一种微球智能隔热窗膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微球智能隔热窗膜及其制备方法，包括以下步骤：(1)将纳米二氧化钒颗粒加入到反应釜中，加入溶剂和乙烯基硅烷偶联剂，得到表面接有乙烯基团的纳米二氧化钒颗粒；(2)步骤(1)得到的纳米二氧化钒颗粒与水、十二烷基硫酸钠和正戊醇预乳化；然后将单体与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的1：1混合溶液恒速滴加到反应釜中，并将过硫酸铵的水溶液恒速滴加到反应釜中；滴加完毕后继续保温，冷却后出料干燥，得到二氧化钒纳米微球；(3)将二氧化钒纳米微球与压敏胶共混，然后将其涂布于PET基膜上。本发明专利技术的窗膜可以智能调节室内温度，有效降低空调能源消耗，同时避免因为压敏胶中二氧化钒迁移引起的被贴物表面的污染和损坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于节能环保新材料

技术介绍
现今过渡碳排放的情况越来越严重，随之引起的气候变暖，环境恶化，物种减少，传染病爆发和自然灾害等问题也日趋严重。因此近些年来，《京都议定书》和《联合国气候变化框架公约》等协议书的签订表明节能减排已经作为一个非常严峻的议题被提上日程。在汽车和建筑领域，温度调节所需能耗是巨大的，而入射到汽车和室内热量有70%是通过窗体透过的。根据住房与城乡建设部的统计，2012年中国建筑耗能仅占全社会能耗总量的28%。此外中国单位建筑面积采暖能耗相当于气候条件相近发达国家的2-3倍，如果不采取有力措施，到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上。因此，通过研制新型的智能节能窗，可以有效地降低能耗，减少温室气体的排放，最终达到节能环保的目的，意义重大。智能节能窗可以通过贴合隔热窗膜的方式实现，隔热窗膜多采用VO2薄膜材料。VO2是一种热致相变材料，在高温时呈现金属相，反射红外线，在夏天可减少阳光中红外线给室内带来的热量；在低温时呈现半导体相，透射红外线，在冬天可提高室内的温度。目前，制备V(V&膜的方法主要有三种:a)将VO2纳米粒子固定在窗膜的表面；b)将VO 2纳米粒子掺杂在粒子本体中，直接制膜；c)将VO2纳米粒子与窗膜的压敏胶共混。例如，专利CN 1807321A，“随环境温度自动调光的高效节能涂层玻璃及多层装配玻璃体”通过磁控溅射的方法在玻璃的表面镀上一层含有VO2的涂层，起到夏天遮阳，冬天隔热保暖的目的。专利CN 104385713 A，“温控窗膜及温控窗膜的制作方法”，通过在光谱选择膜的两个侧面上形成掺杂VOJ莫，实现了根据室内温度自动调节红外线透过率的目的，进而提高智能窗膜对红外光线的透过率的控制精度。专利CN 102765224 A，“一种防紫外高隔热窗膜”，由紫外光固化涂料和纳米金属氧化物组成的涂布液涂布后经干燥、固化在窗膜的表面形成一层隔热层，制备工艺简单、紫外光阻隔率高、隔热效率高，可应用于建筑物窗户或汽车车窗。专利CN 103640299 A，“一种共挤双向拉伸功能聚酯智能调光膜及其制备方法”，涉及一种共挤双向拉伸功能聚酯智能调光膜及其制备方法，由3层以上共挤聚酯薄膜复合而成，并至少在其中一层内含有均匀分散的二氧化钒纳米粉体，广泛使用于各种温控智能节能薄膜，节能贴膜与节能玻璃产品。专利CN 102604460 A，“防雾剂组合物及用该组合物形成的防雾隔热窗膜”，由隔热丙烯酸胶粘剂层构成，其是由含隔热物质的混合物料涂覆在第一个透明聚酯膜或透明聚乙烯膜基材的另一个表面上固化后与其他膜进行贴合。起到防雾、隔热、安全兼备的作用。由上可见，近年来关于智能隔热窗膜的报道较多，但是磁控溅射的方法制备工艺复杂，产品成本较高，而共混掺杂的方法又面临隔热纳米粒子与基材相容性差的问题，使用过程中纳米粒子迀移导致使用效果变差，甚至于污染或损坏被贴物。同时，目前大多数报道的注意力集中在对射线的阻隔来降低室内的温度，而忽视了热传导传热带来的影响。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供，通过该方法制备的窗膜，可以避免因为迀移引起的被贴物表面的污染和损坏，具有对红外线的选择性透过/反射作用，同时可以通过微球阻挡室内外的热辐射，从而可有效的降低空调能源损耗。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现:本专利技术的一种微球智能隔热窗膜的制备方法，具体包括以下几个步骤:(I)将I?50份干燥的纳米二氧化钒颗粒加入到反应釜中，并加入10?1000份溶剂和I?50份硅烷偶联剂，在70?100°C下回流搅拌4h，冷却过滤后干燥，得到表面接有乙烯基团的纳米二氧化隹凡颗粒；(2)将I?10份表面接有乙稀基团的纳米二氧化银颗粒与80?1000份去离子水、5?40份十二烷基硫酸钠和I?10份正戊醇在80°C下预乳化0.5h ;然后将10?500份含有双键的单体与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的1:1混合溶液在2h内恒速滴加到反应釜中，同时，将含有0.2?2份过硫酸铵的10?50份水溶液恒速滴加到反应釜中；反应在80°C下进行，滴加完毕后继续保温lh，冷却后出料干燥，得到粒径为100?500nm的二氧化钒纳米微球；(3)将I?10份二氧化钒纳米微球与10?500份压敏胶进行共混，然后将其涂布于PET基膜上，干燥后得到微球智能隔热薄膜。