CN116515057B - 自组装热可逆光散热材料的制备方法及具有其的调光板/薄膜和应用 - Google Patents

自组装热可逆光散热材料的制备方法及具有其的调光板/薄膜和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自组装热可逆光散射材料的制备方法，包括如下步骤：将壳核结构粒子的悬浊液加入到组装界面的液体中，待蒸发完成后，得到固态的粉体颗粒，即自组装热可逆光散射材料。本发明还公开了具有该自组装可逆光散射材料的调光板/薄膜和应用。本申请所提供的自组装热可逆光散射材料的制备方法，通过在SiO2壳核粒子表面修饰嵌段聚合物，控制组装材料的排列方式，成功制备了自组装热可逆光散射材料，实现其在调光板/薄膜中对完全雾化后雾度的影响；具有工艺简单，参数可控性强，安全环保等优点。

Description

自组装热可逆光散热材料的制备方法及具有其的调光板/薄 膜和应用
技术领域
本发明属于光学材料技术领域，具体涉及一种自组装热可逆光散热材料的制备方法及具有其的调光板/薄膜和应用。
背景技术
许多基于光散射与非光散射条件之间的变化的可逆可变光透射技术已经被提出并商业化应用。这些技术通常涉及电诱导、热诱导及光诱导变化。
一般而言，对于PDLC材料，液晶的折射率不同于聚合物基质材料，含有液晶的材料层是光散射，因此呈现半透明、磨砂或白色。当在两个透明电极层之间提供一层PDLC时，可以施加电压以改变液晶的排布方向和折射率。当液晶的折射率接近聚合物基质的折射率时，PDLC层在光散射中减少，并且在足够高的施加电压下，PDLC材料可以变得非常清晰。因此，这些装置是电动或电光可变光散射装置。
第一聚合物分散在由第二聚合物提供的基质中，以在高温时(低温时)形成光散射聚合物材料，在低温时(高温时)形成较少或非光散射材料，在光散射和非光散射状态之间具有热诱导可逆变化的材料可称为热可逆光散射(TRLS)材料。通常这种热可逆光散射材料涉及到材料的自组装。自组装材料的性质依赖于材料的结构，扩展自组装材料的结构的丰富性和调控性是优化材料的重要手段。
而自主装材料的结构取决于制备自组装材料粒子的形状，球形粒子是最简单的构建模块，常常组装为典型的面心立方堆积和六方密堆积结构，在这种组装结构内的球形粒子具有平移有序性，但缺乏取向有序性。
热可逆光散射材料的需要对材料本身进行自组装优化。传统的热可逆光散射材料以水凝胶为典型代表，其中水凝胶和液晶型都是含有至少两种单元(水/聚合物)，在一定温度下，由于其宏观呈现均一相，所以为透明状态，当超过某低临界溶解温度(LCST)时，前者微观状态下发生相分离，后者发生相转变，从而使得宏观状态下呈现光散射状态。这类材料目前已应用在建筑幕墙和门窗上。可逆热致变色材料及玻璃可以根据环境温度的变化改变太阳光的透射强度和透过行为，在不影响透光性的前提下，大大阻隔太阳光中的能量，从而降低了空调的使用时间，使得能耗大大降低。但由于凝胶和液晶的自身强度较差，作为产品使用时水凝胶和液晶需要封装在玻璃夹层中，其材质可能发生泄露、霉变；此外，水凝胶和液晶在透明-浑浊的可逆循环中，可能导致宏观上出现永久性浑浊状态，基于这些因素，所以限制了其应用。
本申请人先前公开了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(专利号201911235098.8)，以及公开了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(专利号202210171408.X)，这两个发明中的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。但是这两个专利中的材料均是采用乳液聚合的方法获得，采用乳液聚合存在下述问题，1)获得的温敏材料中含有较多的杂质，纯化比较困难；2)工艺复杂，过程比较多，控制难度大；3)聚合物为固体时通常需要大量的水进行清洗，产生较多废水；且该材料用于调光板/薄膜时，其不能很好的分散在调光板/薄膜的基础材料中，进而导致包含有该材料的调光板/薄膜的雾化均一性欠佳，影响其在雾化状态下的外观质量，使其不能很好的在高端场合推广应用。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的主要目的在于提供一种自组装热可逆光散射材料的制备方法，旨在解决现有热致变材料的制备工艺复杂，工艺参数控制难度大和环保性欠佳，且获得的热致变材料的杂质多，纯化难度大的技术问题。
