一种低电压驱动的智能动态调光膜及其制备方法技术

本申请涉及调光膜技术领域，具体公开了一种低电压驱动的智能动态调光膜及其制备方法。低电压驱动的智能动态调光膜包括透明基板、透明电极和电泳介质层，透明电极镀在透明基板的一侧，透明电极通过胶粘剂与电泳介质层粘接，电泳介质层的组分包括电泳粒子微胶囊和黏合剂，电泳粒子微胶囊用于储存内部相，内部相的组分包括电泳粒子、电荷控制剂、稳定剂和分散流动相，稳定剂的组分包括聚异丁烯丁二酰亚胺。本申请利用聚异丁烯丁二酰亚胺增大囊壁内表面的空间位阻，阻碍了电泳粒子在囊壁内表面的团聚，在低电压驱动下增大了调光膜的透光率调节范围。调节范围。

【技术实现步骤摘要】
一种低电压驱动的智能动态调光膜及其制备方法


[0001]本申请涉及调光膜
，更具体地说，它涉及一种低电压驱动的智能动态调光膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]调光膜是一类可呈现不同透光状态的新型材料，电控调光膜是常见的调光膜类型之一。电控调光膜两端的电压会改变电控调光膜的状态，通过控制电压，可以使得电控调光膜在透明态和不透明态之间变换。
[0003]相关技术中，电控调光膜大多采用夹层式结构，这种结构的特点是需要设置两块表面镀有透明电极的透明基板，而在两个透明电极之间设置有介质层。当向介质层两侧的透明电极施加电压时，介质层会在电压的驱动下改变透明度。以液晶电控调光膜为例，为了实现足够大的透光率调节范围，目前市面上的液晶电控调光膜需要在上百伏的电压控制下进行工作。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为，相关技术中的液晶电控调光膜虽然实现了电控调光功能，但是相关技术中的液晶电控调光膜工作电压过高，不仅能耗大，而且具有一定的危险性。而如果直接在低电压下进行工作，又会使得调光膜透光率的调节范围受限，难以满足正常使用需求

