一种二氧化钒基荧光复合材料及其应用制造技术

技术编号:20350817 阅读:53 留言:0更新日期:2019-02-16 11:53
本发明专利技术涉及一种二氧化钒基荧光复合材料及其应用,所述二氧化钒基荧光复合材料包括二氧化钒基热致变色材料和吸收紫外线发射蓝光的荧光材料,所述二氧化钒基热致变色材料和吸收紫外线发射蓝光的荧光材料的质量比为1:(0.1~10),优选为2:1~1:2。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化钒基荧光复合材料及其应用
本专利技术涉及一种二氧化钒基荧光复合材料及其应用,特别涉及二氧化钒基热致变色材料薄膜透光率及颜色,属于薄膜透光率及颜色调节

技术介绍
全球能源短缺问题日益严重,过度碳排放引起环境日益恶化,节能减排已成为当前各国的首要任务。据估计,建筑能耗占社会总能耗的1/3以上,因此,推进建筑节能是节能减排、实现可持续发展的重点措施之一。建筑能耗中很大部分用于空调,而玻璃窗作为建筑与外界进行热交换的主要通道,成为空调能源流失的主要途径。因此,使用各种类型的节能窗,能有效地降低能耗,达到节能环保的目的。现有市场节能窗主流产品为低辐射(Low-E)玻璃和热反射玻璃等,由于技术成熟,价格便宜,隔热性能良好,被广泛应用于建筑节能。但上述节能窗光学性能不能因季节变化和人为需求改变,难以适应我国大多数冬寒夏热地区的节能需求以及人们对居住环境舒适程度越来越高的要求。于是,被称为“智能节能窗”的新节能产品便应运而生,将成为继Low-E后新一代节能玻璃产品。智能节能窗使用光学性能可变的致变色材料,利用其对各种物理刺激产生的透反射性能等变化,达到室内环境光热的可控调节目的。显然,智能节能窗可适应绝大部分地区和不同气候条件的需求,也使室内居住环境对人更加适宜。根据物理刺激种类与变色机理,有电致变色,气致变色,光致变色,热致变色等多个种类的智能节能窗。在各种类型的智能节能窗中,利用二氧化钒室温附近的半导体-金属可逆相变原理研制的热致变色节能窗,具有结构简单,材料用量少,完全不用开关或人工能源控制就能顺应环境温度变化而实现自动光热调控等显著优点,在各国获得重视并相继研发。其中,使用纳米二氧化钒的温控智能节能贴膜技术已率先在我国获得突破,制备出的二氧化钒基温控智能节能贴膜即将投放市场。但是,作为上述技术的主要专利技术者,同时注意到上述二氧化钒温控智能节能窗依然存在以下若干不足:(1)对日射红外波段具有较高的调节幅度,但对占日射总能量50%的可见光波段几乎不具有调节作用,其结果降低了总日射调节率;(2)由于在可见光波段不具有明显的调节作用,无法利用这种调节产生足够的视觉变化,从而无助于对顾客进行强有力的调节效果演示,对产品的宣传和推广造成决定性的不良影响;(3)对短波段可见光具有强烈的吸收效应,导致薄膜黄色显色。迄今尚无成熟技术从根本上解决上述若干问题。专利1(中国公开号CN106443854A)公开了一种量子点膜,其包括二氧化硅层、二氧化钒层以及量子点层,该膜通过电子间的相互作用,一方面具有吸收蓝光的作用,另一方面具有反射蓝光的作用。其量子点层采用静电吸附的方法制备,二氧化钒层采用真空蒸镀的方法制备,静电吸附制备的膜层结合力弱,真空蒸镀成本高,工业化生产困难。而且,其所用量子点为吸收蓝光发射出其他颜色的可见光,这对于屏幕视图效果也会产生一定不利影响。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术首次采用荧光材料与二氧化钒基热致变色材料形成复合材料,并利用其提供了一种二氧化钒基荧光复合膜及其制备方法。第一方面,本专利技术提供了一种二氧化钒基荧光复合材料,包括二氧化钒基热致变色材料和吸收紫外线发射蓝光的荧光材料,所述二氧化钒基热致变色材料和吸收紫外线发射蓝光的荧光材料的质量比为1:(0.1~10),优选为2:1~1:2。本专利技术利用太阳光中的紫外光激发荧光材料发出蓝光(其中,吸收紫外线发射蓝光已经对其粒径进行了限制说明),一方面补充二氧化钒基热致变色材料在蓝光区的吸收,实现二氧化钒基膜的补色,提高其可见光透过率,另一方面阻隔(吸收)紫外线,提高二氧化钒基膜的抗紫外性能。若二氧化钒基热致变色材料含量低,则所得复合膜在红外区能量调节率过低,不便使用;若吸收紫外线发射蓝光的荧光材料含量较低,则发光效果不明显,达不到补色和阻隔紫外线的效果不明显。较佳地,所述二氧化钒基热致变色材料为二氧化钒,优选为金红石相二氧化钒或/和单斜相二氧化钒;所述二氧化钒基热致变色材料的粒径为10nm~10μm,优选为20~80nm。较佳地,所述吸收紫外线发射蓝光的荧光材料为荧光增白剂OB、量子点、具有核壳结构的量子点中的至少一种,优选为ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgTe、GaN、GaAs、InP、InAs、CdSe@ZnS核壳量子点(CdSe包覆ZnS形成的核壳量子点)中的至少一种。第二方面,本专利技术提供了一种二氧化钒基荧光复合膜,所述二氧化钒基荧光复合膜为含有上述二氧化钒基荧光复合材料形成的有机聚合物复合膜。较佳地,所述二氧化钒基热致变色材料和有机聚合物的质量比为1:(1~100),优选为1:(3~50)。较佳地,所述二氧化钒基荧光复合膜的厚度为1~200μm。