同时，本发明还提供了一种含有上述自组装热可逆光散射材料的调光板/薄膜，该调光板/薄膜具有优异的雾化均一性；其能够在高于相变温度时，使得自组装热可逆光散射材料与透明高分子基体发生相分离以发生变色效果；而在低于相变温度时，该自组装热可逆光散射材料与透明高分子基体又发生相聚合，从而变得透明；即其能够根据环境温度快速响应变色，降低透光率。
同时，本发明还提供了该调光板/薄膜的用途，具体使用时其可单独使用也可与玻璃等一起装配使用，主要用于遮挡光线。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，一种自组装热可逆光散射材料的制备方法，包括如下步骤：
将壳核结构粒子的悬浊液加入到组装界面的液体中，待蒸发完成后，得到固态的粉体颗粒，即自组装热可逆光散射材料。
在某些具体实施例中，所述壳核结构粒子的悬浊液的质量浓度为10-50mg/mL。
在某些具体实施例中，所述壳核结构粒子的悬浊液与所述组装界面的液体的体积比为1：(2-6)。
在某些具体的实施例中，所述组装界面的液体为己烷、甲苯中的一种或者其混合物。
在某些具体实施例中，所述壳核结构粒子的悬浊液为嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液。
进一步，所述嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液通过如下方法制备：
a)将SiO2壳核粒子分散在甲基丙烯酸甲酯中，得到溶液A；
b)将丙烯酸十二酯和丙烯酸十六酯搅拌混合均匀，转移至温度为80-90℃的溶液A中，再加入过氧化苯甲酰，继续加热搅拌10-20min，得到壳核前体溶液；
c)在甲醇溶液中加入丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺，搅拌溶解，得到溶液B；
d)在N2保护下，将溶液B滴加至壳核前体溶液中，加热至80-90℃后，保温搅拌60-80min，冷却至室温，得到含有固体物的混合液C，过滤、洗涤并干燥得到粉末状的固体C；
e)将所述固体C加入己烷中，搅拌分散，得到嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液。
在某些具体实施例中，所述SiO2壳核粒子的形状为球形，且其粒径为50-100nm。
其中SiO2壳核粒子的质量(g)与甲基丙烯酸甲酯的体积(ml)比为1:(30-50)；
其中丙烯酸十二酯与丙烯酸十六酯的质量比为(8-1)：(1-8)；
其中所述溶液A的体积和丙烯酸十二酯和丙烯酸十六酯的混合物质量比为(2-3):1
其中丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺的质量比为(4-1)：(1-8)；
其中所述壳核前体溶液与溶液B的体积比为(1-2):1；
其中固体C的质量与己烷的体积比为(1-2)：10。
第二方面，一种调光板/薄膜，所述调光板/薄膜为通过透明高分子基材挤出成型，所述透明高分子基材中共混有前述制备方法制备所得的自组装热可逆光散射材料。
第三方面，前述调光板/薄膜主要用于遮挡光线。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1)本发明所提供的自组装热可逆光散射材料的制备方法，具有工艺简单，参数可控性强，安全环保等特点。其通过在SiO2壳核粒子表面修饰嵌段聚合物，控制组装材料的排列方式，成功制备了自组装热可逆光散射材料，实现其在调光板/薄膜中对完全雾化后雾度的影响；具体为：首先在SiO2壳核粒子的表面修饰聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸脂肪酯-丙烯酰胺的嵌段聚合物，然后将嵌段有聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸脂肪酯-丙烯酰胺的SiO2壳核粒子分散成悬浊液，再将该悬浊液通过分子自组装获得自组装热可逆光散射材料，其具有可调的结构(球形SiO2壳核粒子)、具有可调的组件(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸脂肪酯-丙烯酰胺的嵌段聚合物)，其成功地通过模块化的超组装单体胶束实现了自组装超级结构，获得了自组装热可逆光散射材料。
