CN113512146A - 一种自感应水凝胶透光智能玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自感应水凝胶透光智能玻璃及其制备方法,属于高分子材料技术领域,该自感应水凝胶是一种多响应(热、电、pH)的水凝胶,该自感应水凝胶是由聚合单体、表面活性剂、增强剂、相应的引发剂、交联剂、(加速剂)、盐溶液构成。本发明是以水凝胶中的表面活性剂作为响应单元,其会与盐溶液中的阳离子在凝胶网络中自发生成胶束,胶束会在热、电、pH的作用下粒径发生变化,宏观表现为所制备的凝胶透光度的改变,当水凝胶处于溶液状态时将其注入到夹层玻璃中并密封,待其原位凝胶后即可获得自感应多响应透光智能玻璃;对比其他发明,本发明制备的水凝胶、具有高透光、多响应、响应范围宽(24.5‑48℃)的特点。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种自感应水凝胶透光智能玻璃及其制备方法。
背景技术
智能材料,也被称作Intelligent Material,它是近几十年间刚兴起的材料。与传统材料不同,智能材料仿佛具有生命一般,它可以感知如温度、光照、pH、电场、磁场等的周围环境,并对之做出结构或性质的相应变化。
玻璃,作为一种具有高透明度、强度和硬度的材料,被广泛应用在生产生活之中,其中,玻璃窗户是玻璃最常见的一种用途。而随着科技的发展和人类生活水平的进步,人们对于生活舒适度以及室内装饰的要求也越来越高,传统玻璃窗户的单一的采光和封闭功能已经不能满足人们的需求了,人们迫切需要一种智能玻璃窗户,该智能窗户可实现紫外、可见或红外区光透过率的可逆、动态调节,从而实现照明和太阳光辐射的人为控制,这将会大大降低建筑使用能耗。
如何实现玻璃的智能化,人们多是通过向玻璃空腔中灌注一些智能材料,如热致变色材料、电致变色材料等,即通过加热或者通电的方式使得材料的结构、性质发生改变,引起材料对太阳光折射率的变化,从而在宏观上表现出透明度的变化。但是据本发明发明人研究发现,当前的智能玻璃窗户很多都是在低温下保持透明,随着温度升高透光率逐渐降低,从而在寒冷时保证足够太阳辐射,炎热时减少太阳辐射。然而上述响应变化规律与实际生活是不符的,人们更多的需要是智能玻璃在白天时透明,保证采光,夜晚来临时不透明,保护隐私。此外,当前的智能玻璃还普遍存在着透光率不高(低于90%),响应温度不可调或温度响应调节范围狭小,响应方式单一(仅支持一种响应方式)等的问题,上述问题的存在无疑大大限制了智能玻璃的广泛应用。
发明内容
发明目的:本发明意在提供一种自感应水凝胶透光智能玻璃,以解决当前智能玻璃透光性与实际生活不匹配、透光度不高、响应方式单一及响应温度不可调的问题;本发明的另一目的是提供其制备方法。
技术方案:为实现上述发明目的,本发明提供如下技术方案:一种自感应水凝胶透光智能玻璃,包括平行叠放的玻璃,在所述的玻璃之间形成空腔,在所述的空腔中填充自感应水凝胶后进行密封;所述的自感应水凝胶包括聚合单体、表面活性剂、增强剂、引发剂、交联剂、盐溶液;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、丙烯酸、明胶中的任意一种或多种的混合物。
进一步地,所述的玻璃为钢化玻璃、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的组合。
进一步地,所述的玻璃的厚度不超过6mm。
进一步地,所述的空腔之间通过间隔条,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、陶瓷间隔条、复合材料间隔条中的一种或多种的组合;所述的密封是采用密封胶,所述密封胶为普通或防水胶带、502胶水、玻璃胶、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的组合。
进一步地,所述的水凝胶中各组分的比例为:表面活性剂与聚合单体的质量比为1:5-3:1;增强剂与聚合单体的质量比为1:1-1:10;交联剂与聚合单体的质量比为1:100-1:1000;引发剂与聚合单体的质量比为1:10-1:30;盐溶液中盐的质量与聚合单体的质量比为1:10-10:1,盐溶液中盐的浓度为0.2mol/L-2.0mol/L。
进一步地,所述的表面活性剂与聚合单体的质量比为4:3;增强剂与聚合单体的质量比为1:6;交联剂与聚合单体的质量比为1:500;引发剂与聚合单体的质量比为1:19。
进一步地,所述的水凝胶中还包括加速剂,所述的加速剂与聚合单体的质量比为1:100-1:1000;所述加速剂为四甲基乙二胺。
