[發(fā)明專利]一種光熱響應(yīng)體系、樹脂材料及光熱響應(yīng)智能玻璃

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410187436.6
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103951850A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付國東
• 申請（專利權(quán)）人: 付國東
• 主分類號: C08K13/02
• 分類號: C08K13/02;C08K3/16;C08K5/053;C08K5/50;C08K5/19;C08K3/28;C08K5/17;C08L25/06;C08L29/04;C08L27/06;C09K9/00;C09D125/06;C09D129/04
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務(wù)所 32241
• 代理人: 劉琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能光學(xué)材料領(lǐng)域，涉及一種有機(jī)過渡金屬配合物構(gòu)象轉(zhuǎn)變的光熱響應(yīng)體系，以這種光熱響應(yīng)體系作為加工助劑制備的樹脂材料，以及由這種樹脂材料制備的光熱響應(yīng)型智能節(jié)能玻璃。

背景技術(shù)

智能材料是指模仿生命系統(tǒng)，能感知環(huán)境變化，并能根據(jù)所感知的環(huán)境參數(shù)及時(shí)調(diào)整或改變材料自身的性能參數(shù)，作出所期望的并能與變化后的環(huán)境相適應(yīng)的變化的復(fù)合材料或材料的復(fù)合。仿生命感覺和自我調(diào)節(jié)是智能材料的重要特征。

隨著時(shí)代的發(fā)展，建筑材料智能化建設(shè)愈加深入，智能建筑的內(nèi)容與涵義隨著科技的發(fā)展不斷延伸，其功能也在不斷擴(kuò)展，以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的各種需要。有關(guān)預(yù)測表明，在本世紀(jì)中葉，建筑業(yè)將步入高科技建材時(shí)期，以智能建筑材料為代表的新型建材將成為主流。

在眾多的建筑材料中，玻璃發(fā)揮越來越重要的作用。玻璃作為建筑采光材料具有不可替代性，玻璃及其深加工制品作為裝飾裝修材料的應(yīng)用正在逐年擴(kuò)大，利用玻璃材料獨(dú)具的光學(xué)特性制造的多功能材料將會在節(jié)能綠色建筑中扮演重要角色。除了傳統(tǒng)的節(jié)能玻璃制作工藝，如中空玻璃、吸熱玻璃和熱反射玻璃以外，近年來出現(xiàn)了很多的新技術(shù)、新產(chǎn)品，如光致變色玻璃、熱變色玻璃、液晶玻璃、電致變色玻璃和電泳玻璃等。

在傳統(tǒng)的智能材料主要是光敏感的光致變色材料及熱致變色材料。典型的光致變色材料是鹵化銀化合物，也是傳統(tǒng)制備光致變色玻璃的材料。在一定的光波輻照條件下，鹵化銀粒子會吸收能量發(fā)生分解，生產(chǎn)銀粒子和單質(zhì)鹵素。納米銀粒子和鹵素會遮擋光線通過，從而是玻璃變暗。當(dāng)除去光線輻照時(shí)，單質(zhì)銀和鹵素復(fù)合生產(chǎn)無色的鹵化銀化合物，這樣玻璃會變得更加透明。

以傳統(tǒng)鹵化銀制備的智能玻璃價(jià)格昂貴，質(zhì)量重，玻璃強(qiáng)度差。特別是用作建筑玻璃時(shí)，在寒冷低溫的冬季，人們是需要高的太陽光透過率來滿足室內(nèi)取暖降低能耗，由此鹵化銀智能玻璃不能滿足人們作為智能遮陽玻璃的需求。

溫度敏感型智能玻璃能隨環(huán)境溫度呈現(xiàn)由透明到不透明的相互轉(zhuǎn)變。當(dāng)溫度低于設(shè)定的溫度時(shí)，溫度敏感型智能玻璃具有良好的光透率，當(dāng)溫度高于設(shè)定的溫度時(shí)，該材料對可見光或不可見的透過率將大幅下降，智能玻璃將變得不透明。溫度敏感型智能玻璃可作為智能型溫控節(jié)能材料廣泛用于智能建筑中。在溫度低的季節(jié)，溫度敏感型智能玻璃能夠最大限度的讓太陽光透過智能玻璃進(jìn)入建筑物內(nèi)部。當(dāng)室內(nèi)溫度高于人們感到舒適的溫度，如24-25℃時(shí)，智能玻璃將由高透過率的透明狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯高^率或不透明，這時(shí)太陽光將最大程度地被反射。這樣就能實(shí)現(xiàn)對建筑物內(nèi)部溫度的智能控制，減少空調(diào)的使用。還可以人為對智能玻璃加熱，促成智能玻璃由透明到不透明轉(zhuǎn)變，從而對建筑物內(nèi)部光線進(jìn)行調(diào)節(jié)。

典型的可逆熱致變色材料目前有，晶型轉(zhuǎn)換的無機(jī)可逆變色材料，有機(jī)液晶可逆變色材料。典型的銀、銅、汞的碘化物以及鈷鹽、鎳鹽與六次甲基四胺形成的化合物。如，碘化汞溫度低于137度時(shí)，為紅色，當(dāng)溫度高于137度時(shí)變?yōu)樗{(lán)色。這類熱致變色材料色差大，抗疲勞性好，變色較靈敏。然而，這類材料變色溫度高，特別是變色前后都有顏色。這與節(jié)能控溫的智能玻璃要求在低溫條件下無色透明，高溫顯色低光透過差距較大。另一類光致變色材料典型的有機(jī)可逆變色材料。典型的可逆熱致變色材料包括發(fā)色劑、顯色劑及溶劑構(gòu)成。發(fā)色劑以熒烷、希夫堿為典型物，顯色劑以雙酚A，4-羥基香豆素等提供路易斯質(zhì)子酸，溶劑以正十二醇等醇類為代表。這類熱致變色材料變色溫度低，壽命長且靈敏度高。然而，這類材料的變色只能出現(xiàn)在低溫有色向高溫?zé)o色轉(zhuǎn)變，或者由低溫的某一種顏色向另一種顏色轉(zhuǎn)變。特別是，在低溫條件下，很難以無色透明狀態(tài)存在，因此這類材料很難在智能遮陽玻璃方面應(yīng)用。

金屬有機(jī)配合物特別是過渡金屬有機(jī)配合物能夠顯現(xiàn)各種顏色。某些金屬有機(jī)配合物具有熱響應(yīng)的自旋交叉的特性【H.A.Good.Coord,Chem.Rev.1976,18,293；M.A.Halcrow,Chem.Soc.Rev.2011,40,4119】，同時(shí)伴隨出現(xiàn)磁矩和顏色的變化【O.Kahn,C.J.Martinez,Science1998,279,44】，這種可逆的有機(jī)金屬自旋交叉在不同溫度條件下呈現(xiàn)可逆的平衡狀態(tài)，因此一種有機(jī)金屬配合物在室溫條件下呈現(xiàn)無色高度的透明度狀態(tài)，在較高的溫度狀態(tài)產(chǎn)生自旋交叉的異構(gòu)狀態(tài)，同時(shí)呈現(xiàn)有色較強(qiáng)的光吸收，對于制備熱敏感的智能變色玻璃具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

有金屬配合物熱引發(fā)的自旋交叉的特性，在分子結(jié)構(gòu)上說就是四配位的平面構(gòu)型，轉(zhuǎn)變?yōu)榱湮坏陌嗣骟w構(gòu)型轉(zhuǎn)變。如圖1所示：