2)本发明所提供的自组装热可逆光散射材料，在透明高分子基材的微观结构中，大多是通过网络结构形成的聚集或者交联，通过高温熔融挤出的方式实现；壳核结构的自组装热可逆散射材料与透明高分子基材充分混合并被高分子基材充分包覆，然后在高温下透明高分子基材部分链段断裂，形成自由基团，形成的自由基团通过界面间的作用力与自组装可逆光散射材料的作用基团形成锚接，构成整体的改性高分子材料，在不失去原有结构和特性的前提下，将自组装热可逆光散射材料的作用基团与高分子基材形成完整整体，从而解决达到温度后不变色或变色不均匀的问题。
3)本发明所提供含有自组装热可逆光散射材料的调光板/薄膜；该调光板/薄膜的主要原理是利用自组装热可逆光散射材料在特定温度下的相变，其在相变温度(32℃)以下呈现宏观均一相，在32℃以上时，各原料发生相分离，从而各原材料由于折射率的不同而发生宏观上的“雾化”状态。具体的，使用时该自组装热可逆光散射材料与透明高分子基材共挤成型，制得具有互穿网络结构的调光板/薄膜，在温度低时，调光板/薄膜中的自组装热可逆光散射材料的温度低于相变温度，此时自组装热可逆光散射材料相的折射率nD和透明高分子基材相通过分子间氢键作用相容形成一相，即此时自组装热可逆光散射材料相的折射率nD和透明高分子基材相的折射率nM是为相近的(nD≈nM)，因此挤出的调光板/薄膜可表现出纯透明高分子基材相时的透明或半透明情形；而随着温度的上升，升至相变温度时，两相随氢键作用的削弱而逐渐分离，由于折射率匹配性下降，调光板/薄膜呈现光散射状态，即自组装热可逆光散射材料的折射率降低，使得nD<nM，光在自组装热可逆光散射材料相/透明高分子基材相的界面发生散射，使得透明度或半透明度下降，进而实现温敏调光特性；且其相变温度可以通过控制交联度来进行调节，本申请中的可逆热致变色粉末的调光板/薄膜的相变温度为32-45℃，室温下即可使用。
4)本发明所提供的调光板/薄膜，可使得成型的调光板/薄膜能够随着环境的变化而改变其对光线的透过行为，因而其在单独使用或者配合于玻璃应用时既能显著降低透光率，又能保持良好的透明性，而可有很好的实际使用效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例1制备所得自组装热可逆光散射材料的电镜扫描图(100nm)；
图2为本发明实施例1制备所得自组装热可逆光散射材料的电镜扫描图(200nm)；
图3为本发明实施例1制备所得调光板/薄膜的在相变温度前后的状态对比图；
图4为本发明实施例1制备所得调光板/薄膜在透明和雾化状态下的250-2500cm-1的谱图；
图5为本发明实施例2制备所得调光板/薄膜的在相变温度前后的状态对比图；
图6为本发明实施例2制备所得调光板/薄膜在透明和雾化状态下的250-2500cm-1的谱图；
图7为本发明实施例3制备所得调光板/薄膜的在相变温度前后的状态对比图；
图8为本发明实施例3制备所得调光板/薄膜在透明和雾化状态下的250-2500cm-1的谱图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
当以范围、优选范围、或者优选的数值上限以及下限的形式表述某个量、浓度或其它值或参数的时候，应当理解相当于具体揭示了通过将任意一对范围上限或优选数值与任意范围下限或优选数值结合起来的任何范围，而不考虑该范围是否具体揭示。除非另外指出，本文所列出的数值范围值在包括范围的端点，和该范围之内的所有整数和分数。
除非另外说明，本文中所有的百分比、份数、比值等均是按重量计。
本文的材料、方法和实施例均是示例性的，并且除非特别说明，不应理解为限制性的。本发明中材料、制备方法和检测方法中使用的装置、设备等，若未进行特殊说明，均认为是可以通过商业途径购买获得。
本发明所提供的一种自组装热可逆光散射材料的制备方法，包括如下步骤：
将壳核结构粒子的悬浊液加入到组装界面的液体中(该组装界面的液体可以为甲苯或者己烷，或者甲苯与已烷的混合物)，待蒸发完成后，得到固态的粉体颗粒。
所述壳核结构粒子的悬浊液的质量浓度为10-50mg/mL。
所述壳核结构粒子的悬浊液与所述组装界面的液体的体积比为1：(2-6)。
所述组装界面的液体为己烷、甲苯中的一种或者其混合物。