进一步地,所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸月桂酯、十六烷基三甲基溴化铵、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;所述增强剂为硬脂酸十二烷基酯、没食子酸十八烷基酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八烷基中的一种或多种混合物;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中一种或几种的混合物;所述的引发剂为过氧化酰、过氧化氢、过硫酸钠、过硫酰胺、乙二胺、五元环胺、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵中一种或几种的混合物;所述盐溶液为铵、锂、钠、钾、钙、镁、锌、铁或铜的盐酸盐、硫酸盐或碳酸盐的水溶液。
进一步地,所述聚合单体为丙烯酰胺;所述的盐溶液选自氯化铵、氯化钠和氯化钾溶液;盐溶液中盐的质量与聚合单体的质量比为1:10-10:1,盐溶液中盐的浓度为0.4mol/L-0.8mol/L。
其中,最佳配比组分包括:聚合单体、表面活性剂、增强剂、相应的引发剂、交联剂、加速剂、盐溶液,最佳配比为:表面活性剂与聚合单体的质量比为4:3;增强剂与聚合单体的质量比为1:6;交联剂与聚合单体的质量比为1:500;引发剂与聚合单体的质量比为1:19;加速剂与聚合单体的质量比为1:100;对NH4Cl水凝胶,盐溶液中盐(NH4Cl)的质量与聚合单体的质量比为1:1.168,盐溶液中盐(NH4Cl)的浓度为0.8mol/L;对NaCl水凝胶,盐溶液中盐(NaCl)的质量与聚合单体的质量比为1:1.07,盐溶液中盐(NaCl)的浓度为0.8mol/L;对KCl水凝胶,盐溶液中盐(KCl)的质量与聚合单体的质量比为1:1.68,盐溶液中盐(KCl)的浓度为0.4mol/L;对LiCl水凝胶,盐溶液中盐(LiCl)的质量与聚合单体的质量比为1:2.95,盐溶液中盐(LiCl)的浓度为0.4mol/L。
进一步地,所述的一种自感应水凝胶透光智能玻璃及其制备方法,包括以下步骤:
(1)制作玻璃空腔,在两片玻璃中放置间隔条,并用密封胶涂覆接口处,仅保留一面不密封;
(2)灌注水凝胶,将水凝胶溶液从未密封的一端注入步骤(1)形成的空腔中,所述水凝胶灌注前为溶液形态,灌入密封腔后才开始凝胶;当水凝胶未包括加速剂,则将其置于50℃烘箱中加热2h以促进凝胶;
(3)封口,将尚未密封的一面用密封胶涂覆密封起来,即得自感应水凝胶透光智能玻璃。
所述步骤(1)中,在制作玻璃空腔之前,要去除玻璃表面的杂质,包括污渍、印记、细小颗粒等;所述步骤(2)中,灌注水凝胶溶液后要进行振荡以排除溶液中的气泡,并及时补充水凝胶溶液,确保其填满玻璃空腔。
发明原理:本发明的水凝胶将表面活性剂引入到水凝胶网络中,水凝胶本身是透明的,而当温度较低时,表面活性剂会与盐溶液中的阳离子在凝胶网络中自发生成胶束,胶束数量逐渐增多并聚集,而胶束的存在会使得太阳光在凝胶中发生折射与散射,从而导致凝胶透光率急剧降低;当温度较高时,表面活性剂引发生成的胶束粒径减小,其对太阳光的折射与散射作用则会被大大削弱,凝胶透光率显著提高,宏观上凝胶呈现透明状态。而选择不同的无机盐溶液会改变凝胶的响应温度,其原因在于:不同的无机盐溶液的阳离子会与表面活性剂结合形成胶束,该胶束对于温度的敏感性不同,因此会显现出不同的临界响应温度。
有益效果:本发明提供的一种自感应水凝胶透光智能玻璃,包括平行叠放的玻璃,在玻璃之间形成空腔,在空腔中填充自感应水凝胶后进行密封;自感应水凝胶包括聚合单体、表面活性剂、增强剂、引发剂、交联剂、盐溶液;聚合单体为丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、丙烯酸、明胶中的任意一种或多种的混合物;获得的自感应水凝胶具有高透光度的特点,高于临界温度时,透光度可达95%以上。此外,本发明的自感应水凝胶,多响应,凝胶可以对温度、电场、pH等三种刺激条件发生响应;凝胶响应温度可调节,调节温度范围区间宽广(24.5-48℃),可根据使用地区和使用场所进行定制具有特定响应温度的智能玻璃,且响应温度调节准确度在±0.5℃之内;凝胶循环稳定性好,200次冷却-加热透光度依然高达90%以上。本发明的制备方法简单,具备实用性。
附图说明
图1为四种水凝胶的临界响应温度及透明状态紫外-可见光区域透光度图;
图2为NaCl水凝胶随NaCl浓度变化时透明状态下紫外-可见光区域透光度图;
图3为智能玻璃的白色不透明和无色透明两种状态图;
图4为柔性“玻璃”的白色不透明和无色透明两种状态图;
