一种冷暖色调可调的智能窗薄膜及其制备方法技术

一种冷暖色调可调的智能窗薄膜，该智能窗薄膜位于基底上，所述智能窗薄膜主要由VO2粉体、感温变色粉、稀释剂、粘合剂和分散剂制备而成。其制备方法为：将稀释剂、粘合剂、分散剂、VO2粉体和感温变色粉搅拌混合均匀，并置于研磨机中研磨分散得到浆料；将浆料通过刮涂、喷涂或印刷的方法覆在基底上，烘干，即在基底上形成冷暖色调可调的智能窗薄膜。本发明专利技术将VO2纳米粉体和感温变色粉进行复合，利用VO2在近红外波段和感温变色粉在可见光波段的高太阳能调制能力的协同效应，实现双重调节，大幅度提高智能窗薄膜的节能效率，并且此复合薄膜在不同温度下能够在不同颜色之间可逆转换，使其具有冷/暖色调转换的性能。具有冷/暖色调转换的性能。具有冷/暖色调转换的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种冷暖色调可调的智能窗薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于智能窗
，尤其涉及一种冷暖色调可调的智能窗薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业化和城市化的迅猛发展，全球能源短缺问题日益严重，过度碳排放引起环境问题日益恶化，节能减排已成为当前世界各国的首要任务。据估计建筑能耗约占社会总能耗的30％，因此，推进建筑节能和既有建筑的节能改造成为我国节能减排、实现可持续发展的重点。窗户是建筑和外界进行热交换的主要通道，据测算大概50％的热交换是通过窗户进行的。智能窗可以在外界刺激或人为主动控制下动态调节其太阳光的透过、反射和吸收，从而减少建筑能耗。
[0003]二氧化钒(VO2)作为一种新一代智能窗材料，在68℃时会发生低温单斜结构VO2(M)向高温四方结构VO2(R)的快速可逆转变，使得VO2的光电性质发生突变。VO2在相变过程中由高电阻的绝缘态转变为低电阻的金属态，单晶VO2相变前后电阻突变量可达4
‑
5个数量级。基于此，VO2可以响应环境温度的变化，在保持其可见光透过率的情况下，主动调节近红外光的变化，从低温红外透明态变化到高温红外反射态，从而达到机敏调控建筑内部太阳辐射热量、降低空调及采暖能耗的目的。
[0004]基于VO2的智能窗已经获得了较大的进展，然而VO2智能窗的实用化仍然受限于其在可见光波段的调控特性。在色彩科学中，颜色可以分为暖色、冷色和中性色，暖色调如红、橙、黄等，使人感到温暖、活泼和兴奋，而冷色调如绿、蓝、紫等给人一种平和、安静和凉爽的感觉。冬天温暖色调、夏天凉爽色调的智能窗不仅能给人们提供舒适的室内环境，还有益于改善人们的情绪。而现有的VO2基智能窗仅能调节太阳辐射能量的进入，无法实现冷暖色调的调控。因此，亟需一种冷暖色调可调的智能窗薄膜。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种冷暖色调可调的智能窗薄膜及其制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0007]一种冷暖色调可调的智能窗薄膜，所述智能窗薄膜位于基底上，所述智能窗薄膜主要由VO2粉体、感温变色粉、稀释剂、粘合剂和分散剂制备而成。
[0008]太阳光的能量主要集中在紫外、可见和近红外波段，VO2可以响应环境温度的变化，在保持其可见光透过率的情况下，主动调节近红外光的变化，VO2基智能窗主要是调节近红外波段，而感温变色粉随着温度变化，颜色会发生变化，其在可见光波段具有调控作用。本专利技术充分利用VO2在近红外波段和感温变色粉在可见光波段的高太阳能调制能力的协同效应，实现双重调节，大幅度提高智能窗薄膜的节能效率，同时也对复合薄膜在不同温度下的冷/暖色调调控性能进行研究，使其在不同温度下能够在不同颜色之间可逆转换，使
其具有冷/暖色调转换的性能。
[0009]上述的智能窗薄膜，优选的，所述VO2粉体为纯单斜相二氧化钒粉体或掺杂单斜相的二氧化钒粉体。
[0010]上述的智能窗薄膜，优选的，所述纯单斜相二氧化钒粉体相变温度为68℃，所述掺杂单斜相二氧化钒粉体为掺钨元素的二氧化钒粉体或掺钼元素的二氧化钒粉体，其相变温度为35～60℃。
[0011]上述的智能窗薄膜，优选的，所述感温变色粉为无色变绿色的感温变色粉，或者为无色变蓝色的感温变色粉，其变色温度为30～60℃。
[0012]上述的智能窗薄膜，优选的，所述稀释剂为体积比为2:1～4:1的二甲苯和醋酸丁酯混合物。
[0013]上述的智能窗薄膜，优选的，所述粘合剂为氟碳树脂或丙烯酸多元醇。
[0014]上述的智能窗薄膜，优选的，所述分散剂为BYK油性分散剂，如DISPERBYK
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110或DISPERBYK