所述壳核结构粒子的悬浊液为嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液。
进一步，所述嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液通过如下方法制备：
a)将SiO2壳核粒子分散在甲基丙烯酸甲酯中，得到溶液A；
b)将丙烯酸十二酯和丙烯酸十六酯搅拌混合均匀，转移至温度为80-90℃的溶液A中，再加入过氧化苯甲酰，继续加热搅拌10-20min，得到壳核前体溶液；
c)在甲醇溶液中加入丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺，搅拌溶解，得到溶液B；
d)在N2保护下，将溶液B滴加至壳核前体溶液中，加热至80-90℃后，保温搅拌60-80min，冷却至室温，得到含有固体物的混合液C，过滤、洗涤并干燥得到粉末状的固体C；
e)将所述固体C加入己烷中，搅拌分散，得到嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液。
所述SiO2壳核粒子的形状为球形，且其粒径为50-100nm。
一种调光板/薄膜，所述调光板/薄膜为通过透明高分子基材挤出成型，所述透明高分子基材中共混有前述制备方法制备所得的自组装热可逆光散射材料。
其中透明高分子基材为光学塑料，光学塑料是指用作光学介质材料的塑料。光学塑料的折射率范围由1.42至1.69，主要包括PMMA、PS、PC、改性PUR、PC、PET、PBT板材、改性PVB片材，或改性PA薄膜等，该透明高分子基材的粉体原料均采用现有市售产品便可，并且添加自组装热可逆光散射材料后的粉体挤出成型板材/片材/薄膜的工艺与现有工艺相同，因此在本实施例中不再详述。
本实施例提供的调光板/薄膜的热致变色原理如图1所示，其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。本发明实施例的自组装热可逆光散射材料在温度32℃时开始变色，直至临界温度45℃时对光的透过率不再变化或者变化很小。该自组装热可逆光散射材料与透明高分子基材共挤成型，制得具有互穿网络结构的调光板/薄膜(进一步为调光板/薄膜材料)，在温度低时，调光板/薄膜中的自组装热可逆光散射材料的温度低于相变温度，此时自组装热可逆光散射材料相的折射率nD和透明高分子基材相通过分子间氢键作用相容形成一相，即此时自组装热可逆光散射材料相的折射率nD和透明高分子基材相的折射率nM为是相近的(nD≈nM)，因此挤出的调光板/薄膜可表现出纯透明高分子基材相时的透明或半透明情形；而随着温度的上升，升至相变温度时，两相随氢键作用的削弱而逐渐分离，由于折射率匹配性下降，调光板/薄膜呈现光散射状态，即自组装热可逆光散射材料的折射率降低，使得nD<nM，光在自组装热可逆光散射材料相/透明高分子基材相的界面发生散射，使得透明度或半透明度下降，进而实现温敏调光特性。
本实施例的调光板/薄膜，该自组装热可逆光散射材料能较好的分散在透明高分子基材层中，并且该自组装热可逆光散射材料，具有三维修饰和可装饰性，可以构建多尺度、多层次的微观结构。使得调光板/薄膜在初始温度(低于相变温度时)状态下为可见光透过率最高，调光板/薄膜显示出透明度较高的透明态；当环境温度升高，温度升高使得自组装热可逆光散射材料达到相变温度开始发生相转变，自组装热可逆光散射材料状态发生变化，自组装热可逆光散射材料配合透明高分子基材，使得该调光板/薄膜在自组装热可逆光散射材料发生相转变后开始到达临界温度，其可见光透过率下降，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变温度，也可以是高于相变温度的某个温度值。本实施例的调光板/薄膜到达临界温度后，可见光透过率是随着调光板/薄膜温度的上升不再变化，调光板/薄膜呈雾白态。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，当温度降低到小于自组装热可逆光散射材料的相变温度时，该调光板/薄膜又变为可见光透过率最高的透明态。也就是本实施例的调光板/薄膜从透明态到雾白态的变化是可逆的。
上述调光板/薄膜主要用于遮挡光线。
实施例1
本发明所提供的自组装热可逆光散射材料的制备方法，包括如下步骤:
1)将2.5g粒径为50-100nm的球状SiO2壳核粒子加入100mL的甲基丙烯酸甲酯中，于100r/min的转速搅拌后，以800W输出功率的超声分散5min，得到溶液A；
2)将24.0g丙烯酸十二酯和29.6g丙烯酸十六酯混合均匀，转移至温度为80-90℃的步骤1)的溶液A中，再加入0.1g过氧化苯甲酰，继续加热搅拌20min，得到壳核前体溶液；
3)量取100mL的甲醇溶液，加入3.6g的丙烯酰胺和5.7g的N-异丙基丙烯酰胺，搅拌溶解，得到溶液B；
4)在N2保护下，将步骤3)的溶液B倒入恒压滴液漏斗中滴加至步骤2)的壳核前体溶液中，加热至85℃后，保温搅拌60min，冷却至室温，得到含有固体物的混合液C，过滤、洗涤并干燥得到粉末状的固体C；
5)称取10g固体C加入100mL的己烷中，搅拌分散，得到嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液；
6)将步骤5)得到的嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液加入到350ml的己烷溶液中，于50℃的环境下蒸发，待蒸发完成后，得到固态的粉末颗粒，即自组装热可逆光散射材料。
本实施例中制备所得的自组装热可逆光散射材料的电镜扫描图如图1和图2所示。
本实施例中还涉及一种调光板/薄膜，该调光板/薄膜为通过透明高分子基材挤出成型，且该透明高分子基材中共混有本实施例制备得到的自组装热可逆光散射材料，该透明高分子基材为MMA，其中MMA与自组装热可逆光散射材料的质量比为93：7，挤出制备成1.5mm厚的MMA调光板(本申请中未加入自组装热可逆光散射材料的1.5mm的MMA调光板的透光率为83％，且其加工工艺同加入自组装热可逆光散射材料的MMA调光板)；该MMA调光板在室温时为无色，其且经测试32℃时开始变色，45℃时透光率不再发生变化；该MMA调光板在透明和雾化状态下的250-2500cm-1的谱图，如图4所示，从图4中可以看到在透明状态下，可见光透过率为82％，雾化状态下可见光透射比在7％。该MMA调光板用于遮挡光线，该光线一般为阳光，从而使得本实施例中的MMA调光板具有调光的效果。
如图3所示，图3为该实施例制备所得的MMA调光板在相变温度前后实际状态对比图，其中图3a为MMA调光板在30℃时的状态图(透明)，图3b为MMA调光板在45℃时的状态图(雾化)。
实施例2
本发明所提供的自组装热可逆光散射材料的制备方法，包括如下步骤:
1)将2.5g粒径为50-100nm的球状SiO2壳核粒子加入100mL的甲基丙烯酸甲酯中，于100r/min的转速搅拌后，以800W输出功率的超声分散5min，得到溶液A；
2)将12.0g丙烯酸十二酯和59.2g丙烯酸十六酯混合均匀，转移至温度为80-90℃的步骤1)的溶液A中，再加入0.1g过氧化苯甲酰，继续加热搅拌20min，得到壳核前体溶液；
3)量取100mL的甲醇溶液，加入1.8g的丙烯酰胺和11.4g的N-异丙基丙烯酰胺，搅拌溶解，得到溶液B。
4)在N2保护下，将步骤3)的溶液B倒入恒压滴液漏斗中滴加至步骤2)的壳核前体溶液中，加热至85℃后，保温搅拌60min，冷却至室温，得到含有固体物的混合液C，过滤、洗涤并干燥得到粉末状的固体C。
5)称取20g固体C加入100mL的己烷中，搅拌分散，得到嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液。
6)将步骤5)得到嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液加入到350ml的甲苯溶液中，于50℃的环境下蒸发，待蒸发完成后，得到固态的粉末颗粒，即自组装热可逆光散射材料。
本实施例中还涉及一种调光板/薄膜，该调光板/薄膜为通过透明高分子基材挤出成型，且该透明高分子基材中共混有本实施例制备得到的自组装热可逆光散射材料，该透明高分子基材为PVC，其中PVC与自组装热可逆光散射材料之间的比例为93：7，挤出制备成1.5mm厚的PVC调光板(本申请中未加入自组装热可逆光散射材料的1.5mm的PVC调光板的透光率为78％，且其加工工艺同加入自组装热可逆光散射材料的PVC调光板)；该PVC调光板在室温时为无色，其且经测试32℃时开始变色，45℃时透光率不再发生变化；该PVC调光板在透明和雾化状态下的250-2500cm-1的谱图，如图6所示，从图6中可以看到在透明状态下，可见光透过率为76％，雾化状态下可见光透射比在13％。该PVC调光板用于遮挡光线，该光线一般为阳光，从而使得本实施例中的PVC调光板具有调光的效果。
