CN113388052B - 智能动态调光膜及其制备工艺及调光玻璃及调光玻璃系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及调光玻璃的领域，具体公开了一种智能动态调光膜及其制备工艺及调光玻璃及调光玻璃系统。智能动态调光膜包括变色芯材，所述变色芯材至少包括以下组分：N‑异丙基丙烯酰胺；N，N‑亚甲基双丙烯酰胺；赖氨酸；过硫酸铵；去离子水；其制备方法为将各组分混合均匀即可。本申请的智能动态调光膜可用于制作调光玻璃，调光玻璃用于制作调光玻璃系统，其具有能够以高固含量进行生产，生产效率高的效果。

Description

智能动态调光膜及其制备工艺及调光玻璃及调光玻璃系统
技术领域
本发明涉及调光玻璃的领域，尤其是涉及一种智能动态调光膜及其制备工艺及调光玻璃及调光玻璃系统。
背景技术
普通玻璃能够透过可见光、反射红外光，这一特性在冬季时能够用于制造玻璃温室，从而降低建筑物取暖能耗。然而，在夏季时，这一特性容易导致建筑物室内过热，使建筑物制冷能耗增加。
变色玻璃也叫调光玻璃或透过率可调玻璃，是指在光照、电流、外部压力、温度、磁场等一定条件下能够改变颜色的玻璃，且随着外加条件的变化，玻璃颜色随之变化，当外加条件消失后，玻璃又可逆的自动恢复到初始状态的玻璃。
热致变色玻璃一般是在玻璃上设有一层热致变色材料，这层热致变色材料能够随着环境温度的改变实现玻璃透光率的调节。热致变色材料有很多种，但是能够实际应用到热致变色玻璃上的并不多，这是由于，不同热致变色材料的相变温度分布较广，要在建筑节能领域中获得应用，就需要热致变色材料的相变温度在室温附近(即20-30℃左右)。
二氧化钒是一种具有低温半导体-高温金属相转变特性的热致变色材料，相转变过程伴随着明显的光学和电学性能的变化。二氧化钒在低温下呈现透明状，在高温下呈现混浊状，其相变化过程十分符合热致变色玻璃的需求。然而，纯二氧化钒的相变温度约为68℃，远高于室温，这也限制了二氧化钒的实际应用。
相较于二氧化钒热致变色材料较高的相变温度，聚N-异丙基丙烯酰胺作为一种热致变色材料，其相变温度更接近室温，且其制备成本低廉，很适合用于制备热致变色调光玻璃。目前，聚N-异丙基丙烯酰胺常见的合成方法为无皂乳液聚合法，在合成聚N-异丙基丙烯酰胺时，最终制备得到体系的固含量往往不超过5％(同方法下大部分聚合物的固含量能达到20％以上)。这是由于，一旦聚N-异丙基丙烯酰胺的含量过高，容易形成大块的聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶。为了控制体系的固含量，只能降低体系中单体的浓度，最终导致收率较低，过低的收率大大影响了聚N-异丙基丙烯酰胺的生产效率和生产成本。
发明内容
为了改善目前常规的聚N-异丙基丙烯酰胺制备工艺生产效率较低的问题，本申请提供一种智能动态调光膜及其制备工艺及调光玻璃及调光玻璃系统。
第一方面，本申请提供一种智能动态调光膜，采用如下的技术方案：
一种智能动态调光膜，包括变色芯材，所述变色芯材至少包括以下重量份的原料：
Figure BDA0003135010990000021
通过采用上述技术方案，相较于常见的聚N-异丙基丙烯酰胺智能动态调光膜，本申请中特定的添加有赖氨酸。在制备过程中，赖氨酸同样会共聚交联到聚N-异丙基丙烯酰胺上，而赖氨酸带有正电荷，这就使得聚N-异丙基丙烯酰胺微凝胶颗粒上分布有正电荷，从而使聚N-异丙基丙烯酰胺相互排斥，提高聚N-异丙基丙烯酰胺的分散度，大大降低聚N-异丙基丙烯酰胺团聚成大块的可能。这就使得，使用本申请的配比进行变色芯材的制备，能够使用浓度更高的N-异丙基丙烯酰胺，获得固含量更高的聚N-异丙基丙烯酰胺，不但减少了材料的浪费，还提高了生产效率。
可选的，所述变色芯材中还添加有3.5-4.5重量份的丙烯酸叔丁酯。
