CN202786022U - 光致变色玻璃 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于玻璃技术领域，提供了一种光致变色玻璃。该光致变色玻璃包括上玻璃层、下玻璃层以及光致变色胶片层，所述光致变色胶片层设于所述上玻璃层和下玻璃层之间。本实用新型光致变色玻璃，通过在上玻璃层和下玻璃层之间设置光致变色胶片层，使该光致变色玻璃具有显著的变色效果。

Description

光致变色玻璃

技术领域

本实用新型属于玻璃技术领域，尤其涉及一种光致变色玻璃。

背景技术

夹胶玻璃是用胶片将两片或多片玻璃在一定温度和压力下粘贴而成，也称为夹层玻璃或胶合玻璃。胶片通常是PVB(Polyvinyl butyral，聚乙烯醇缩丁醛)等胶片。夹胶玻璃对阳光中的可见光、红外线仍保持高透过率，致使节能效果较差。

光致变色玻璃是一种新型的节能玻璃，光照增强时玻璃逐渐变灰暗，降低了光及其携带热量的透过率；光照减弱时玻璃又恢复明亮，提高了光及其携带热量的透过率。这种能随早晚及四季的环境变化，而自动改变透光率和遮阳系数的智能玻璃，具有低辐射Low-E等明星节能玻璃所不具备的优点，已经引起人们的特别关注。

目前，有将多层光致变色硬板夹持在两块玻璃片之间，制得的一种光致变色夹层玻璃；也有将金属银和卤素单质分别加入到其它玻璃原料中，制得的一种具有光致变色效应的镜片毛坯；或者采用热处理法或还原处理法制造出一种彩色渐变光致变色的本体玻璃；甚至有些分别在轿车、汽车、商务车和客车的车身上直接安装了传统的卤化银等变色玻璃。此外，国外也有些光致变色玻璃的专利，但多是对卤化银及光敏剂体系的改进技术，并且变色物质都在玻璃本体中。但是，上述变色玻璃的变色性能较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光致变色玻璃，解决现有变色玻璃变色性能低的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种光致变色玻璃，包括上玻璃层、下玻璃层以及上述光致变色胶片层，该光致变色胶片层层叠在所述上玻璃层和下玻璃层之间。

进一步，上述光致变色胶片的厚度为0.38～3.04毫米。

本实用新型光致变色玻璃，通过在上玻璃层和下玻璃层之间设置光致变色胶片层，使该光致变色玻璃具有显著的变色效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例光致变色玻璃结构图；

图2是本实用新型实施例光致变色玻璃透光率曲线图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例光致变色玻璃结构图，包括上玻璃层1、下玻璃层2及光致变色胶片3，所述光致变色胶片3位于上玻璃层1和下玻璃层2之间。

具体地，该上玻璃层1及下玻璃层2的材质为普通浮法玻璃或超白浮法玻璃，厚度均可为1.6mm～3.0mm。该光致变色胶片的厚度为0.38～3.04毫米

具体地，该光致变色胶片层的材质包括如下重量比的组分：

进一步，该光致变色粉的材质包括如下重量份数的组分：

该光致变色粉中，各个组分优选的重量份优选为氧化钨80份、草酸20份、氧化钛10份、氧化锌5份。

该增塑剂选自三甘醇双正庚酸酯、三甘醇二异辛酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯中的一种以上，该增塑剂的含量为0.3%～2.0%，优选为1%。增塑剂含量高低会影响聚乙烯醇缩丁醛生成的光致变色胶片的可加工性、耐高温,低温，机械性能等。

该偶联剂选择乙烯基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶联剂、己二胺基甲基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种以上，该偶联剂的含量为0.2%～1.0％，优选为0.8%。偶联剂含量高低会影响聚乙烯醇缩丁醛生成的光致变色胶片与玻璃的粘结性能等。

该聚乙烯醇缩丁醛（PVB）的用量为95%～99%。PVB是本发明实施例光致变色胶片的基体，具有良好的粘接性能，通过PVB膜将两片玻璃牢固结合在一起，同时WO₃-H₂C₂O₄-TiO₂-ZnO光致变色粉均匀分散在PVB载体中，使得结构紧凑，不改变现有的夹胶玻璃的基本结构，投入较低，却具有高效的光致变色节能效果。

该无机光致变色粉的组分含量优选为：氧化钨80份、草酸20份、氧化钛10份、氧化锌5份。实验证明该重量份中的WO₃-TiO₂-ZnO三元半导体协同作用最佳，能够使光致变色粉产生最好的变色效果。

该光致变色玻璃的制备方法，包括如下步骤：

步骤S01，制备光致变色粉：

提供如下重量份数的组分，混合、研磨得到光致变色粉：

步骤S02，制备光致变色胶片：

提供聚乙烯醇缩丁基醛、增塑剂、偶联剂及上述光致变色粉，将所述光致变色粉、聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂及偶联剂按如下重量比混合、挤出处理得到光致变色胶片：

