一种自动调光膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开的自动调光膜包括第一基底层

【技术实现步骤摘要】
一种自动调光膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及自动调光材料及其制备
，具体是一种自动调光膜及其制备方法
。

技术介绍

[0002]自动调光材料是近年来一类新兴的光学材料，使用这类材料制备的调光膜能够通过感知
、
响应体系内或外界环境的细微变化，结构随外界刺激变化而发生可逆改变，进而实现对膜自身性能的调控，在建筑节能的智能窗
、
智能家居
、
投影屏等领域具有广阔的应用前景
。
[0003]现有技术在调光膜中加入二氧化钒或者其他相变液晶材料，这类材料具有固定的相变温度，当环境温度高于或低于相变温度时，这类材料能够改变其自身与调光膜的光学性能，来调控光辐射的透过率，从而实现对温度的自动调控
。
例如，中国专利公开了“一种对可见光和近红外光透过率分段调控的温控调光膜及其制备方法”(
申请号：
201711069277X)
，其中的调光膜包括高分子网络骨架
、
具有近晶相至胆甾相相转变的液晶分子和二氧化钒纳米粒子，所述高分子网络骨架包括含有网孔的高分子基体，所述网孔内部有垂直排列的高分子网络；所述液晶分子分散在高分子网络骨架内部；所述骨架和所述液晶分子之间分散有二氧化钒纳米粒子
。
该温控调光膜利用相变液晶分子的相转变实现对可见光透过率的调控，利用二氧化钒纳米粒子的相转变实现对近红外光透过率的调控
。
然而，该温控调光膜在高分子网络骨架和液晶分子之间分散二氧化钒纳米粒子，且限定了纳米粒子的掺杂量为3‑6％，通过改变纳米粒子的掺杂量，能够改变调光膜在可见光波段与近红外波段的透过率，但通过纳米粒子的掺杂量不能获得对调光膜透过率的精确调节
。
同时，二氧化钒纳米粒子的比表面积较大，导致最终调光膜耐久性差；与块状和薄膜状二氧化钒相比，对环境更敏感
。
此外，掺杂二氧化钒纳米粒子的方式在加工时容易发生部分位置的粒子堆积，影响调光膜功能的均匀性
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种透过率高
、
均匀性好
、
使用寿命长
、
对环境的适应性好的自动调光膜及其制备方法，该自动调光膜可用于调节室温，节约能源，在建筑
、
汽车等行业具有广泛应用前景
。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种自动调光膜，包括由内至外依次设置的第一基底层
、
第一导电层
、
聚合物分散液晶层
、
第二导电层和第二基底层，所述的第一基底层和所述的第二基底层均采用透明的耐高温材料，所述的第一导电层包括自第一基底层起依次排列的第一导电氧化物层
、VO2层和第二导电氧化物层，所述的第二导电层为单层导电氧化物层，所述的聚合物分散液晶层采用聚合物分散液晶材料
。
[0006]本专利技术自动调光膜的第一导电层包括
VO2层，
VO2为相变材料，其相变温度为
68℃。
当温度高于其相变温度时，
VO2表现为金属相，为良导体；当温度低于其相变温度时，
VO2表现
为半导体相
。
当外界温度高于或低于
VO2的相变温度时，本专利技术调光膜通过
VO2的相变来自动调节近红外光的透过率
。
当外界温度高于
VO2的相变温度时，本专利技术调光膜在近红外光波段的平均透过率范围为
10
‑
40
％；当外界温度低于
VO2的相变温度时，本专利技术调光膜在近红外光波段的平均透过率范围为
50
‑
80
％
。
[0007]本专利技术调光膜的第一导电层的透过率还会随
VO2层相变前后的厚度改变而线性变化，具体表现为透过率随
VO2层厚度的增大而减小
。
由于
VO2层相变前后，第一导电层的透过率与厚度之间呈线性变化关系，因而可以通过调节
VO2层的厚度来相应调节本专利技术调光膜的透过率，从而实现本专利技术调光膜所能达到的保温隔热温度的可调
、
可控
。
[0008]此外，第一导电层采用第一导电氧化物层
、VO2层和第二导电氧化物层组成的三层结构，结合第二导电层的单层结构，能够确保本专利技术调光膜整体上具有更高的透过率
。
[0009]本专利技术调光膜的第一导电层和第二导电层作为正负电极，接通电源时，聚合物分散液晶层中的液晶分子沿电压方向重新排列，此时聚合物分散液晶层的颜色由不透明的深色转化为透明的浅色
。
在通电状态下，本专利技术调光膜在可见光波段的平均透过率大于
45
％；在断电状态下，本专利技术调光膜在可见光波段的平均透过率低于
10
％
。
[0010]作为优选，所述的第一导电氧化物层
、
所述的第二导电氧化物层和所述的第二导电层分别采用透明导电氧化物材料
。
[0011]作为优选，所述的第一导电氧化物层
、
所述的第二导电氧化物层和所述的第二导电层分别为
ITO
层
、AZO
层
、FTO
层和
GZO
层中的一种
。ITO
即氧化铟锡，
AZO
即氧化锌铝，
FTO
即氟掺杂二氧化锡，
GZO
即氧化锌镓
。
除上述材料外，第一导电氧化物层
、
第二导电氧化物层和第二导电层也可以选用现有技术中其他已知的透明导电氧化物材料
。
[0012]作为优选，所述的第一导电氧化物层和所述的第二导电氧化物层的厚度分别为
30
‑
50nm
，所述的
VO2层的厚度为
30
‑
70nm。
导电氧化物层的方阻和厚度有关，厚度越大则方阻越小，而厚度越大透过率越低，因此需要考虑导电氧化物层的厚度，实现导电性与透过率的平衡
。
[0013]作为优选，所述的第二导电层的厚度为
100
‑
200nm。
[0014]作为优选，所述的第一基底层和所述的第二基底层的分别为
PI
层
、PET
层或玻璃层
。
[0015]作为优选，所述的第一基底层和所述的第二基底层的厚度分别为
80
‑
120
μ
m。
[0016]作为优选，所述的聚合物分散液晶层中掺杂有染料，所述的染料在所述的聚合物分散液晶层中的含量为
0.06
‑
1wt
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自动调光膜，其特征在于，包括由内至外依次设置的第一基底层
、
第一导电层
、
聚合物分散液晶层
、
第二导电层和第二基底层，所述的第一基底层和所述的第二基底层均采用透明的耐高温材料，所述的第一导电层包括自第一基底层起依次排列的第一导电氧化物层
、VO2层和第二导电氧化物层，所述的第二导电层为单层导电氧化物层，所述的聚合物分散液晶层采用聚合物分散液晶材料
。2.
根据权利要求1所述的一种自动调光膜，其特征在于，所述的第一导电氧化物层
、
所述的第二导电氧化物层和所述的第二导电层分别采用透明导电氧化物材料
。3.
根据权利要求2所述的一种自动调光膜，其特征在于，所述的第一导电氧化物层
、
所述的第二导电氧化物层和所述的第二导电层分别为
ITO
层
、AZO
层
、FTO
层和
GZO
层中的一种
。4.
根据权利要求1所述的一种自动调光膜，其特征在于，所述的第一导电氧化物层和所述的第二导电氧化物层的厚度分别为
30
‑
50nm
，所述的
VO2层的厚度为
30
‑
70nm。5.
根据权利要求1所述的一种自动调光膜，其特征在于，所述的第二导电层的厚度为
100
‑
200nm。6.
根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪轲，谭瑞琴，吴菁，虞凯皓，黄金华，
申请(专利权)人：佛山纳诺特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：