图5为彩色水凝胶的彩色不透明和彩色透明两种状态图;
图6为智能玻璃通电前后白色不透明和无色透明两种状态图;
图7为智能玻璃受热前后白色不透明和无色透明两种状态图。
具体实施方式
下面的实例是对本发明的进一步说明,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实例。
一种自感应水凝胶透光智能玻璃,包括平行叠放的玻璃,在玻璃之间形成空腔,在空腔中填充水凝胶后进行密封。
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的组合。
玻璃的厚度不超过6mm。
空腔之间通过间隔条,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、陶瓷间隔条、复合材料间隔条中的一种,其厚度不超过1cm;密封是采用密封胶,密封胶为普通或防水胶带或502胶水、玻璃胶、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。
水凝胶为掺入了离子表面活性剂和增强剂的丙烯酰胺类水凝胶、聚丙烯酸类水凝胶、明胶类水凝胶类中的一种或多种。
水凝胶包括聚合单体、表面活性剂、增强剂、相应的引发剂、交联剂、(加速剂)、盐溶液;聚合单体为丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、丙烯酸、明胶中的任意一种或多种的混合物。
水凝胶中各组分的比例为:表面活性剂与聚合单体的质量比为1:5-3:1;增强剂与聚合单体的质量比为1:1-1:10;交联剂与聚合单体的质量比为1:100-1:1000;引发剂与聚合单体的质量比为1:10-1:30;加速剂与聚合单体的质量比为1:100-1:1000(也可不添加加速剂,置于50℃烘箱中加热2h也可促进凝胶的形成);盐溶液中盐的质量与聚合单体的质量比为1:10-10:1,盐溶液中盐的浓度为0.2mol/L-2.0mol/L。
水凝胶中还包括加速剂,加速剂与聚合单体的质量比为1:100-1:1000;加速剂为四甲基乙二胺。
表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸月桂酯、十六烷基三甲基溴化铵、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;增强剂为硬脂酸十二烷基酯、没食子酸十八烷基酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八烷基中的一种或多种混合物;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中一种或几种的混合物;引发剂为过氧化酰、过氧化氢、过硫酸钠、过硫酰胺、乙二胺、五元环胺、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵中一种或几种的混合物;盐溶液为铵、锂、钠、钾、钙、镁、锌、铁或铜的盐酸盐、硫酸盐或碳酸盐的水溶液。
一种自感应水凝胶透光智能玻璃及其制备方法,包括以下步骤:
(1)制作玻璃空腔,在两片玻璃中放置间隔条,并用密封胶涂覆接口处,仅保留一面不密封;
(2)灌注水凝胶,将水凝胶溶液从未密封的一端注入步骤(1)形成的空腔中,水凝胶灌注前为溶液形态,灌入密封腔后才开始凝胶;当水凝胶未包括加速剂,则将其置于50℃烘箱中加热2h以促进凝胶;
(3)封口,将尚未密封的一面用密封胶涂覆密封起来,即得自感应水凝胶透光智能玻璃。
步骤(1)中,在制作玻璃空腔之前,要去除玻璃表面的杂质,包括污渍、印记、细小颗粒等;步骤(2)中,灌注水凝胶溶液后要进行振荡以排除溶液中的气泡,并及时补充水凝胶溶液,确保其填满玻璃空腔。
图1为NH4Cl(0.8mol/L)、NaCl(0.8mol/L)、KCl(0.4mol/L)、LiCl(0.4mol/L)水凝胶的临界响应温度(依次为24.5℃、28℃、44℃、48℃)及透明状态紫外-可见光区域透光度(加热温度分别为25℃、30℃、45℃、50℃);图2为NaCl水凝胶(0.4mol/L、0.6mol/L、0.8mol/L、1.0mol/L、1.2mol/L、1.5mol/L)透明状态时紫外-可见光区域透光度。