较佳地,所述有机聚合物为碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物中的至少一种,优选为聚晶树脂、有机硅树脂、聚丙烯酸树脂、聚乙二醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂和聚乙烯醇树脂中的至少一种。第三方面,本专利技术还提供了一种二氧化钒基荧光复合膜,包括依次形成在衬底表面的含有二氧化钒基热致变色材料的有机聚合物膜和含有吸收紫外线发射蓝光的荧光材料(荧光材料)的有机聚合物膜。本专利技术中的分层结构为有机聚合物树脂的界面,界面上的二氧化钒材料和荧光材料无良好接触,故不会产生电子间的相互作用(或非常微弱)。且本专利技术中二氧化钒基热致变色材料和荧光材料均有吸收紫外线的能力,二者为竞争关系,形成两层复合膜可使太阳光先通过荧光材料,从而转化为蓝光,只有极少量(<1%)的紫外线能到达二氧化钒膜层,从而荧光补色效果和紫外防护效果更加明显,其膜的透光率得到很大的提高。较佳地,所述二氧化钒基热致变色材料和吸收紫外线发射蓝光的荧光材料的质量比为1:(0.1~10),优选为2:1~1:2。较佳地,所述含有二氧化钒基热致变色材料的有机聚合物膜中氧化钒基热致变色材料和有机聚合物的质量比为1:(1~100),优选为1:(3~50);所述含有吸收紫外线发射蓝光的荧光材料的有机聚合物膜中荧光材料和有机聚合物的质量比为1:(1~100),优选为1:(2~10)。较佳地,所述含有二氧化钒基热致变色材料的有机聚合物膜或含有吸收紫外线发射蓝光的荧光材料的有机聚合物膜的厚度为1~100μm。较佳地,所述有机聚合物为碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物中的至少一种,优选为聚晶树脂、有机硅树脂、聚丙烯酸树脂、聚乙二醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂和聚乙烯醇树脂中的至少一种。较佳地,所述二氧化钒基热致变色材料为二氧化钒;优选地,所述二氧化钒为金红石相或/和单斜相二氧化钒。较佳地,所述二氧化钒基热致变色材料的粒径为10nm~10μm,优选为20~80nm。较佳地,所述吸收紫外线发射蓝光的荧光材料为荧光增白剂OB、量子点、具有核壳结构的量子点中的至少一种,优选为ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgTe、GaN、GaAs、InP、InAs、CdSe@ZnS核壳量子点中的至少一种。较佳地,所述有机聚合物为碳链聚合物、杂链聚合物、元素有机聚合物中的至少一种,优选为聚晶树脂、有机硅树脂、聚丙烯酸树脂、聚乙二醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂和聚乙烯醇树脂中的至少一种。第四方面,本专利技术还提供了一种根据上述的二氧化钒基荧光复合本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种二氧化钒基荧光复合材料,其特征在于,包括二氧化钒基热致变色材料和吸收紫外线发射蓝光的荧光材料,所述二氧化钒基热致变色材料和吸收紫外线发射蓝光的荧光材料的质量比为1:(0.1~10),优选为2:1~1:2。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化钒基荧光复合材料,其特征在于,包括二氧化钒基热致变色材料和吸收紫外线发射蓝光的荧光材料,所述二氧化钒基热致变色材料和吸收紫外线发射蓝光的荧光材料的质量比为1:(0.1~10),优选为2:1~1:2。2.根据权利要求1所述的二氧化钒基荧光复合材料,其特征在于,所述二氧化钒基热致变色材料为二氧化钒,优选为金红石相二氧化钒或/和单斜相二氧化钒;所述二氧化钒基热致变色材料的粒径为10nm~10μm,优选为20~80nm。3.根据权利要求1或2所述的二氧化钒基荧光复合材料,其特征在于,所述吸收紫外线发射蓝光的荧光材料为荧光增白剂OB、量子点、具有核壳结构的量子点中的至少一种,优选为ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgTe、GaN、GaAs、InP、InAs、CdSe@ZnS核壳量子点中的至少一种。4.一种二氧化钒基荧光复合膜,其特征在于,所述二氧化钒基荧光复合膜为含有权利要求1-3中任一项所述的二氧化钒基荧光复合材料形成的有机聚合物复合膜。5.根据权利要求4所述的二氧化钒基荧光复合膜,其特征在于,所述二氧化钒基热致变色材料和有机聚合物的质量比为1:(1~100),优选为1:(3~50)。6.根据权利要求4或5所述的二氧化钒基荧光复合膜,其特征在于,所述二氧化钒基荧光复合膜的厚度为1~200μm。7.一种二氧化钒基荧光复合膜,其特征在于,包括依次形成在衬底表面的含有二氧化钒基热致变色材料的有机聚合物膜和含有吸收紫外线发射蓝光的荧光材料的有机聚合物膜。8.根据权利要求7所述的二氧化钒基荧光复合膜,其特征在于,所述含有二氧化钒基热致变色...

【专利技术属性】
技术研发人员:纪士东赵书文金平实黄爱彬周奕杰
申请(专利权)人:中国科学院上海硅酸盐研究所
类型:发明
国别省市:上海,31

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