通过采用上述技术方案，聚N-异丙基丙烯酰胺的热致变色原理为，当温度较低时，聚N-异丙基丙烯酰胺溶于水，为无色状态；当温度较高时，聚N-异丙基丙烯酰胺疏水性提高，从水中析出而雾化。亲水性较好的赖氨酸交联到聚N-异丙基丙烯酰胺上后，会提高聚N-异丙基丙烯酰胺的亲水性，使聚N-异丙基丙烯酰胺不易析出雾化，这一原理导致了，加入亲水性较好的赖氨酸将提高聚N-异丙基丙烯酰胺的相变温度，因此，需要加入具有疏水性的丙烯酸叔丁酯，加入的丙烯酸叔丁酯能够在制备过程中共聚到聚N-异丙基丙烯酰胺上，以改变聚N-异丙基丙烯酰胺的亲水性，使聚N-异丙基丙烯酰胺与水之间的氢键作用减弱，可在更低的温度下打断氢键而发生相转变。
但是，丙烯酸叔丁酯的添加量需要严格控制，这是由于，丙烯酸叔丁酯本身没有温敏性，若丙烯酸叔丁酯添加过多，将显著降低聚N-异丙基丙烯酰胺微凝胶的温度敏感性。
另外，丙烯酸叔丁酯会使聚N-异丙基丙烯酰胺微凝胶粒径下降，但是这些小粒径的聚N-异丙基丙烯酰胺微凝胶十分容易发生聚集，导致聚N-异丙基丙烯酰胺微凝胶的粒径变大，而赖氨酸能够为聚N-异丙基丙烯酰胺微凝胶提供一定的稳定电荷，使聚N-异丙基丙烯酰胺微凝胶能够以较小的粒径稳定的分散。
可选的，按照质量比，所述丙烯酸叔丁酯和所述赖氨酸为3：1。
通过采用上述技术方案，发明人发现，当丙烯酸叔丁酯和赖氨酸的质量比为3：1时，丙烯酸叔丁酯和赖氨酸对于聚N-异丙基丙烯酰胺微凝胶的亲水-疏水改性达到较好的平衡。且在此配比下，发明人意外的发现，最终制得的聚N-异丙基丙烯酰胺固含量有较为明显的上升。
可选的，所述变色芯材外还包覆有包覆层，所述包覆层至少包括以下重量份的原料：
Figure BDA0003135010990000041
通过采用上述技术方案，发明人发现，由于聚N-异丙基丙烯酰胺的变色过程是不断的水相-油相的相转变过程，在聚N-异丙基丙烯酰胺不断相变的过程中，高温时以油相存在的聚N-异丙基丙烯酰胺容易粘附于玻璃等界面，即使温度降低，玻璃的透光率也会不可逆的受到影响。对变色芯材进行包覆后，变色芯材的相变过程在包覆层内进行，而壳聚糖-明胶包覆层为水溶性，不易粘附于玻璃等界面。
另外，由于变色芯材的制备过程中必然存在未聚合的N-异丙基丙烯酰胺单体，这部分游离的N-异丙基丙烯酰胺与过量的壳聚糖在过硫酸铵的引发下聚合，从而形成N-异丙基丙烯酰胺-壳聚糖-明胶的包覆层，该包覆层的透光率高，能够达到90％以上。
进一步的，在戊二醛的作用下，变色芯材中未参与反应的赖氨酸也会与过量的壳聚糖发生反应，从而接枝到壳聚糖上，而赖氨酸的引入将显著提高包覆层的水溶性，从而使整个具有包覆层的变色芯材具有良好的分散性。
戊二醛具有较强的还原性，而过硫酸铵具有较强的氧化性，因此，戊二醛能够促进残留的少量过硫酸铵的分解，以过硫酸铵产生的自由基促进游离的N-异丙基丙烯酰胺与过量的壳聚糖的交联。也即是说，特定选用戊二醛作为交联剂，还与过硫酸铵有进一步的协同促进交联的作用。
可选的，所述包覆层中还添加有0.05-0.07重量份氧化石墨烯和0.4-0.6重量份甘油。
通过采用上述技术方案，包覆层中额外添加的甘油能够提高包覆层的韧性，从而使包覆层更好的对热致变色芯层进行包覆，并降低包覆层碎裂的可能性。氧化石墨烯能够进一步提高包覆层的力学性能，并提高包覆层的热稳定性，另外，通过氧化石墨烯与包覆层基材的界面效应，能够提高包覆层的抗老化性能。但是，氧化石墨烯通过与明胶的相互作用，影响包覆层的网络排列结构，从而导致包覆层对光的散射增加，这将降低包覆层的透光率，因此，需要严格控制氧化石墨烯的添加量。
此外，由于氧化石墨烯的粒径为纳米级别，容易发生团聚，从而影响包覆层的制备，残留的赖氨酸能够与氧化石墨烯反应，反应得到的复合物具有相当良好的分散性，从而使氧化石墨烯更均匀的分散在包覆层中。