图3(a)和图3(b)分别为智能玻璃(水凝胶选用的是NaCl(0.8mol/L)水凝胶)白色不透明和无色透明两种状态,玻璃选用的是普通平板玻璃,厚度为3mm,隔条选用的是1mm的玻璃隔条,密封用的密封胶为502胶。夹层玻璃制备好后,将0.8mol/L NaCl水凝胶溶液灌入玻璃中即可;图4(a)和图4(b)分别为柔性“玻璃”(水凝胶选用的是NaCl(0.8mol/L)水凝胶)白色不透明和无色透明两种状态,其制备方法同上智能玻璃,不同之处在于将普通平板玻璃置换为1mm厚的高透明PVA板;图5(a)和图5(b)分别为彩色水凝胶(水凝胶选用的是NaCl(0.8mol/L)水凝胶)彩色不透明和彩色透明两种状态,图5(a)从左到右依次为红色、橙色、蓝色,添加的染色剂为刚果红(1mg)、甲基橙(1mg)、亚甲基蓝(1mg);图6(a)和图6(b)分别为智能玻璃(水凝胶选用的是NaCl(0.8mol/L)水凝胶)通电前后白色不透明和无色透明两种状态。其制备方法同上智能玻璃,不同之处在于,两片玻璃之间的空腔的左右两侧分别插入一片锌片(用作通电夹持的电极使用,尺寸为25mm×1mm×0.5mm);图7(a)和图7(b)分别为智能玻璃(水凝胶选用的是NaCl(0.8mol/L)水凝胶)的白色不透明和无色透明两种状态。
一种自感应水凝胶透光智能玻璃及其制备方法,包括以下步骤:
1)将聚合单体、表面活性剂、增强剂、交联剂、引发剂、(加速剂)在盐溶液中搅拌均匀,形成混合溶液;
2)将混合溶液注入到夹层玻璃中;
3)在一定温度下(低于20℃)溶液发生凝胶,并逐渐转变为白色,从而制备出自感应水凝胶透光智能玻璃。
注:也可不添加加速剂,将(2)中混合溶液注入夹层玻璃后,将其置于50℃烘箱中加热2h以促进凝胶,后取出,在一定温度下(低于20℃)凝胶逐渐转为白色,自感应水凝胶透光智能玻璃同样可制得。
实施例1:
将2.0g十二烷基硫酸钠倒入50℃中氯化铵溶液中(30mL,摩尔浓度为0.8mol/L),待十二烷基硫酸钠完全溶解后加入0.25g甲基丙烯酸十八烷基酯,50℃下继续搅拌1h;加入1.5g丙烯酰胺单体,并通入氩气气体30min;加入0.003g N,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.08g过硫酸铵、10μL四甲基乙二胺,同时提高转速,继续搅拌10s;将混合溶液倒入夹层玻璃中并密封,控制外界温度低于20℃,1h后即可凝胶,并逐渐转变为白色不透明状态。该自感应水凝胶临界响应温度为24.5℃,25℃下时透光率可达98.61%(550nm处)。
实施例2:
将2.0g十二烷基硫酸钠倒入50℃中氯化钠溶液中(30mL,摩尔浓度为0.8mol/L),待十二烷基硫酸钠完全溶解后加入0.25g甲基丙烯酸十八烷基酯,50℃下继续搅拌1h;加入1.5g丙烯酰胺单体,并通入氩气气体30min;加入0.003g N,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.08g过硫酸铵、10μL四甲基乙二胺,同时提高转速,继续搅拌10s;将混合溶液倒入夹层玻璃中并密封,控制外界温度低于20℃,1h后即可凝胶,并逐渐转变为白色不透明状态。该自感应水凝胶临界响应温度为28℃,30℃下透光率可达98.59%(550nm处)。
实施例3:
将2.0g十二烷基硫酸钠倒入50℃中氯化钠溶液中(30mL,摩尔浓度为0.8mol/L),待十二烷基硫酸钠完全溶解后加入0.25g甲基丙烯酸十八烷基酯,50℃下继续搅拌1h;加入1.5g丙烯酰胺单体,并通入氩气气体30min;加入0.008g N,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.5g过硫酸铵、,同时提高转速,继续搅拌10s;将混合溶液倒入夹层玻璃中并密封,置于50℃烘箱中加热2h以促进凝胶。凝胶后取出,等待1h后逐渐转变为白色不透明状态。该自感应水凝胶临界响应温度为28℃,30℃下透光率可达95.47%(550nm处)。
实施例4:
将2.0g十二烷基硫酸钠倒入50℃中氯化钾溶液中(30mL,摩尔浓度为0.4mol/L),待十二烷基硫酸钠完全溶解后加入0.25g甲基丙烯酸十八烷基酯,50℃下继续搅拌1h;加入1.5g丙烯酰胺单体,并通入氩气气体30min;加入0.003g N,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.08g过硫酸铵、10μL四甲基乙二胺,同时提高转速,继续搅拌10s;将混合溶液倒入夹层玻璃中并密封,控制外界温度低于20℃,1h后即可凝胶,并逐渐转变为白色不透明状态。该自感应水凝胶临界响应温度为44℃,45℃下透光率可达98.66%(550nm处)。
实施例5:
将2.0g十二烷基硫酸钠倒入50℃中氯化锂溶液中(30mL,摩尔浓度为0.4mol/L),待十二烷基硫酸钠完全溶解后加入0.25g甲基丙烯酸十八烷基酯,50℃下继续搅拌1h;加入1.5g丙烯酰胺单体,并通入氩气气体30min;加入0.003g N,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.08g过硫酸铵、10μL四甲基乙二胺,同时提高转速,继续搅拌10s;将混合溶液倒入夹层玻璃中,并密封,控制外界温度低于20℃,1h后即可凝胶,并逐渐转变为白色不透明状态。该自感应水凝胶临界响应温度为48℃,50℃下透光率可达43.80%(550nm处)。
因实施例过多,故将所有实施案例以表格形式列出,见表1。本发明中,聚合单体为丙烯酰胺;盐溶液选自氯化铵、氯化钠和氯化钾溶液;盐溶液中盐的质量与聚合单体的质量比为1:10-10:1,盐溶液中盐的浓度为0.4mol/L-0.8mol/L;此时透光度可达95%以上。
表1实施案例汇总
序号 | SDS(g) | C18(g) | 盐种类及浓度 | MBAA(g) | APS(g) | TEMED(μL) | AAm(g) |
实施例1 | 2.0g | 0.25 | NaCl-0.4mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例2 | 2.0g | 0.25 | NaCl-0.6mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例3 | 1.0g | 0.25 | NaCl-0.8mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例4 | 2.0g | 0.25 | NaCl-0.8mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例5 | 2.0 | 0.25 | NaCl-0.8mol/L | 0.008 | 0.5 | 0/热引发 | 1.5 |
实施例6 | 3.0g | 0.25 | NaCl-0.8mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例7 | 2.0g | 0 | NaCl-0.8mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例8 | 2.0g | 0.25 | NaCl-1.0mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例9 | 2.0g | 0.25 | NaCl-1.20mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例10 | 2.0g | 0.25 | NaCl-1.5mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例11 | 2.0g | 0.25 | NH<sub>4</sub>Cl-0.4mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例12 | 2.0g | 0.25 | NH<sub>4</sub>Cl-0.8mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例13 | 2.0g | 0.25 | NH<sub>4</sub>Cl-0.8mol/L | 0.008 | 0.5 | 0/热引发 | 1.5 |
实施例14 | 2.0g | 0.25 | NH<sub>4</sub>Cl-1.2mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例15 | 2.0g | 0.25 | KCl-0.2mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例16 | 2.0g | 0.25 | KCl-0.4mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例17 | 2.0g | 0.25 | KCl-0.4mol/L | 0.008 | 0.5 | 0/热引发 | 1.5 |
实施例18 | 2.0g | 0.25 | KCl-0.6mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例19 | 2.0g | 0.25 | LiCl-0.2mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例20 | 2.0g | 0.25 | LiCl-0.4mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