如图5所示，图5为该实施例制备所得的PVC调光板在相变温度前后实际状态对比图，其中图5a为PVC调光板在30℃时的状态图(透明)，图5b为PVC调光板在45℃时的状态图(雾化)。
实施例3
本发明所提供的自组装热可逆光散射材料的制备方法，包括如下步骤:
1)将2.5g粒径为50-100nm的球状SiO2壳核粒子加入100mL的甲基丙烯酸甲酯中，于100r/min的转速搅拌后，以800W输出功率的超声分散5min，得到溶液A；
2)将48.0g丙烯酸十二酯和14.8g丙烯酸十六酯混合均匀，转移至温度为80-90℃的步骤1)的溶液A中，再加入0.1g过氧化苯甲酰，继续加热搅拌20min，得到壳核前体溶液；
3)量取100mL的甲醇溶液，加入5.4g的丙烯酰胺和3.8g的N-异丙基丙烯酰胺，搅拌溶解，得到溶液B。
4)在N2保护下，将步骤3)的溶液B倒入恒压滴液漏斗中滴加至步骤2)的壳核前体溶液中，加热至85℃后，保温搅拌60min，冷却至室温，得到含有固体物的混合液C，过滤、洗涤并干燥得到粉末状的固体C。
5)称取5g固体C加入100mL的己烷中，搅拌分散，得到嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液。
6)将步骤5)得到的嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液加入到350ml的己烷溶液中，于50℃的环境下蒸发，待蒸发完成后，得到固态的粉末颗粒，即自组装热可逆光散射材料。
本实施例中还涉及一种调光板/薄膜，该调光板/薄膜为通过透明高分子基材挤出成型，且该透明高分子基材中共混有本实施例制备得到的自组装热可逆光散射材料，该透明高分子基材为PVB，其中PVB与自组装热可逆光散射材料之间的比例为93：7，挤出制备成1.5mm厚的PVB调光板(本申请中未加入自组装热可逆光散射材料的1.5mm的PVB调光板的透光率为80％，且其加工工艺同加入自组装热可逆光散射材料的PVB调光板)；该PVB调光板在室温时为无色，其且经测试32℃时开始变色，45℃时透光率不再发生变化；该PVB调光板在透明和雾化状态下的250-2500cm-1的谱图，如图8所示，从图8中可以看到在透明状态下，可见光透过率为79％，雾化状态下可见光透射比在8％。该PVB调光板用于遮挡光线，该光线一般为阳光，从而使得本实施例中的PVB调光板具有调光的效果。
如图7所示，图7为该实施例制备所得的PVB调光板在相变温度前后实际状态对比图，其中图7a为PVB调光板在30℃时的状态图(透明)，图7b为PVB调光板在45℃时的状态图(雾化)。
对比例1
本对比例为实施例1中一种自组装热可逆光散射材料的合成方法，其步骤4)制备所得的粉末状的固体C直接用于与高分子透明材料挤出成型。
具体为：将实施例1中步骤4)制备所得的粉末状的固体C与透明高分子基材挤出成型，挤出成型工艺与实施例1相同，该透明高分子基材为MMA，其中MMA与自组装热可逆光散射材料之间的比例为93：7，挤出制备成1.5mm厚的MMA调光板；该MMA调光板在室温时为无色，且其经测试32℃时不变色，加热至45℃时依然不变色；即未进行自组装的粉末状的固体C制备所得的MMA调光板不具有热可逆的光散射性能。
本申请还将实施例2和实施例3中制备所得的粉末状的固体C与透明高分子基材挤出成型，挤出成型工艺与实施例1相同，该透明高分子基材为MMA，其中MMA与自组装热可逆光散射材料之间的比例为93：7，挤出制备成1.5mm厚的MMA调光板；制备而成的MMA调光板在室温时为无色，且其经测试32℃时不变色，加热至45℃时依然不变色；即未进行自组装的粉末状的固体C制备所得的MMA调光板不具有热可逆的光散射性能。
对实施例1制备的产品(MMA调光板)进行不同温度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的MMA调光板分别平整固定于光源下方25cm处，光源为红外光线。分别测定实施例1的MMA调光板在红外灯照射下的表面温度，以及对应的可见光透过率，具体数据如下表所示。可见光透过率使用透过率测试仪(林上科技，LS116)进行测定，具体如下表所示：