第二方面，本申请提供一种智能动态调光膜的制备工艺，采用如下的技术方案：
S1、变色芯材的制备，即按照配比，将各组分混合制备得到变色芯材液；
S2、芯材包覆，即使用包覆层对步骤S1制备得到的变色芯材液进行包覆，得到智能动态调光膜。
可选的，所述步骤S1具体包括以下工艺步骤：
S11、混料，按比例将除赖氨酸和过硫酸铵外的原料均放入去离子水中，混合均匀后，将丙烯酸叔丁酯加入，搅拌至体系澄清透明，随后通入氮气除氧，得到混合液；
S12、反应，在步骤S1中得到的混合液中加入过硫酸铵，当体系从淡蓝色转变成乳白色时，加入赖氨酸，加热反应一端时间后冷却到室温，得到变色芯材。
通过采用上述技术方案，在步骤S12中，加入过硫酸铵的几分钟后，体系由透明逐渐变成淡蓝色，然后逐渐变成乳白色，此时，各单体开始聚合，由于体系的温度较高，制备得到的智能动态调光膜在较高温度下表现出疏水性，因此，智能动态调光膜会析出，从而变成乳化白。相较于直接将赖氨酸与N-异丙基丙烯酰胺和N，N-亚甲基双丙烯酰胺共混，限定赖氨酸的加入时间为体系从淡蓝色向乳白色转变的节点，能够获得更好的分散度。
可选的，所述步骤S2具体包括以下工艺步骤：
S21、膜液配制，按照比例将各组分溶于冰醋酸溶液中，得到膜液；
S22、混料，将膜液和变色芯材均进行加热，随后将变色芯材放入到膜液中，搅拌均匀后，将氧化石墨烯加入，继续搅拌，得到混料液；
S23、包覆，将步骤S22中得到的混料液降温至5±0.5℃，降温完成后，立刻滴加戊二醛使膜液固化包覆，固化结束后，得到智能动态调光膜。
通过采用上述技术方案，步骤S22中，在将膜液和变色芯材混合前，均进行加热，这是由于，加热后，变色芯材收缩并从水中析出，此时，在赖氨酸的作用下，变色芯材形成了自乳化体系，因此，不需要额外在包覆层中加入乳化剂。
在将膜液和变色芯材混合后，壳聚糖和明胶不断聚集到变色芯材颗粒周围，由于没有添加交联剂戊二醛，因此壳聚糖和明胶不会发生交联。只有当变色芯材颗粒周围均有较多的壳聚糖和明胶后，才能加入氧化石墨烯，这是由于，若在一开始就加入氧化石墨烯，带有负电的氧化石墨烯容易被带有正电的变色芯材颗粒吸附，不但影响变色芯材颗粒的分散性，还会影响包覆层的性能。
氧化石墨烯添加分散均匀后，将体系迅速降温到5℃左右，并立刻加入戊二醛，这是由于，体系由高温到低温的转变使变色芯材颗粒发生相变，溶胀后的变色芯材颗粒排挤周围的壳聚糖和明胶，此时，在戊二醛的作用下，壳聚糖和明胶交联成膜，从而对变色芯材颗粒进行包覆。且在此温度下，变色芯材颗粒充分溶胀，使得最终得到的包覆层有足够的空腔容纳溶胀后的变色芯材颗粒。
若在高温的条件下就加入戊二醛，壳聚糖和明胶很容易交联过度，交联过度的包覆层韧性很差，极易碎裂。另外，高温条件下，变色芯材颗粒为收缩状态，体积较小，即使进行了包覆层的包覆，待体系温度下降后，变色芯材颗粒溶胀也容易撑裂包覆层。
第三方面，本申请提供一种调光玻璃，采用如下的技术方案：
一种调光玻璃，包括依次设置的外层玻璃、变色层和内层玻璃，所述变色层选用上述的智能动态调光膜制备得到。
第四方面，本申请提供一种调光玻璃系统，采用如下的技术方案：
一种调光玻璃系统，包括上述的调光玻璃和框架，所述调光玻璃安装于所述框架内。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.在合成聚N-异丙基丙烯酰胺智能动态调光膜时，特定的添加有赖氨酸，赖氨酸能够交联到聚N-异丙基丙烯酰胺上，而聚N-异丙基丙烯酰胺带有正电荷，从而使提高聚N-异丙基丙烯酰胺微乳液的分散性，降低聚N-异丙基丙烯酰胺团聚的可能，提高了生产效率；
2.通过加入丙烯酸叔丁酯并严格限定丙烯酸叔丁酯和赖氨酸的添加量配比，能够和赖氨酸配合调节聚N-异丙基丙烯酰胺的亲水性，从而对聚N-异丙基丙烯酰胺的相变温度进行调节，但是丙烯酸叔丁酯的加入会细化聚N-异丙基丙烯酰胺的粒径，容易引起团聚，赖氨酸能够很好的改善这一问题；
