层2保持稳定的透明态,当外界温度大于或等于临界温度之后,热致变色层2的进入第二状态,可见光过透过率下降,变成雾白态。
在优选实施例中,热致型调光材料包括稀释剂和紫外光固化剂,快速响应热致型调光材料涂布于透明高分子基材1上,固化后形成热致变色层2,透明高分子基材1包括聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(PET)、聚氨酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜中的一种或多种。
参考图1,本发明还提供快速响应智能调光薄膜的制备方法,将树脂基材层21、有机相变粒子22和光热转换纳米粒子23充分搅拌混合,将热致型树脂材料中气泡排出,得到热致型调光材料,避光静置备用。之后将热致型调光材料涂覆于透明高分子基材1上,固化后得到热致变色层2,得到快速响应智能调光薄膜。
为使本发明上述的热致型调光材料的细节更利于本领域技术人员的理解和实施,以及突出本案的进步性效果,以下通过具体的实施例来对本案的上述内容进行举例说明。
实施例1
将石蜡和甲基丙烯酸酯按照1:1.5的重量比,在引发剂和乳化剂的配合下进行乳化反应,得到甲基丙烯酸酯包覆石蜡的核壳结构的有机相变粒子,筛选粒径为0.001-10微米的有机相变粒子,备用。
以聚氨酯丙烯酸酯(PUA)作为树脂基材,丙烯酸异冰片酯(IBOA)作为稀释单体,PUA与IBOA的质量比为80:20,再加入总质量占比为2%的2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(光引发剂1173)和0.1%的光稳定剂Tinuvin 329充分搅拌混合,得到树脂基材层体,避光静置备用。
在树脂基材层混合体中加入有机相变粒子和光热转换纳米粒子(锑掺杂二氧化锡纳米粒子,40-100nm),其中光热转换纳米粒子为树脂基材层混合物总质量的4%,热致相变纳米粒子为树脂基材层混合物总质量的6%,充分搅拌混合。之后置于真空干燥箱内,60℃加热并抽真空,排除材料内部气泡,得到涂布液混合材料。
使用光学级高透明特性PET薄膜作为基底,采用涂布刀将配制的涂布液混合材料在PET上进行涂覆,涂覆的厚度为300微米。之后再将PET离型膜,覆盖于上述已经涂覆了混合液的PET薄膜之上,再进行紫外灯(365nm,2000w)照射1分钟进行固化,从而完成快速响应热致型调光薄膜的制备。
对比例1
与实施例1相比,对比例1中不加入光热转换纳米粒子(锑掺杂二氧化锡纳米粒子,40-100nm),其余配方和制备方法与实施例1相同,制备得到薄膜。
对比例2
与实施例1相比,对比例2中不加入有机相变粒子,其余配方和制备方法与实施例1相同,制备得到薄膜。
效果例
对实施例1和对比例1-2的薄膜样品进行不同光照条件下的表面温度及可见光透过率测定。
测试装置及测试条件情况如下:将实施例1和对比例1-2的薄膜样品分别平整固定于光源下方30cm处,光源为红外光线(主要发射光谱范围是800~
2500nm,150w)。分别测定实施例1和对比例1-2的薄膜样品在红外灯照射0~5min的薄膜表面温度,以及对应时间的可见光透过率,具体数据如表1所示。可见光透光率使用透光率测试仪(林上科技,LS116)进行测定。
表1
由表1的数据可以看出,本实施例1制备得到的快速响应热致型调光薄膜相对对比例1薄膜,在红外光线灯光源的照射下,薄膜表面温度升温显著更快,同时可见光透光率下降更快,能够更快的实现热致调光效果。另外实验中可以观察到实施例1制备得到的薄膜初始(红外灯光源照射0min)时具有较高的可见光透过率,较好的透明度,如附图2所示;随着红外光照射时间增加,快速响应热致型调光薄膜温度升高,薄膜的可见光透过率下降,透明度降低,呈现雾白态,例如光源照射5分钟后观察到薄膜的状态如附图3所示。
对比例1中,不加入光热转换纳米粒子,得到的薄膜表面温度升温较慢,可见光透过率下降也较慢,热致变色响应速度相对较慢。
对比例2中,不加入有机相变粒子,得到的薄膜的可见光透过率并不会随温度有较明显的变化,无热致响应及调光功能。
综上,说明本申请快速响应热致型调光材料配方合理,实现制备得到的快速响应热致型调光薄膜能够随着温度变化,可见光透光率会发生较明显地快速改变,具有较为显著的调光效果。本发明的速响应热致型调光材料制备成的薄膜能够在太阳光的照射下具有较快的升温速度,并且随温度的变化能够具有较明显的可见光透过率变化,实现日光照射下快速响应热致变色的效果。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种快速响应热致型调光材料,其特征在于,包括树脂基材层和分散于所述树脂基材层中的有机相变粒子和光热转换纳米粒子,所述有机相变粒子的质量为树脂基材层总质量的0.5%-15%,所述光热转换纳米粒子的质量为树脂基材层总质量的0.5%-15%,所述有机相变粒子在温度为30℃-80℃可发生相转变,所述光热转换纳米粒子的粒径为5-200纳米。
2.如权利要求1所述的快速响应热致型调光材料,其特征在于,所述光热转换纳米粒子包括贵金属纳米粒子和/或半导体光热转化材料纳米粒子。
3.如权利要求2所述的快速响应热致型调光材料,其特征在于,所述贵金属纳米粒子包括银纳米粒子、金纳米粒子和铂纳米粒子中的一种或几种;
所述半导体光热转化材料纳米粒子包括硫化铜类纳米粒子、碲化铜类纳米粒子、硒化铜类纳米粒子、铟锡氧化物纳米粒子、锑掺杂二氧化锡纳米粒子、三氧化钨纳米粒子和氮化钛纳米粒子中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的快速响应热致型调光材料,其特征在于,所述有机相变粒子包括脂肪烃,芳香烃,脂肪酸,石蜡,三硬脂酸甘油酯,单硬脂酸甘油酯,氢化蓖麻油中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的快速响应热致型调光材料,其特征在于,所述有机相变粒子包括相变材料和包覆于所述相变材料外的高分子壳体,所述相变材料在温度为30℃-80℃可发生相转变。
6.如权利要求5所述的快速响应热致型调光材料,其特征在于,所述相变材料和所述高分子壳体的重量比为1-4:1-4,所述高分子壳体包括甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的快速响应热致型调光材料,其特征在于,所述树脂基材层包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和氨基丙烯酸酯中的一种或多种。