实施例21 | 2.0g | 0.25 | LiCl-0.4mol/L | 0.008 | 0.5 | 0/热引发 | 1.5 |
实施例22 | 2.0g | 0.25 | LiCl-0.6mol/L | 0.003 | 0.08 | 15 | 1.5 |
对上述实施例中的结果进行汇总,见表2。
表2实施例凝胶状况及透明度测试
Claims (10)
1.一种自感应水凝胶透光智能玻璃,其特征在于,包括平行叠放的玻璃,在所述的玻璃之间形成空腔,在所述的空腔中填充自感应水凝胶后进行密封;所述的自感应水凝胶包括聚合单体、表面活性剂、增强剂、引发剂、交联剂、盐溶液;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、丙烯酸、明胶中的任意一种或多种的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种自感应水凝胶透光智能玻璃,其特征在于,所述的玻璃为钢化玻璃、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的组合。
3.根据权利要求1所述的一种自感应水凝胶透光智能玻璃,其特征在于,所述的玻璃的厚度不超过6mm。
4.根据权利要求1所述的一种自感应水凝胶透光智能玻璃,其特征在于,所述的空腔通过间隔条隔开,所述间隔条选自浮法玻璃间隔条、钢化玻璃间隔条、不锈钢间隔条、铝间隔条、陶瓷间隔条、复合材料间隔条中的一种或多种的组合;所述的密封是采用密封胶,所述密封胶为普通或防水胶带、502胶水、玻璃胶、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的组合。
5.根据权利要求1所述的一种自感应水凝胶透光智能玻璃,其特征在于,所述的水凝胶中各组分的比例为:表面活性剂与聚合单体的质量比为1:5-3:1;增强剂与聚合单体的质量比为1:1-1:10;交联剂与聚合单体的质量比为1:100-1:1000;引发剂与聚合单体的质量比为1:10-1:30;盐溶液中盐的质量与聚合单体的质量比为1:10-10:1,盐溶液中盐的浓度为0.2mol/L-2.0mol/L。
6.根据权利要求5所述的一种自感应水凝胶透光智能玻璃,其特征在于,所述的表面活性剂与聚合单体的质量比为4:3;增强剂与聚合单体的质量比为1:6;交联剂与聚合单体的质量比为1:500;引发剂与聚合单体的质量比为1:19。
7.根据权利要求5所述的一种自感应水凝胶透光智能玻璃,其特征在于,所述的水凝胶中还包括加速剂,所述的加速剂与聚合单体的质量比为1:100-1:1000;所述加速剂为四甲基乙二胺。
8.根据权利要求1所述的一种自感应水凝胶透光智能玻璃,其特征在于,所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸月桂酯、十六烷基三甲基溴化铵、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;所述增强剂为硬脂酸十二烷基酯、没食子酸十八烷基酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八烷基中的一种或多种混合物;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中一种或几种的混合物;所述的引发剂为过氧化酰、过氧化氢、过硫酸钠、过硫酰胺、乙二胺、五元环胺、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵中一种或几种的混合物;所述盐溶液为铵、锂、钠、钾、钙、镁、锌、铁或铜的盐酸盐、硫酸盐或碳酸盐的水溶液。
9.根据权利要求1所述的一种自感应水凝胶透光智能玻璃,其特征在于,所述聚合单体为丙烯酰胺;所述的盐溶液选自氯化铵、氯化钠和氯化钾溶液;盐溶液中盐的质量与聚合单体的质量比为1:10-10:1,盐溶液中盐的浓度为0.4mol/L-0.8mol/L。
10.权利要求1所述的一种自感应水凝胶透光智能玻璃及其制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)平行叠放玻璃,形成玻璃空腔;
(2)向玻璃空腔中灌注自感应水凝胶;当自感应水凝胶包括加速剂,灌入密封腔后开始凝胶;当自感应水凝胶未包括加速剂,则将其置于烘箱中,促进凝胶;
(3)将灌注自感应水凝胶的玻璃空腔封口,即得自感应水凝胶透光智能玻璃。
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