由上表的数据可以看出，本实施例1制备得到的自组装热可逆光散射材料，在红外光线灯光源的照射下，MMA调光板随着表面表面温度的升高其可见光透光率在相变温度后逐渐发生变化，进而实现热致调光的效果。另外实验中可以观察到实施例1制备得到的MMA调光板初始(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；随着红外光照射时间增加，该MMA调光板的表面温度不断升高，MMA调光板的可见光透过率下降，透明度降低，呈现雾白态。
综上，说明本申请具有自组装热可逆光散射材料的调光板/薄膜的配方合理，实现制备得到的调光板/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。本发明的自组装热可逆光散射材料，随温度的变化能够具有较明显的可见光透过率变化，实现随着温度变化下响应热致变色的效果。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (13)

1.一种自组装热可逆光散射材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将壳核结构粒子的悬浊液加入到组装界面的液体中，待蒸发完成后，得到固态的粉体颗粒，即自组装热可逆光散射材料；所述壳核结构粒子的悬浊液为嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液；且所述嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液通过如下方法制备：
a）将SiO2壳核粒子分散在甲基丙烯酸甲酯中，得到溶液A；
b）将丙烯酸十二酯和丙烯酸十六酯搅拌混合均匀，转移至温度为80-90℃的溶液A中，再加入过氧化苯甲酰，继续加热搅拌10-20min，得到壳核前体溶液；
c)在甲醇溶液中加入丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺，搅拌溶解，得到溶液B；
d）在N2保护下，将溶液B滴加至壳核前体溶液中，加热至80-90℃后，保温搅拌60-80min，冷却至室温，得到含有固体物的混合液C，过滤、洗涤并干燥得到粉末状的固体C；
e）将所述固体C加入己烷中，搅拌分散，得到嵌段SiO2壳核粒子的悬浊液。
2.根据权利要求1所述的自组装热可逆光散射材料的制备方法，其特征在于，所述壳核结构粒子的悬浊液的质量浓度为10-50mg/mL。
3.根据权利要求1所述的自组装热可逆光散射材料的制备方法，其特征在于，所述壳核结构粒子的悬浊液与所述组装界面的液体的体积比为1：（2-6）。
4.根据权利要求1所述的自组装热可逆光散热材料的制备方法，其特征在于，所述组装界面的液体为己烷、甲苯中的一种或者其混合物。
5.根据权利要求1所述的自组装热可逆光散射材料的制备方法，其特征在于，所述SiO2壳核粒子的形状为球形，且其粒径为50-100nm。
6.根据权利要求1所述的自组装热可逆光散射材料的制备方法，其特征在于，所述SiO2壳核粒子的质量与甲基丙烯酸甲酯的体积比为1:（30-50）。
7.根据权利要求1所述的自组装热可逆光散射材料的制备方法，其特征在于，丙烯酸十二酯与丙烯酸十六酯的质量比为（8-1）：（1-8）。
8.根据权利要求1所述的自组装热可逆光散射材料的制备方法，其特征在于，所述溶液A的体积和丙烯酸十二酯和丙烯酸十六酯的混合物质量比为（2-3）:1。
9.根据权利要求1所述的自组装热可逆光散射材料的制备方法，其特征在于，丙烯酰胺和N-异丙基丙烯酰胺的质量比为（4-1）：（1-8）。
10.根据权利要求1所述的自组装热可逆光散射材料的制备方法，其特征在于，所述壳核前体溶液与溶液B的体积比为（1-2）:1。
11.根据权利要求1所述的自组装热可逆光散射材料的制备方法，其特征在于，所述固体C的质量与己烷的体积比为（1-2）：10。
12.一种调光板/薄膜，所述调光板/薄膜为通过透明高分子基材挤出成型，其特征在于，所述透明高分子基材中共混有权利要求1-11中任一项制备方法制备所得的自组装热可逆光散射材料。
13.一种根据权利要求12所述的调光板/薄膜的应用，其特征在于，所述调光板/薄膜用于遮挡光线。
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