3.通过在变色芯材的外部包覆有包覆层，能够使变色芯材的相变过程在包覆层内进行，另外，变色芯材中的N-异丙基丙烯酰胺单体以及赖氨酸均会参与包覆层的交联合成，以提高原料的利用率，并提高包覆层的性能；
4.通过在包覆层中特定加入氧化石墨烯和甘油，不但能够提高包覆层的韧性，还能提高包覆层的抗老化性能，但是添加的氧化石墨烯容易发生团聚，赖氨酸能够较好的改善此问题；
5.由于体系中特定添加有赖氨酸，将体系加热使变色芯材析出后，形成自乳化体系，减少了不易去除的乳化剂的使用；
6.通过限定包覆层的包覆工艺，采用先升温自乳化分散、再降温溶胀包覆，使包覆层更易于对每个单独的变色芯材进行包覆，并形成足够大的空腔容纳溶胀后的变色芯材颗粒；进一步限定氧化石墨烯的添加时间节点，大大降低了氧化石墨烯影响变色芯材分散效果的可能。
7.使用本申请中的智能动态调光膜制备得到的调光玻璃和调光玻璃系统，热致变色性能良好。
附图说明
图1是本申请调光玻璃系统的结构示意图。
附图标记说明：
1、外层玻璃；2、变色层；3、内层玻璃；4、框架。
具体实施方式
以下结合附图1、实施例、对比例和应用例对本申请作进一步详细说明。
各实施例、对比例中所使用的原料来源记录为下表
Figure BDA0003135010990000091
Figure BDA0003135010990000101
除上表中记载的原料外，表中未记载的原料均常规市售即可。
实施例
实施例1
首先，本申请实施例公开一种智能动态调光膜，智能动态调光膜由变色芯材制得，变色芯材的原料为，每100g去离子水中，加入以下质量份的原料：
Figure BDA0003135010990000102
上述智能动态调光膜的制备工艺包括以下工艺步骤：
按比例将N-异丙基丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺和赖氨酸均放入去离子水中，混合均匀后，保持搅拌并通氮气20min以去除体系中的氧气。随后升温至70℃并保温25min，再将过硫酸铵放入，搅拌均匀，此时，体系逐渐由透明变成淡蓝色，并逐渐由淡蓝色变成乳白色。保温反应5h，反应过程中保持通氮气。反应结束后，冷却到室温，即得智能动态调光膜。
实施例2-实施例3
实施例2-实施例3与实施例1的区别仅在于，变色芯材中各原料的添加量不同，并记为下表，下表中各原料的添加量单位均为g：
Figure BDA0003135010990000111
实施例4
实施例4与实施例3的区别在于，变色芯材中还添加有4g丙烯酸叔丁酯。
上述变色芯材的制备工艺包括以下工艺步骤：
按比例将N-异丙基丙烯酰胺、N，N-亚甲基双丙烯酰胺和赖氨酸均放入去离子水中，混合均匀后，再将丙烯酸叔丁酯加入，一直搅拌至体系为无色透明状。添加完成后，保持搅拌并通氮气20min以去除体系中的氧气。随后升温至70℃并保温25min，再将过硫酸铵放入，搅拌均匀，此时，体系逐渐由透明变成淡蓝色，并逐渐由淡蓝色变成乳白色。保温反应5h，反应过程中保持通氮气。反应结束后，冷却到室温，即得智能动态调光膜。
实施例5
实施例5与实施例4的区别在于，变色芯材中还添加有3.5g丙烯酸叔丁酯。
实施例6
实施例6与实施例4的区别在于，变色芯材中还添加有4.5g丙烯酸叔丁酯。
实施例7
实施例7与实施例6的区别在于，上述变色芯材的制备工艺包括以下工艺步骤：
按比例将N-异丙基丙烯酰胺和N，N-亚甲基双丙烯酰胺放入去离子水中，混合均匀后，再将丙烯酸叔丁酯加入，一直搅拌至体系为无色透明状。添加完成后，保持搅拌并通氮气20min以去除体系中的氧气。随后升温至70℃并保温25min，再将过硫酸铵放入，搅拌均匀，此时，体系逐渐由透明变成淡蓝色，当体系逐渐由淡蓝色变成乳白色时将赖氨酸加入，并快速搅拌均匀。保温反应5h，反应过程中保持通氮气。反应结束后，冷却到室温，即得智能动态调光膜。
