嵌段共聚物、热响应调光器件及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种嵌段共聚物、热响应调光器件及其制备方法和应用。嵌段共聚物包括高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物和低临界溶解温度的非离子型高分子聚合物共聚得到；其中，所述高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物的热响应温度值小于低临界溶解温度的非离子型高分子聚合物的热响应温度值。能够保证嵌段共聚物在高临界溶解温度以下和低临界溶解温度以上均不透明，只有在高临界溶解温度以上和低临界溶解温度以下的环境温度区间内透明可见。这样，便于低温下室内加热时保温、减少散热，高温时阻止室外热辐射透过、减少加热。其可以用于智能窗中。以用于智能窗中。以用于智能窗中。

【技术实现步骤摘要】
嵌段共聚物、热响应调光器件及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其是涉及一种嵌段共聚物、热响应调光器件及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]智能窗是一种可以根据外界条件的变化对自身的透光率、颜色等光学性质做出适应性改变的光学器件。并且可以进一步根据外界条件的变化，调节室内的采光和温度。智能窗根据其调节的机理不同可以分为三类：热致变色智能窗、电响应智能窗和电致变色智能窗。其中，电响应智能窗存在电响应时间长、驱动电压高等缺陷造成较大的能量损耗，以及电能—热能转换导致对室内温度控制较困难。电致变色智能窗通常使用金属化合物等电致变色材料，不仅提高了制造成本，还容易造成金属污染、高能耗及回收困难等环境危害。相比之下，热致变色智能窗由于其材料成本低、响应速率快、无需能耗等优点称为新一代智能窗的理想选择。然而，目前的热响应智能窗一般响应温度值可调范围有限，更无法实现适宜温度区间的设定，导致其实际应用受限。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术第一方面提出一种嵌段共聚物。
[0004]本专利技术第二方面还提供一种热响应调光器件。
[0005]本专利技术第三方面还提供一种热响应调光器件的制备方法。
[0006]本专利技术第四方面还提供一种热响应调光器件的应用。
[0007]根据本专利技术的第一方面实施例的提供一种嵌段共聚物，所述嵌段共聚物包括高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物和低临界溶解温度的非离子型高分子聚合物共聚得到；
[0008]其中，所述高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物的热响应温度值小于低临界溶解温度的非离子型高分子聚合物的热响应温度值。
[0009]根据本专利技术实施例的嵌段共聚物，至少具有如下有益效果：
[0010]本专利技术选择了非离子型高分子聚合物，避免使用离子型高分子聚合物，这是因为如果是离子型高分子聚合物，除了环境温度外，还容易受环境离子种类、浓度和分布的影响，不能精确调控。
[0011]另一方面，限定高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物的热响应温度值小于低临界溶解温度的非离子型高分子聚合物的热响应温度值，能够保证嵌段共聚物在高临界溶解温度以下和低临界溶解温度以上均不透明，只有在高临界溶解温度以上和低临界溶解温度以下的环境温度区间内透明可见。这样，便于低温下室内加热时保温、减少散热，高温时阻止室外热辐射透过、减少加热。
[0012]需要说明的是，所述热响应温度值为非离子型高分子聚合物溶液或凝胶在加热过
程中的可见光透光率达到50％时的对应温度值。
[0013]“低临界溶解温度”是指温度
‑
浓度图中相分离曲线的最低点。
[0014]“高临界溶解温度”是指温度
‑
浓度图中相分离曲线的最高点。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物和低临界溶解温度的非离子型高分子聚合物的质量比为1：(1～2)。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物的热响应温度值为10℃～30℃。由此，可以调控温度至最适宜的室内温度区间。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物选自聚(丙烯腈
‑
co
‑
丙烯酰胺)无规共聚物、聚丙烯酸尿嘧啶酯、聚N
‑
丙烯酰甘氨脒、聚N
‑
丙烯酰天冬酰胺、聚N
‑
丙烯酰谷氨酰胺、聚甲基丙烯酰天冬酰胺、聚(丙烯酸丁酯
‑
co
‑
N
‑
丙烯酰胺甘氨酰胺)或聚(苯乙烯
‑
co
‑
N
‑