步骤(I)中，所述纳米二氧化钒颗粒为掺杂钨的二氧化钒颗粒、掺杂锆的二氧化钒颗粒和掺杂钛的二氧化钒颗粒中的一种。步骤⑴中，所述溶剂为甲醇、乙醇、甲苯、乙酸乙酯和丙酮中的一种。步骤(I)中，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一种。步骤(I)中，所述纳米二氧化银颗粒的粒径为50?400nm。步骤(2)中，所述含有双键的单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯中的一种。步骤(3)中，所述压敏胶为丙烯酸酯压敏胶、硅压敏胶和聚氨酯压敏胶中的一种。本专利技术的一种微球智能隔热窗膜，根据上述的微球智能隔热窗膜的制备方法制备得到。本专利技术的有益效果如下:本专利技术通过在二氧化钒颗粒的四周聚合一层苯乙烯、甲基丙烯酸酯或丙烯酸正丁酯等高分子材料，即得到二氧化钒纳米微球，从而提高了二氧化钒颗粒与压敏胶基材的相容性，避免因为迀移引起的被贴物表面的污染和损坏。本专利技术以二氧化钒为核，高分子材料为壳的微球，将该微球与压敏胶共混涂布于PET基膜上，除了利用二氧化钒对红外线的选择性透过/反射的作用外，还利用微球所具有的隔热的功能，起到夏天阻挡室外的热辐射和冬天防止室内热量损失的双重效果，可有效的降低空调能源消耗。【附图说明】图1为微球智能隔热窗膜选择性透过和反射红外线及阻挡热辐射起到隔热效果的示意图(夏天)；图2为微球智能隔热窗膜选择性透过和反射红外线及阻挡热辐射起到隔热效果的示意图(冬天)。【具体实施方式】为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本专利技术。本专利技术的机理为:本专利技术在VO2颗粒的四周进行聚合反应，制备一种以VO2为核，高分子聚合物为壳的微球。将该微球与压敏胶共混涂布于PET基膜上，由于VO2具有的智能红外线透过/反射作用和微球颗粒本身的热传导阻碍作用(如图1和图2所示)，从而得到一种微球智能隔热窗膜，可有效的节降空调能源消耗。实施例1:隔热纳米微球的制备:将粒径为50nm的含钨的二氧化钒颗粒在105°C下干燥12h，将10份干燥的含钨的二氧化钒纳米颗粒加入到反应釜中，加入100份甲苯和5份的乙烯基三甲氧基硅烷。在100°C下回流搅拌4h，冷却过滤后干燥，得到表面接有乙烯基团的纳米二氧化钒颗粒。将I份表面接有乙烯基团的纳米二氧化钒颗粒，300份去离子水，边搅拌边加入5份十二烷基硫酸钠(作为乳化剂)和I份正戊醇(作为助乳化剂)于80°C下预乳化0.5h。将30份单体苯乙烯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(作为交联剂)的1:1混合溶液在2h内恒速滴加到反应釜中，同时将含有0.2份过硫酸铵的10份水溶液(作为引发剂)恒速滴加到反应釜中。反应在80°C下进行，滴加完毕后继续保温lh，冷却后出料，得到V02/PS纳米级别核壳结构的微球。通过动态光散射仪(DLS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微球智能隔热窗膜的制备方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤：(1)将1～50份干燥的纳米二氧化钒颗粒加入到反应釜中，并加入10～1000份溶剂和1～50份硅烷偶联剂，在70～100℃下回流搅拌4h，冷却过滤后干燥，得到表面接有乙烯基团的纳米二氧化钒颗粒；(2)将1～10份表面接有乙烯基团的纳米二氧化钒颗粒与80～1000份去离子水、5～40份十二烷基硫酸钠和1～10份正戊醇在80℃下预乳化0.5h；然后将10～500份含有双键的单体与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的1：1混合溶液在2h内恒速滴加到反应釜中，同时，将含有0.2～2份过硫酸铵的10～50份水溶液恒速滴加到反应釜中；反应在80℃下进行，滴加完毕后继续保温1h，冷却后出料干燥，得到粒径为100～500nm的二氧化钒纳米微球；(3)将1～10份二氧化钒纳米微球与10～500份压敏胶进行共混，然后将其涂布于PET基膜上，干燥后得到微球智能隔热薄膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：喻四海，施法宽，杨洋，
申请(专利权)人：昆山博益鑫成高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32