本发明专利技术公开了一种动态彩色低辐射膜，制法及用途，涉及低辐射膜技术领域，其结构由透明基材上至少一个氧化钒相变层和一个反射层构成，动态彩色低辐射膜的至少一个表面的反射色随温度发生可逆的色彩变化。本发明专利技术制备的动态彩色低辐射膜，在展现传统低辐射膜节能效果的同时，还可以根据环境温度显著并可逆地改变自身的反射色彩。将其制备在柔性或刚性的透明基材表面，除获得鲜明的动态装饰效果外，还可用于示温，温度示警等领域。温度示警等领域。
【技术实现步骤摘要】
一种动态彩色低辐射膜，制法及用途
[0001]本专利技术涉及低辐射膜
，具体涉及一种动态彩色低辐射膜，制法及用途。
技术介绍
[0002]人眼对环境的色彩感受非常丰富。例如，我们感受着自然中不断变化的色彩，从春天的艳丽，到夏天的翠浓，以及秋天的金黄，和冬天的雪白。随着人民生活品味的不断提高，我们期盼周围环境更加多彩。
[0003]这种期求可以通过对环境的人为装饰，例如建筑物与汽车的外观，以及室内装潢等，以提供给人们更大的色彩享受。不仅仅限于装饰，在日益发达的日常生活与军事用品中，诸如通过颜色变化给予提示，警告，防伪，以及伪装隐身等，新的需求不断涌现。
[0004]以建筑物为例，例如具有良好节能效率的低辐射节能镀膜玻璃或低辐射柔性节能膜等，可以通过多层镀膜或彩色夹胶等手段，获得不同的彩色装饰效果。遗憾的是，这种色彩通常是固定不变的。也就是说，类似彩色油漆，一旦刷上，便无法改变其固定发色。类似地，这种固定不变的色彩，是无法应用在提示，警告，防伪，伪装及隐身等领域。这类领域迫切需要动态可逆的色彩变化。
[0005]二氧化钒(VO2)是一种特殊物质，具有在室温附近发生绝缘体
‑
金属可逆相变的宝贵特性，并伴随光电磁学等物理性能的巨大变化。例如，其光学性能在相变时由低温状态下的高透过转变为高温状态下的高反射。利用这种温控可逆的光学变化，将其制备成为薄膜，即可作为温控智能节能窗，夏天阻隔红外线，冬天透过红外线，无需人为操控或附加设备，就可实现对日射的自动调控，促进冬暖夏凉。
[0006]而且，尽管纯粹的VO2晶体相变温度为68℃，研究表明，通过金属或非金属对其进行元素掺杂，可以在相当大的范围内上下调节其相变温度，满足不同需求。
[0007]但是，VO2对可见光短波段的强烈吸收使其呈现黄色透过色。并且，由于相变前后物质在可见光波段的光学常数变化极小，因而在相变时并无明显的视觉效果。这种瑕疵大大地限制了其作为节能窗的应用。专利CN113683314A公开了一种低辐射膜、镀膜玻璃及其制备方法，其具备透过色中性，耐高温，遮阳性，耐磨性，抗氧化性好的优点，但是，其不具备动态反射效果。
[0008]针对日益变化的市场需求和现有技术的不足，本专利技术聚焦最具有环境装饰效果的物体表面反射色彩，专利技术了一种新的动态彩色膜，在最大限度发挥二氧化钒可见光领域光学常数差值的同时，通过在下层设置一个反射层并优化整体结构，强化色彩并将相变前后的色差增加至人眼视觉可以充分感知的程度，从而提供了鲜明装饰色彩及其动态可逆变化，为材料在诸多领域的应用奠定了基础。
[0009]至此，本专利技术提供了一种崭新的动态彩色低辐射膜，在展现传统低辐射膜节能效果的同时，还可以根据环境温度显著并可逆地改变自身的反射色彩。将其制备在柔性或刚性的透明基材表面，除获得鲜明的动态装饰效果外，还可用于示温，温度示警等领域。
技术实现思路
[0010]本申请通过提供一种动态彩色低辐射膜，制法及用途，解决现有技术中辐射膜相变前后无明显的视觉效果，限制其作为节能窗的应用的问题。提供一种崭新的动态彩色低辐射膜，在展现传统低辐射膜节能效果的同时，还可以根据环境温度显著并可逆地改变自身的反射色彩。将其制备在柔性或刚性的透明基材表面，除获得鲜明的动态装饰效果外，还可用于示温，温度示警等领域。
[0011]本专利技术提供了一种动态彩色低辐射膜，其结构包括透明基材层，反射层和氧化钒相变层，动态彩色低辐射膜的至少一个表面的反射色随温度发生可逆的色彩变化。
[0012]申请人在实验过程中利用氧化钒相变层的可逆相变，实现了使得低温辐射膜具有动态彩色的功能。并且，申请人通过进一步设置一个反射层进一步扩大相变时的反射色差至人眼清晰可辨，最终得以实现低辐射膜的动态色彩变化。