步骤S03，制备光致变色玻璃：

提供上玻璃层、下玻璃层及所述光致变色胶片，将所述光致变色胶片设置于所述上玻璃层和下玻璃层之间，压合得到光致变色玻璃。

具体地，步骤S01中，光致变色粉的配方组分和用量如上文所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。该光致变色粉的制备方法如下：

按照如下重量份数称取氧化钨、氧化钛、氧化锌和草酸粉体原料，混合后用高能球磨机研磨2～4小时，使这些粉体的粒度都达到微米或钠米级别，实现氧化钨、氧化钛、氧化锌及草酸的颗粒依靠分子间力相互紧密结合在一起，得到光致变色粉；各组分的重量份为：

具体地，步骤S02中，提供聚乙烯醇缩丁基醛、增塑剂、偶联剂及上述光致变色粉，将所述光致变色粉、聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂及偶联剂按上述重量比混合，得到混合物，将该混合物加到混炼机中搅拌10～20分钟，加热到140～160℃熔融挤出并制成0.38～3.04毫米的胶片，再通过冷却、去水、吹干等操作后，得到光致变色胶片。该聚乙烯醇缩丁基醛、增塑剂、偶联剂及光致变色粉和前述的相同，在此不重复阐述。

步骤S02中，所制备得到的胶片的厚度为0.38～3.04毫米，例如，0.5毫米、1毫米、1.5毫米、2毫米、3毫米等。

步骤S03中，提供表面干净的上玻璃层、下玻璃层及所述光致变色胶片，该上层玻璃、下层玻璃与光致变色胶片之间的面积相等，将所述光致变色胶片设置于所述上玻璃层和下玻璃层之间，经层叠后一并放入到硅胶袋内，在2.5KPa真空度下排气20分钟并转移到干燥炉内85℃保温30分钟；然后在高压釜中，1.3MPa压力和135℃下热压25分钟，得到光致变色玻璃。热压时如果温度和压力不足，难以形成夹胶玻璃；相反，如果温度过高，会分解草酸和聚乙烯醇缩丁醛，破坏光致变色膜的结构。

本实用新型中所使用的光致变色胶片层，包括氧化钨（WO₃）、氧化钛（TiO₂）、氧化锌（ZnO）及草酸（H₂C₂O₄），其中氧化钨、氧化钛和氧化锌组成三元半导体。高温时节，无机光致变色胶片层受到太阳光照射，其中的紫外光和可见光会激发变色胶片层中WO₃-TiO₂-ZnO三元半导体的光电反应，产生光生电子与光生空穴，即电子-空穴对，光生电子进入WO₃的导带，与临近的W⁶⁺结合生成蓝色的W⁵⁺，从而实现变色，并阻挡可见光和紫外光及其携带的热量继续进入室内；当傍晚时，户外太阳光减弱，WO₃-TiO₂-ZnO三元半导体得不到足够的光生电子，蓝色的W⁵⁺又变回为无W⁶⁺，实现光致变色胶片层的褪色，且恢复太阳光及其携带的热量继续进入室内；如此循环反复，可以降低高温时节室内空调、风扇的用量，达到节能的功效。同时，草酸可以消耗电子-空穴对中的光生空穴，使更多的光生电子参与还原W⁶⁺为蓝色W⁵⁺的变色反应。WO₃-TiO₂-ZnO为三元半导体，其间存在能带间协同作用，能够促使太阳光更容易激发产生电子-空穴对，因而对光致变色胶片层的变色作用起到促进作用，与单独的氧化钨或WO₃-TiO₂或WO₃-ZnO胶片层相比，具有更好的变色效果。同时，TiO₂和ZnO是产生光生电子的优良半导体，它们的协同作用使更多的光生电子注入到WO₃中，效果比单独使用TiO₂或ZnO更好。

如图2所示，本发明实施例光致变色玻璃先在太阳光下照射5分钟，然后在无光条件下放置1小时所得的透光率曲线图，重复100次。在太阳光下照射5分钟后，由无色透明转变为蓝色透明，太阳光透光率比光照前降低了12%，遮阳系数下降约0.11，表明具有良好的遮阳效果；无光状态下放置1小时，又由蓝色透明转变为浅蓝色透明，太阳光透光率比光照后上升了5.8%，遮阳系数恢复了约0.05，无光状态下放置5小时后，完全褪色且太阳光透光率恢复到光照前的透明状态，表明该无机光致变色夹胶玻璃具有良好的褪色性能。如图2所示，第100次实验和第1次的数据相差不大，表明该变色玻璃重复性好，具有反复的变色-褪色和节能效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种光致变色玻璃，其特征在于，包括上玻璃层、下玻璃层以及光致变色胶片层，所述光致变色胶片层层叠在所述上玻璃层和下玻璃层之间。

2.如权利要求1所述的光致变色玻璃，其特征在于，所述光致变色胶片层的厚度为0.38～3.04毫米。

3.如权利要求1所述的光致变色玻璃，其特征在于，所述上玻璃层或下玻璃层的厚度均为1.6mm～3.0mm。

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