丙烯酰胺甘氨酰胺)中的至少一种或多种。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述低临界溶解温度的非离子型高分子聚合物选自聚(N
‑
异丙基丙烯酰胺)均聚物、聚N,N
‑
二乙基丙烯酰胺、聚甲基乙烯醚、聚N
‑
乙烯己内酰胺中的至少一种或多种。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述聚(丙烯腈
‑
co
‑
丙烯酰胺)无规共聚物中丙烯腈单体和丙烯酰胺单体的摩尔比为1：1～3。
[0020]本专利技术通过控制聚(丙烯腈
‑
co
‑
丙烯酰胺)无规共聚物中丙烯腈单体和丙烯酰胺单体的摩尔比来调控响应温度值和响应温度区间。进一步地，当丙烯腈单体和丙烯酰胺单体的摩尔比为1：1～3时，热响应温度区间更好。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述嵌段共聚物通过可逆加成片段链转移(Reversible addition
‑
fragmentation chain transfer，RAFT)聚合反应制备得到。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述RAFT聚合所用的有机溶剂为N N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述RAFT聚合的温度为50℃～80℃。
[0024]本专利技术的第二方面实施例提供一种热响应调光器件，包括相对设置的第一透光基板和第二透光基板，所述第一透光基板和第二透光基板之间封装形成调光区，所述调光区内包括上述所述的嵌段共聚物和极性溶剂。
[0025]根据本专利技术实施例的热响应调光器件，至少具有如下有益效果：
[0026]选择本专利技术的嵌段共聚物能够对响应温度值和响应温度区间的精确调控，进而有效实现对热响应调光器件的响应温度的精确调控，该热响应调光器件无需额外能源供给与调控，完全依靠嵌段共聚物自身的热响应性来改变其溶液或凝胶的可见光透过率，具有良好的响应性、可恢复性、稳定性和低能耗等显著优点。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，所述嵌段共聚物的浓度≥1mg/mL。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，所述第一透光基板和所述第二透光基板独立地包括有机玻璃、玻璃、硅片或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
[0029]根据本专利技术的一些实施例，所述第一透光基板和所述第二透光基板的间距为1mm～2mm。
[0030]本专利技术第三方面提供一种热响应调光器件的制备方法，包括如下步骤：
[0031]S1、将第一透光基板和第二透光基板固化封装形成调光区；
[0032]S2、将嵌段共聚物与极性溶剂负压填充进入调光区，即得热响应调光器件。
[0033]本专利技术第四方面提供上述所述的调光器件在智能窗中的应用。
[0034]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
附图说明
[0035]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种嵌段共聚物，其特征在于，所述嵌段共聚物包括高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物和低临界溶解温度的非离子型高分子聚合物共聚得到；其中，所述高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物的热响应温度值小于低临界溶解温度的非离子型高分子聚合物的热响应温度值。2.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物和低临界溶解温度的非离子型高分子聚合物的质量比为1：(1～2)。3.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物的热响应温度值为10℃～30℃。4.根据权利要求1或2所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述高临界溶解温度的非离子型高分子聚合物选自聚(丙烯腈
‑
co
‑
丙烯酰胺)无规共聚物、聚丙烯酸尿嘧啶酯、聚N
‑
丙烯酰甘氨脒、聚N
‑
丙烯酰天冬酰胺、聚N
‑
丙烯酰谷氨酰胺、聚甲基丙烯酰天冬酰胺、聚(丙烯酸丁酯
‑
co
‑
N
‑
丙烯酰胺甘氨酰胺)或聚(苯乙烯
‑
co
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李皓，刘锐东，王耀，周国富，
申请(专利权)人：深圳市国华光电科技有限公司深圳市国华光电研究院，
类型：发明
国别省市：