[0013]物质表面由于对可见光不同波长的选择性反射而呈现不同视觉色彩，可以通过视网膜色感三刺激值在不同色度坐标上表示。工业界在对各种镀膜材料的评价标准中引入了“色差”标准，以衡量镀膜的均匀性，但对人为所需具有正面(positive)效应的镀膜“色差”，迄今并无提及。在本专利技术中，我们运用逆向思维，创造性地引入了“色差”概念，并巧妙地利用了工业界CIELAB色差国际标准进行了评价，公式为ΔE*＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
，其中ΔE*为本专利技术动态彩色低辐射膜在高低温状态下的反射色差，ΔL*为两者明度指数之差，Δa*和Δb*为色品指数之差。根据我国镀膜玻璃国家标准(GB/T 18915.1—2013《镀膜玻璃》)的规定，镀膜玻璃的颜色均匀性用CIELAB均匀色空间的色差表示，其值应≤2.5。也就是说，当ΔE*超过2.5时，物体将发生视觉可辨的色彩变化。
[0014]当然，作为具有装饰或示温或示警功能的动态彩色膜，数值约为2.5的ΔE*色差变化远远不够。因此，需要获得更加鲜明的色彩动态变化，即大得多的动态色差值，才能实现我们所期待的视觉变化效应。本申请中制备的动态彩色低辐射膜高低温状态下的反射色总色差最少大于等于10.0。因此，可以保证明显的视觉可辨的色彩变化，制备的动态彩色低辐射膜便具有利用反射色的动态变化示温或温度示警功能，可以很清楚的反应出视觉色彩上的不同。
[0015]作为一种优选的技术方案，所述的透明基材层包括柔性或/和刚性透明基材。优选的，所述的透明基材层包括各种玻璃或透明高分子膜如PI等。对本专利技术中的基材选择不应有任何限制，只要在所述透明基材上能够形成本专利技术所述膜层结构并产生所述动态色彩变化均可。
[0016]作为一种优选的技术方案，所述的氧化钒相变层为二氧化钒，包括低价态或高价态金属元素掺杂二氧化钒。
[0017]纯粹的二氧化钒相变温度为68℃，相变温度可以通过元素掺杂等手段上下调节。优选的，所述低价态金属元素包括Ti，Al；所述高价态金属元素包括W，Ta，Mo，Nb中的至少一种；
[0018]通过元素掺杂等手段上下调节相变温度，这是因为，掺杂Ti，Al等低价态元素可以提高其相变温度，例如，通过钛掺杂可将相变温度提升至85℃附近；掺杂W，Ta，Mo，Nb等高价态元素则可降低其相变温度，例如，通过钨掺杂可将相变温度降低至冰点附近。
[0019]作为一种优选的技术方案，所述的氧化钒相变层的相变温度范围为20℃～90℃。
优选的，所述的氧化钒相变层的相变温度范围为20℃～85℃。进一步优选的，所述的氧化钒相变层的相变温度范围为20℃～80℃。
[0020]作为一种优选的技术方案，所述的反射层为贵金属膜和透明介质膜构成的多层膜。优选的，所述的贵金属包括Ag及其合金。所述层数不做限定，可实现技术效果均可。所述透明介质膜为TiO2，ZrO2中的一种。
[0021]本专利技术优先考虑使用了贵金属Ag与透明介质膜的多层膜作为本专利技术中的反射层，这种结构非常类似通常的单银，双银或多银的低辐射膜。多次实践表明，通过精密的光学优化设计与精准的镀膜工艺，可以在获得足够的动态色彩变化的同时，保持较低本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种动态彩色低辐射膜，其特征在于，其结构包括透明基材层，反射层和氧化钒相变层，动态彩色低辐射膜的至少一个表面的反射色随温度发生可逆的色彩变化。2.如权利要求1所述的一种动态彩色低辐射膜，其特征在于，所述的透明基材层包括柔性或/和刚性透明基材。3.如权利要求1所述的一种动态彩色低辐射膜，其特征在于，所述的氧化钒相变层为二氧化钒，包括低价态或高价态金属元素掺杂二氧化钒。4.如权利要求3所述的一种动态彩色低辐射膜，其特征在于，所述低价态金属元素包括Ti，Al中的至少一种，所述高价态金属元素包括W，Ta，Mo，Nb中的至少一种。5.如权利要求3所述的一种动态彩色低辐射膜，其特征在于，所述的氧化钒相变层的相变温度范围为20℃～90℃。6.如权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：金平实，罗宏杰，孙光耀，
申请(专利权)人：长三角先进材料研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。