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111。
[0015]上述的智能窗薄膜，优选的，所述感温变色粉、VO2粉体、分散剂、粘合剂和稀释剂的质量比为1：(5～20)：(0.15～1)：(15～100)：(150～1000)。
[0016]上述的智能窗薄膜，优选的，所述智能窗薄膜的厚度为25～250μm。
[0017]上述的智能窗薄膜，优选的，所述基底为PET或玻璃。
[0018]作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种上述的智能窗薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0019](1)将稀释剂、粘合剂、分散剂、VO2粉体和感温变色粉搅拌混合均匀，并置于研磨机中研磨分散得到浆料；
[0020](2)将浆料通过刮涂、喷涂或印刷的方法覆在基底上，烘干，即在基底上形成冷暖色调可调的智能窗薄膜。
[0021]上述的制备方法，优选的，步骤(1)中，研磨机中研磨分散的时间为8～24h；
[0022]步骤(2)中，所述烘干在干燥箱中进行，烘干的温度为50
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70℃，烘干的时间为6
‑
12h。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0024](1)本专利技术将VO2纳米粉体和感温变色粉进行复合，利用VO2在近红外波段和感温变色粉在可见光波段的高太阳能调制能力的协同效应，实现双重调节，大幅度提高智能窗薄膜的节能效率，并且此复合薄膜在不同温度下能够在不同颜色之间可逆转换，使其具有冷/暖色调转换的性能。
[0025](2)本专利技术的冷暖色调可调智能窗薄膜，既提高了薄膜对太阳辐射的调控性能又能改善人们的情绪，具有非常重要的潜在应用和开发前景。
[0026](3)本专利技术的智能窗薄膜制备工艺简单，无需复杂的设备，生产成本低，所需时间短。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1采用的VO2粉体的XRD谱图。
[0028]图2为本专利技术实施例1采用的VO2粉体的DSC图。
[0029]图3为本专利技术实施例1制备得到的智能窗薄膜的CIE色度图。
[0030]图4为本专利技术实施例1制备得到的智能窗薄膜的光谱随温度变化曲线。
[0031]图5为本专利技术实施例2制备得到的智能窗薄膜的CIE色度图。
[0032]图6为本专利技术实施例2制备得到的智能窗薄膜的光谱随温度变化曲线
具体实施方式
[0033]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0034]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0035]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0036]实施例1
[0037]一种本专利技术的冷暖色调可调的智能窗薄膜，该智能窗薄膜位于基底PET上，厚度约为25μm，该智能窗薄膜是由质量比为1：10：0.5：50：500的感温变色粉、单斜相纯VO2粉体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷暖色调可调的智能窗薄膜，所述智能窗薄膜位于基底上，其特征在于，所述智能窗薄膜主要由二氧化钒粉体、感温变色粉、稀释剂、粘合剂和分散剂制备而成。2.如权利要求1所述的智能窗薄膜，其特征在于，所述二氧化钒粉体为纯单斜相二氧化钒粉体或掺杂单斜相的二氧化钒粉体，所述掺杂单斜相二氧化钒粉体为掺钨元素的二氧化钒粉体或掺钼元素的二氧化钒粉体。3.如权利要求1所述的智能窗薄膜，其特征在于，所述感温变色粉为无色变绿色的感温变色粉，或者为无色变蓝色的感温变色粉，其变色温度为30～60℃。4.如权利要求1所述的智能窗薄膜，其特征在于，所述稀释剂为体积比为2:1～4:1的二甲苯和醋酸丁酯混合物。5.如权利要求1所述的智能窗薄膜，其特征在于，所述粘合剂为氟碳树脂或丙烯酸多元醇。6.如权利要求1所述的智能窗薄膜，其特征在于，所述分散剂为BYK油性分散剂。7.如权利要求1～6中任一项所述的智能窗薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：嵇海宁，邹晓彤，余希涛，毛宇亮，唐平华，赵勇，卢明应，陶俊东，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：