一种智能调光节能夹层玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种智能调光节能夹层玻璃及其制备方法。所述智能调光节能夹层玻璃包括：第一玻璃层和第二玻璃层；所述第一玻璃层和第二玻璃层之间设有至少一组粘结胶层和智能调光层的复合结构；所述智能调光层为随温度变化而具有对太阳能或红外辐射调节的相变功能的膜；所述智能调光层是由具有相变特性的氧化钒材料复合在柔性基板上形成的；所述柔性基板复合有氧化钒材料的一侧是具有粘结性的，柔性基板的另一侧是不具有粘结性的；所述粘结胶层粘贴于柔性基板的不具有粘结性的一侧。该夹层玻璃具有制备简易、成本低、成品率高、调节红外线辐射效果好等优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及建筑节能领域，具体涉及以一种具有智能调光作用的夹层玻璃。
技术介绍
夹层玻璃的结构通常为在两块无机玻璃板之间夹有树脂胶片，树脂胶片起到将两块无机玻璃板粘合的作用。夹层玻璃与普通的单片玻璃板相比，其耐冲击性更为优越，玻璃破损不容易造成人身伤害。因此夹层玻璃作为要求安全感或安全性的窗玻璃使用。结合各种树脂胶片，夹层玻璃可以实现玻璃复合体的降低噪音、提升隔热效果的优越性能。夹层玻璃具有如上所述诸多优越性，因而被广泛应用于汽车、飞机、轨道列车以及建筑门窗等。常见的夹层玻璃是通过透明的PVB胶片将两片玻璃粘结形成，但是PVB胶片对太阳能辐射以及其它红外辐射等热效应基本无明显的阻挡作用，这不适应于要求户内环境舒适性高、建筑节能减排等目标。现有技术中也有采用结合红外线反射膜的玻璃产品，但是这样的产品不具有随不同的户外环境温度而对红外线辐射作出调整的作用，即冬季的时候玻璃也会对户外的红外线反射而导致户内温度也非常低。二氧化钒是一种具有相变特性的金属氧化物，其相变温度为68℃，相变前后结构的变化导致其产生对红外光线由透射向反射的可逆转变。因此，近年来被广泛研究及应用于智能控温薄膜领域，并将其应用于制造节能玻璃中。复合有二氧化钒的玻璃在户外低温环境下能让更多的太阳能辐射进入户内环境空间，提升户内环境温度、降低供暖成本；在户外高温环境下能够阻隔太阳能热辐射进入户内环境空间，能降低户内环境温度、降低制冷成本。而且复合有二氧化钒的玻璃不会产生二次热辐射等问题。但目前，将功能性膜应用在玻璃上的制作方法，大部分是通过磁控溅射技术实现的，如CN101821093A的专利文献中公布了一种具有红外反射功能的夹层玻璃，其功能膜层是采用溅射方法制备的包含金属膜在内的复合膜层。通过磁控溅射技术制备功能性玻璃，其成本比较高，工艺较复杂。也有通过将功能性膜与热塑性树脂层复合，配置在夹层玻璃种，形成具备功能性的夹层玻璃。如CN104470869A的专利文献公开了一种夹层玻璃的结构，该文献中将红外线反射膜的双侧均复合了热塑性树脂的粘结层，从而使红外线反射膜粘贴在夹层玻璃中间，形成具有红外线反射功能的夹层玻璃。这样的产品也存在对制作工艺的要求也比较高，经济效益低的问题。在现有技术的基础上，本专利技术提出一种利用二氧化钒的相变特性制备成的夹层玻璃，而且其结构和制备方法更简易、更具经济效益。
技术实现思路
本专利技术提出一种随着环境温度变化具有调节太阳能辐射强度或红外辐射射线功能的智能调光夹层玻璃，该夹层玻璃具有低成本、制备方法简易的优点。本专利技术所提供的调光夹层玻璃采用如下技术方案：一种智能调光节能夹层玻璃，包括第一玻璃层和第二玻璃层；所述第一玻璃层和第二玻璃层之间设有至少一组粘结胶层和智能调光层的复合结构；所述智能调光层为随温度变化而具有对太阳能或红外辐射调节的相变功能的膜；所述智能调光层是由具有相变特性的氧化钒材料与具有胶黏性的相溶物质相混合后涂覆在柔性基板上形成的；所述柔性基板复合有氧化钒材料的一侧是具有粘结性的，柔性基板的另一侧是不具有粘结性的；所述粘结胶层粘贴于柔性基板的不具有粘结性的一侧。所述智能调光层是由具有相变特性的氧化钒材料与具有胶黏性的相溶物质相混合后涂覆在柔性基板上形成的，确切地说，是指能够与氧化钒纳米粉体相容且均匀分散粉体的胶黏剂、增塑剂、乙酸乙酯等有机溶剂或树脂的混合物质，与所述氧化钒材料混合后呈现出液态的特性，再涂覆于柔性基板上。因此智能调光层涂覆有氧化钒材料的一侧是具有粘结性的。本专利技术所述的智能调光层，是起到对太阳能或红外辐射条件功能的膜层，其主要的功能性材料为氧化钒，尤其是平均原子比在V：O＝1：2附近的氧化钒材料，特别是二氧化钒。二氧化钒的相变温度在68℃，通过掺杂剂的作用可以实现相变温度在20℃至68℃之间的调控，使之更能够适应实际的环境需求。当环境温度低于智能调光层的相变温度时候，智能调光层中的氧化钒材料呈现半导体相，能够通过太阳能或红外辐射射线；当环境温度高于智能调光层的相变温度时候，智能调光层中的氧化钒材料呈现金属特性能够阻隔太阳能或红外辐射射线的通过，尤其是对红外波段具有明显的反射能力。本专利技术中，所述的智能调光层是由所述的氧化钒材料、以纳米粉体的形式、均匀分散到增塑剂里后涂覆于柔性基板上而形成的。