实施例8
实施例8与实施例7的区别在于，智能动态调光膜由变色芯材和包覆层制得，包覆层包覆在变色芯材外。本实施例中，变色芯材的原料组成及配比与实施例7相同，不赘述。
包覆层的原料为，每100g的1wt％冰醋酸加入以下质量份的原料：
壳聚糖 3g；
明胶 1g；
戊二醛 0.05g。
包覆层包覆变色芯材的工艺包括以下工艺步骤：
S21、膜液配制，将冰醋酸均分为两份，其中一份冰醋酸中加入壳聚糖搅拌均匀，至壳聚糖全部溶解，得到壳聚糖溶液；另一份冰醋酸加热到50℃，加入明胶搅拌均匀，至明胶全部溶解，得到明胶溶液；随后将壳聚糖缓慢滴加到明胶溶液中，滴加过程保持搅拌和50℃的恒温，滴加完成后，搅拌分散15min，搅拌速度为500rpm，得到膜液。
S22、混料，将膜液和变色芯材均加热到70℃，随后将变色芯材放入到膜液中，控制膜液的体积为变色芯材的1.5倍，添加完成后，在1500rpm的速度下分散15min，得到混料液。
S23、包覆，将步骤S22中得到的混料液降温至5±0.5℃，降温过程中停止搅拌以使包覆层的各原料能够更稳定的位于变色芯材外，降温完成后，立刻滴加戊二醛，添加过程保持搅拌，速度为200rpm，添加完成后固化反应4h，即得智能动态调光膜。
实施例9-实施例10
实施例9-实施例10与实施例8的区别在于，每100g的1wt％冰醋酸中各原料的添加量不同，并记为下表，下表中各原料的添加量单位均为g：
Figure BDA0003135010990000131
Figure BDA0003135010990000141
实施例11
实施例11与实施例9的区别在于，每100g的1wt％冰醋酸中还额外添加有0.05g氧化石墨烯和0.4g甘油，且包覆层包覆变色芯材的工艺包括以下工艺步骤：
S21、膜液配制，将冰醋酸均分为两份，其中一份冰醋酸中加入壳聚糖搅拌均匀，至壳聚糖全部溶解，得到壳聚糖溶液；另一份冰醋酸加热到50℃，加入明胶搅拌均匀，至明胶全部溶解，再将甘油缓慢滴入，搅拌均匀后，得到明胶溶液；随后将壳聚糖缓慢滴加到明胶溶液中，滴加过程保持搅拌和50℃的恒温，滴加完成后，搅拌分散15min，搅拌速度为500rpm，得到膜液。
S22、混料，将膜液和变色芯材均加热到70℃，随后将变色芯材放入到膜液中，控制膜液的体积为变色芯材的1.5倍，添加完成后，在1500rpm的速度下分散15min。随后将氧化石墨烯加入，继续分散2min，得到混料液。
S23、包覆，将步骤S22中得到的混料液降温至5±0.5℃，降温过程中停止搅拌以使包覆层的各原料能够更稳定的位于变色芯材外，降温完成后，立刻滴加戊二醛，添加过程保持搅拌，速度为500rpm，添加完成后固化反应4h，即得智能动态调光膜。
实施例12
实施例12与实施例11的区别在于，每100g的1wt％冰醋酸中还额外添加有0.06g氧化石墨烯和0.5g甘油。
实施例13
实施例13与实施例11的区别在于，每100g的1wt％冰醋酸中还额外添加有0.07g氧化石墨烯和0.6g甘油。
对比例
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，变色芯材中并未添加赖氨酸，其余组分和制备工艺与实施例1相同。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于，每100g去离子水中，加入以下质量份的原料：
N-异丙基丙烯酰胺 8g；
N，N-亚甲基双丙烯酰胺 1g；
过硫酸铵 0.3g。
其合成工艺与实施例1中相同，不赘述。
应用例
应用例1-应用例15的结构相同，区别仅在于，各个应用例所使用的智能动态调光膜不同，故以应用例1为例对调光玻璃系统进行说明。
应用例1