8.一种快速响应智能调光薄膜,其特征在于,包括透明高分子基材和热致变色层,所述热致变色层由权利要求1-7任一项所述的快速响应热致型调光材料制备得到,所述热致变色层具有临界温度,所述临界温度大于或等于30℃,当所述快速响应智能调光薄膜的表面温度小于所述临界温度时,所述热致变色层呈现第一状态;当所述快速响应智能调光薄膜的表面温度大于或等于所述临界温度时,所述热致变色层呈现第二状态,所述热致变色层的第一状态的可见光透过率大于第二状态的可见光透过率。
9.如权利要求8所述的快速响应智能调光薄膜,其特征在于,所述热致变色层在第二状态时,可见光透过率随智能调光薄膜的表面温度的增加而减小。
10.如权利要求8所述的快速响应智能调光薄膜,其特征在于,所述快速响应热致型调光材料包括稀释剂和紫外光固化剂,所述快速响应热致型调光材料涂布于所述透明高分子基材上,固化后形成所述热致变色层,所述透明高分子基材包括聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚氨酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜中的一种或多种。
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Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
CN113186716A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-30 | 深圳大学 | 智能调温复合材料及其制备方法与应用 |
CN113278177A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-08-20 | 重庆禾维科技有限公司 | 一种可逆热致变色阳光温室材料及其制备方法和应用 |
CN113372900A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-09-10 | 重庆禾维科技有限公司 | 热致变色材料 |
CN113861800A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-31 | 中山大学 | 一种太阳光驱动自修复涂料、涂层及其制备方法 |
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 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104865767A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-08-26 | 福建师范大学 | 一种电致变色复合材料及电致变色器件及其制备方法 |
US20160372519A1 (en) * | 2015-04-10 | 2016-12-22 | SK Hynix Inc. | Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device including a transistor with a vertical channel |
CN108454200A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-08-28 | 常州市交通设施有限公司 | 一种智能节能复合膜 |
CN109535691A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-03-29 | 天津工业大学 | 一种热致变色薄膜及其制备方法 |
-
2020
- 2020-04-23 CN CN202010327989.2A patent/CN111592822B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160372519A1 (en) * | 2015-04-10 | 2016-12-22 | SK Hynix Inc. | Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device including a transistor with a vertical channel |
CN104865767A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-08-26 | 福建师范大学 | 一种电致变色复合材料及电致变色器件及其制备方法 |
CN108454200A (zh) * | 2017-12-08 | 2018-08-28 | 常州市交通设施有限公司 | 一种智能节能复合膜 |
CN109535691A (zh) * | 2019-01-11 | 2019-03-29 | 天津工业大学 | 一种热致变色薄膜及其制备方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113186716A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-30 | 深圳大学 | 智能调温复合材料及其制备方法与应用 |
CN113278177A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-08-20 | 重庆禾维科技有限公司 | 一种可逆热致变色阳光温室材料及其制备方法和应用 |
CN113372900A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-09-10 | 重庆禾维科技有限公司 | 热致变色材料 |
CN113861800A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-31 | 中山大学 | 一种太阳光驱动自修复涂料、涂层及其制备方法 |
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 |
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