进一步地，所述的氧化钒材料形成纳米粉体后，优选被贵金属和/或抗氧化材料包覆后，分散到增塑剂中并涂覆于柔性基板上，从而形成所述的智能调光层。所述形成智能调光层的氧化钒材料优选为含有二氧化钒的氧化钒复合物。由于纯的二氧化钒的相变温度为68℃，而为了能够更好的获得节能门窗的应用，并且结合人类生活的环境温度条件，则需要将氧化钒材料的相变温度进一步的降低，以便增加该材料应用的环境适应性。因此，本专利技术中优选通过在所述的氧化钒材料中掺杂可降低氧化钒相变温度的金属和/或非金属元素。如可掺杂H、F、W、Nb、Mo元素中的一种或几种，其中W元素为掺杂后可较好地调控氧化钒材料相变温度的元素。不同的元素掺杂量可使其相变温度的调控程度有所不同，如掺杂1mol的W元素则可以降低氧化钒材料相变温度约至20℃。为了进一步的改善氧化钒材料的光热学性能，其掺杂元素也可以选择一些能够改善其光透过率的元素，如掺杂Zn、Mg以及碱土金属元素(如Ca)等，能够降低材料土黄色的颜色。具体而言，为了达到不同的光学、热学性能，可以掺一种或多种元素进行相变温度或其它特性的调控。通过上述的手段，在所述氧化钒材料中掺杂可降低其相变温度的元素，调节使智能调光层的相变温度更适合于具体的使用环境中，本专利技术所述的智能调光层的相变温度优选在20℃～68℃之间。通过研究试验，掺杂W元素可以将氧化钒材料的相变温度调控低于40℃，甚至低于25℃。据相关研究表明氧化钒材料通过掺杂后其相变温度相关的热滞曲线特性变差，在热滞曲线上表现为氧化钒材料随着温度的增加或降低对于光线的调控效果不明显。简言之，热滞曲线宽度太宽，尤其针对升温阶段的相变过程。虽然相变温度可能较低，但是由于热滞曲线宽度因素的影响，则智能调光夹层玻璃在可以达到的温度环境内虽然发生相变，但是相变并不彻底或者实际的相变调解率明显降低。如按现有技术制备的一种智能调光夹层玻璃，其温度增加过程，在30℃开始发生相变，结果70℃才完全发生相变，其测定的相变温度为45℃。应用环境温度一般能够达到55℃，结果由于热滞曲宽度太宽的影响导致在该温度点相变可能仅为完全发生相变的调节率的60％。因此为了进一步获得高性能的智能调光夹层玻璃，在相变温度参数控制的基础上，本专利技术通过工艺以及材料特性的改善，通过相变截止温度参数与相变太阳能透过调节率联动控制。即智能调光层的温度达到50℃时，1500nm波长处的光透过调节率(△T1)大于完全相变时的光透过调节率(△T)总量的85％；进一步智能调光层的温度达到40℃时，1500nm波长处的光透过调节率(△T1)大于完全相变时的光透过调节率(△T)总量的85％。此处1500nm并非作为本专利技术的限定，仅在于在1500nm波长附近智能调光层发生相变前后的光透过率变化幅度较大，而在其它位置变化值较小，故选择在1500nm波长处作为测量值，能够减小测量误差。所谓的光透过调节率(△T1)是指，智能调光层未开始相变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能调光节能夹层玻璃，包括第一玻璃层和第二玻璃层；其特征在于：所述第一玻璃层和第二玻璃层之间设有至少一组粘结胶层和智能调光层的复合结构；所述智能调光层为随温度变化而具有对太阳能或红外辐射调节的相变功能的膜；所述智能调光层是由具有相变特性的氧化钒材料与具有胶黏性的相溶物质相混合后涂覆在柔性基板上形成的；所述柔性基板复合有氧化钒材料的一侧是具有粘结性的，柔性基板的另一侧是不具有粘结性的；所述粘结胶层粘贴于柔性基板的不具有粘结性的一侧。

【技术特征摘要】
1.一种智能调光节能夹层玻璃，包括第一玻璃层和第二玻璃层；其特征在于：所述第一玻璃层和第二玻璃层之间设有至少一组粘结胶层和智能调光层的复合结构；所述智能调光层为随温度变化而具有对太阳能或红外辐射调节的相变功能的膜；所述智能调光层是由具有相变特性的氧化钒材料与具有胶黏性的相溶物质相混合后涂覆在柔性基板上形成的；所述柔性基板复合有氧化钒材料的一侧是具有粘结性的，柔性基板的另一侧是不具有粘结性的；所述粘结胶层粘贴于柔性基板的不具有粘结性的一侧。2.根据权利要求1所述的一种智能调光节能夹层玻璃，其特征在于：所述形成智能调光层的氧化钒材料为V：O原子比接近于1:2的具有相变特性的多价态的混合物。3.根据权利要求1所述的一种智能调光节能夹层玻璃，其特征在于：所述形成智能调光层的氧化钒材料中含有降低氧化钒相变温度的元素，所述降低氧化钒相变温度的元素包括H、F、W、Mo、Nb、Zn、碱土金属元素中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的一种智能调光节能夹层玻璃，其特征在于：所述智能调光层的相变温度低于45℃。5.根据权利要求1所述的一种智能调光节能夹层玻璃，其特征在于：所述氧化钒材料形成纳米粉体后，被贵金属和/或抗氧化材料包覆后，分散到增塑剂中并涂覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐刚，肖秀娣，詹勇军，程浩亮，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44