参照图1，调光玻璃系统包括调光玻璃和框架4，调光玻璃固定安装于框架4内，调光玻璃包括依次设置的外层玻璃1、变色层2和内层玻璃3。本应用例中，变色层2选用实施例1中制备得到的智能动态调光膜。
应用例2-应用例15所使用的智能动态调光膜不同，并记为下表：
应用例 智能动态调光膜
应用例1 实施例1
应用例2 实施例2
应用例3 实施例3
应用例4 实施例4
应用例5 实施例5
应用例6 实施例6
应用例7 实施例7
应用例8 实施例8
应用例9 实施例9
应用例10 实施例10
应用例11 实施例11
应用例12 实施例12
应用例13 实施例13
应用例14 对比例1
应用例15 对比例2
性能检测
1.变色芯材固含量检测
取各实施例或对比例中制备得到的变色芯材100g，使用冷冻离心机进行离心分离，离心速度10000rmp，将上层清液去除后冷冻干燥，干燥完成后得到的物质称取质量为m。变色芯材的固含量为m/100*100％。
2.对比度
取各个应用例中的调光玻璃系统，使用杭州彩谱科技有限公司的TH-100雾度计，分别测试调光玻璃低温(20℃)透明时和高温(50℃)雾化后的可见光透过率，两者变化的最大差值即为对比度，用以表征调光玻璃变色前后的透过率变化，从而反映调光玻璃变色前后的变色程度，对比度越大，说明变色程度越大。
3.热致变色温度
在调光玻璃两侧分别放置光源和光敏电阻，其中，光源距离调光玻璃150mm，光敏电阻距离调光玻璃5mm，开启光源后，读取光敏电阻的数据，光敏电阻反馈的数值能够反映出调光玻璃的变色程度。从20℃开始，以1℃/min的速度升温，记录调光玻璃的变色程度达到最大变色程度的95％时的温度，即为热致变色温度。
4.500次循环后性能衰减
控制调光玻璃系统在“10℃-50℃-10℃”的温度不断循环变化，循环次数为500次，模拟调光玻璃因热致变色和冷致脱色的过程。循环500次后，使用“2.对比度”中记载的方法对调光玻璃系统的对比度进行测试。
测试结果记为下表
Figure BDA0003135010990000171
Figure BDA0003135010990000181
结论
对比例1中由于单体浓度过高，最终得到的产物结块严重，根本无法得到分散度足够良好的成品。
通过对比实施例1和对比例1-2最终制备得到的变色芯材的固含量，可以看到，通过添加赖氨酸能够大大提高变色芯材的分散性，降低其聚集结块的可能，使得制备更高固含量的变色芯材成为可能。
通过对比实施例2和实施例4的数据可以得出，由于额外添加了丙烯酸叔丁酯单体，制备得到的变色芯材的固含量有所提高。而通过对比应用例2和应用例4中热致变色温度的数据可以得出，额外添加丙烯酸叔丁酯单体使得调光玻璃的热致变色温度有了较为显著的下降。
通过对比实施例4和实施例6的数据可以得出，当特定限定赖氨酸和丙烯酸叔丁酯的配比为1:3时，最终制得的变色芯材的固含量有较为显著的提高，这显然超出了额外多添加0.5g丙烯酸叔丁酯应当能够获得的效果。可能是在此配比下，赖氨酸和丙烯酸叔丁酯对变色芯材的亲水-疏水改性达到了一个较为良好的平衡，并且进一步提高了其分散性，使得制备更高固含量的变色芯材成为可能。
通过对比实施例6和实施例7的数据可以得出，即使原料组成、配比均未改变，通过限定赖氨酸的添加时间节点，能够制得固含量更高的变色芯材。
通过对比应用例7和应用例8的数据可以得出，进一步在变色芯材外包覆一层包覆层，大大减轻了500次循环后的性能衰减。
通过对比应用例8和应用例10的数据可以得出，当包覆层的量过多时，热致变色温度有所提高，可能是由于包覆层的存在使得变色芯材的相变滞后。