技术实现思路

[0005]相关技术中，电控调光膜的工作电压过高，不仅能耗大，而且具有一定的危险性，但是如果直接在低电压下进行工作，又会使得调光膜透光率的调节范围受限，难以满足正常使用需求。为了改善这一缺陷，本申请提供一种低电压驱动的智能动态调光膜及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种低电压驱动的智能动态调光膜，采用如下的技术方案：一种低电压驱动的智能动态调光膜，所述智能动态调光膜包括透明基板、透明电极和电泳介质层，所述透明电极镀在透明基板的一侧，所述透明电极通过胶粘剂与电泳介质层粘接，所述电泳介质层的组分包括电泳粒子微胶囊和黏合剂，所述电泳粒子微胶囊用于储存内部相，所述内部相的组分包括电泳粒子、电荷控制剂、稳定剂和分散流动相，所述黏合剂的组分包括纳米炭黑，所述电泳粒子微胶囊的囊壁组分包括明胶，所述电泳粒子包括纳米炭黑，所述稳定剂的组分包括聚异丁烯丁二酰亚胺。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请将电泳离子储存在电泳粒子微胶囊中，再将电泳粒子微胶囊和黏合剂组装为电泳介质层。当电泳介质层两侧无电压时，电泳粒子微胶囊中的电泳粒子在分散流动相中进行布朗运动，外界的光线会被电泳粒子吸收、散射或反射，调光膜处于不透明态。当通过透明电极向电泳介质层两侧施加交流电压时，黏合剂对电泳粒子微胶囊的位置进行固定，而电泳粒子则在交流电压的作用下发生定向移动，直到集中在电泳粒子微胶囊内某一区域。由于调光粒子的聚集，此时的光线受到的吸收、散射或反射均
被减弱，因此调光膜呈现透明态。
[0008]在本申请的电泳粒子微胶囊中，聚异丁烯丁二酰亚胺的极性基团能够吸附在囊壁内侧，增大了囊壁内表面的空间位阻，减小了电泳粒子在囊壁内表面发生团聚的可能，使得电泳粒子在不透明态能够更加充分地分散，有助于增大调光膜透光率的调节范围。由于本申请的调光膜透光率的调节范围增大，因此无需采用上百伏的电压进行控制，而是能够实现低电压驱动，不仅有助于减小能耗，而且降低了调光膜的危险性。
[0009]作为优选，所述内部相的组分还包括石墨烯。
[0010]通过采用上述技术方案，石墨烯能够与内部相中的电泳粒子相互吸附，有助于增强电泳粒子的导电性能，有助于增大调光膜透光率的调节范围。
[0011]作为优选，所述电泳粒子微胶囊的制备方法包括以下步骤：(1)将明胶加入至去离子水中，加热溶解后得明胶溶液；将阿拉伯胶溶于去离子水中，加热溶解后得到阿拉伯胶溶液；将电泳粒子、电荷控制剂、稳定剂和分散流动相混合，得到内部相；(2)将内部相加热后加入明胶溶液中，得到胶囊悬浮液，将阿拉伯胶溶液和酸化剂先后加入胶囊悬浮液中，然后对混合物进行搅拌和保温；(3)对混合物进行冷却，然后将固化剂加入混合物中，再对混合物进行加热，加热结束后对混合物进行搅拌和过滤，再经过烘干后得到电泳粒子微胶囊。
[0012]通过采用上述技术方案，本申请先分别制备了明胶溶液、阿拉伯胶溶液和内部相，然后通过明胶和阿拉伯胶反应形成的胶膜，胶膜对内部相的液滴进行了包裹，再利用醛类固化剂使明胶发生固化，最终得到了储存有内部相的微胶囊。
[0013]作为优选，所述稳定剂包括全氟丁基磺酸钾。
[0014]通过采用上述技术方案，全氟丁基磺酸钾是一种表面活性剂，全氟丁基磺酸钾的亲水端能够吸附在电泳粒子微胶囊的囊壁内侧，而全氟丁基磺酸钾的疏水端为全氟丁基，阻碍了电泳粒子在囊壁内侧的附着与团聚，有助于增大调光膜透光率的调节范围。
[0015]作为优选，所述电泳粒子包括改性炭黑，所述改性炭黑按照以下方法制备：(1)将纳米炭黑、过硫酸钾、全氟己基乙烯以及去离子水混合，得到原料液；(2)在密封且有氮气保护的条件下搅拌原料液，同时对原料液进行加热，加热结束后对产物进行洗涤和离心分离，再经过干燥后得到改性炭黑。
[0016]通过采用上述技术方案，本申请利用过硫酸钾引发了纳米炭黑与全氟己基乙烯的接枝，将全氟己基接枝到了纳米炭黑表面，得到了改性炭黑。全氟己基的引入使得改性炭黑的颗粒不容易在分散流动相中和囊壁内表面发生团聚，有助于增大调光膜透光率的调节范围。
[0017]作为优选，所述胶粘剂的组分包括60
‑
80份EVA树脂、10
‑
15份SBS、20
‑
30份松香改性酚醛树脂、2
‑
4份改性氧化锌、5
‑
7份过氧化苯甲酰、1
‑
1.5份紫外光吸收剂、1
‑
2份2,6
‑
二叔丁基对甲酚、30
‑
50份乙酸乙酯、10
‑
20份丙酮。
[0018]通过采用上述技术方案，优选了胶粘剂的组分，有助于改善电泳介质层与透明电极之间的粘合效果。
[0019]作为优选，所述EVA树脂中的VA含量为27
‑
35％。
[0020]通过采用上述技术方案，优选了EVA树脂中的VA含量，有助于在保证加工性能的同
时提高胶粘剂的粘合效果。
[0021]作为优选，所述胶粘剂的组分还包括氧化锌。
[0022]通过采用上述技术方案，胶粘剂中的氧化锌能够提高胶粘剂固化之后的强度，有助于改善电泳介质层与透明电极之间的粘合效果。
[0023]作为优选，所述胶粘剂的组分还包括改性氧化锌，所述改性氧化锌的制备方法包括以下步骤：(1)将六水合硝酸锌和氢氧化钠加入至容器中，再加入去离子水溶解，接着加入醋酸乙烯、甲醇和引发剂，调节温度至60
‑
65℃搅拌加热1
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1.5h，得到混合液，密封备用；(2)将混合液加热在110
‑
130℃加热10
‑
12h，然后降温至70
‑
80℃保温6
‑
8h，经过过滤和干燥后得到坯体；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低电压驱动的智能动态调光膜，其特征在于，所述智能动态调光膜包括透明基板、透明电极和电泳介质层，所述透明电极镀在透明基板的一侧，所述透明电极通过胶粘剂与电泳介质层粘接，所述电泳介质层的组分包括电泳粒子微胶囊和黏合剂，所述电泳粒子微胶囊用于储存内部相，所述内部相的组分包括电泳粒子、电荷控制剂、稳定剂和分散流动相，所述黏合剂的组分包括纳米炭黑，所述电泳粒子微胶囊的囊壁组分包括明胶，所述电泳粒子包括纳米炭黑，所述稳定剂的组分包括聚异丁烯丁二酰亚胺。2.根据权利要求1所述的低电压驱动的智能动态调光膜，其特征在于，所述内部相的组分还包括石墨烯。3.根据权利要求1所述的低电压驱动的智能动态调光膜，其特征在于，所述电泳粒子微胶囊的制备方法包括以下步骤：（1）将明胶加入至去离子水中，加热溶解后得明胶溶液；将阿拉伯胶溶于去离子水中，加热溶解后得到阿拉伯胶溶液； 将电泳粒子、电荷控制剂、稳定剂和分散流动相混合，得到内部相；（2）将内部相加热后加入明胶溶液中，得到胶囊悬浮液，将阿拉伯胶溶液和酸化剂先后加入胶囊悬浮液中，然后对混合物进行搅拌和保温；（3）对混合物进行冷却，然后将固化剂加入混合物中，再对混合物进行加热，加热结束后对混合物进行搅拌和过滤，再经过烘干后得到电泳粒子微胶囊。4.根据权利要求3所述的低电压驱动的智能动态调光膜，其特征在于，所述稳定剂包括全氟丁基磺酸钾。5.根据权利要求3所述的低电压驱动的智能动态调光膜，其特征在于，所述电泳粒子包括改性炭黑，所述改性炭黑按照以下方法制备：（1）将纳米炭黑、过硫酸钾、全氟己基乙烯以及去离子水混合，得到原料液；（2）在密封且有氮气保护的条件下搅拌原料液，同时对原料液进行加热，加热结束后对产物进行洗涤和离心分离，再经过干燥后得到改性炭黑。6.根据权利要求1所述的低电压驱动的智能动态调光膜，其特征在于，所述胶粘剂的组分包括60
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80份EVA树脂、10
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15份SBS、20
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30份松香改性酚醛树脂、2
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4份改性氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，谢龙豪，
申请(专利权)人：绍兴迪飞新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：