通过对比应用例9和应用例11的数据可以得出，额外添加的甘油和氧化石墨烯会影响调光玻璃的对比度，这是由于氧化石墨烯和包覆层之间存在界面效应，影响其结构，从而导致调光玻璃的对比度有较小量的下降。但是，额外添加甘油和氧化石墨烯能够显著减轻500次循环后的性能衰减。这可能是由于，加入甘油和氧化石墨烯后，包覆层的韧性、成膜性更好，能够对变色芯材形成更完整的包覆。且在变色芯材不断收缩-溶胀的过程中，韧性更好的包覆层不易破裂。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种智能动态调光膜，其特征在于：包括变色芯材，所述变色芯材至少包括以下重量份的原料：
N-异丙基丙烯酰胺 20-25份；
N，N-亚甲基双丙烯酰胺 2-3份；
赖氨酸 1.3-1.5份；
过硫酸铵 1-2份；
去离子水 100份；
所述变色芯材外还包覆有包覆层，所述包覆层至少包括以下重量份的原料：
壳聚糖 3-4份；
明胶 1-1.5份；
戊二醛 0.05-0.1份；
1wt%冰醋酸 100份。
2.根据权利要求1所述的智能动态调光膜，其特征在于：所述变色芯材中还添加有3.5-4.5重量份的丙烯酸叔丁酯。
3.根据权利要求2所述的智能动态调光膜，其特征在于：按照质量比，所述丙烯酸叔丁酯和所述赖氨酸为3：1。
4.根据权利要求1所述的智能动态调光膜，其特征在于：所述包覆层中还添加有0.05-0.07重量份氧化石墨烯和0.4-0.6重量份甘油。
5.权利要求1-4中任意一项所述的一种智能动态调光膜的制备工艺，其特征在于：具体包括以下工艺步骤：
S1、变色芯材的制备，即按照配比，将各组分混合制备得到变色芯材液；
S2、芯材包覆，即使用包覆层对步骤S1制备得到的变色芯材液进行包覆，得到智能动态调光膜。
6.根据权利要求5所述的智能动态调光膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤S1具体包括以下工艺步骤：
S11、混料，按比例将除赖氨酸和过硫酸铵外的原料均放入去离子水中，混合均匀后，将丙烯酸叔丁酯加入，搅拌至体系澄清透明，随后通入氮气除氧，得到混合液；
S12、反应，在步骤S1中得到的混合液中加入过硫酸铵，当体系从淡蓝色转变成乳白色时，加入赖氨酸，加热反应一端时间后冷却到室温，得到变色芯材。
7.根据权利要求5所述的智能动态调光膜的制备工艺，其特征在于：所述步骤S2具体包括以下工艺步骤：
S21、膜液配制，按照比例将各组分溶于冰醋酸溶液中，得到膜液；
S22、混料，将膜液和变色芯材均进行加热，随后将变色芯材放入到膜液中，搅拌均匀后，将氧化石墨烯加入，继续搅拌，得到混料液；
S23、包覆，将步骤S22中得到的混料液降温至5±0.5℃，降温完成后，立刻滴加戊二醛使膜液固化包覆，固化结束后，得到智能动态调光膜。
8.一种调光玻璃，包括依次设置的外层玻璃（1）、变色层（2）和内层玻璃（3），其特征在于：所述变色层（2）选用如权利要求2-7任一所述的智能动态调光膜制备得到。
9.一种调光玻璃系统，其特征在于：包括权利要求8中的调光玻璃和框架（4），所述调光玻璃安装于所述框架（4）内。
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Denomination of invention: Intelligent dynamic dimming film and its preparation process, dimming glass and dimming glass system

Effective date of registration: 20230620

Granted publication date: 20220902

Pledgee: Keqiao Branch of Bank of China Ltd.

Pledgor: Shaoxing Difei New Material Co.,Ltd.

Registration number: Y2023330001236