[發明專利]一種復合型熱致變色漿料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610111203.7
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105713597B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 金平實;朱婧婷;包山虎;紀士東
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C09K9/00
• 分類號: C09K9/00;C09K9/02;C09D129/14;C09D133/12;C09D7/40;C09D7/41
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

本發明涉及一種復合型熱致變色漿料及其制備方法，所述復合型熱致變色漿料包括：作為無機系熱致變色材料的二氧化釩納米粉體、作為有機系熱致變色材料的配位基轉換體、聚合物基材和分散介質，所述配位基轉換體包含可轉變金屬離子、能與所述可轉變金屬離子形成低吸光度配合物的低吸光度配位體、和能與所述可轉變金屬離子形成高吸光度配合物的高吸光度配位體。本發明的復合型熱致變色漿料，其特點是熱致變色波段范圍涵蓋包括可見光在內的整個日射光譜，因而與傳統二氧化釩熱致變色材料相比具有極高的總日射調節率。

技術領域

本發明屬于高性能無機-有機復合材料技術領域，特別涉及熱致變色材料及其節能環保應用。

背景技術

全球能源短缺問題日益嚴重，過度碳排放引起環境日益惡化，節能減排已成為當前各國的首要任務。據估計，在社會總能耗中建筑能耗占30％以上，因此，推進建筑節能是節能減排、實現可持續發展的重點措施之一。

建筑能耗中很大部分用于空調，而玻璃窗作為建筑與外界進行熱交換的主要通道，成為空調能源流失的主要途徑。因此，使用各種類型的節能窗，能有效地降低能耗，達到節能環保的目的。

現有市場節能窗主流產品為低輻射(Low-E)玻璃和熱反射玻璃等，由于技術成熟，價格便宜，隔熱性能良好，被廣泛應用于建筑節能。但由于上述節能窗光學性能不能因季節變化和認為需求隨意改變，難以適應我國大多數冬寒夏熱地區的節能需求和人們對居住環境舒適程度越來越高的要求。于是，被稱為“智能節能窗”的新的節能產品便應運而生。

智能節能窗使用光學性能可變的致變色材料，利用其對各種物理刺激產生的透反射性能等變化，達到室內環境光熱的可控調節目的。顯然，智能節能窗可適應絕大部分地區和不同氣候條件的需求，也使室內居住環境對人更加適宜。

根據物理刺激種類與變色機理，有電致變色，氣致變色，光致變色，熱致變色等多個種類的智能節能窗。

在各種類型的智能節能窗中，利用二氧化釩室溫附近的半導體-金屬可逆相變原理研制的熱致變色節能窗，具有結構簡單，材料用量少，完全不用開關或人工能源控制就能順應環境溫度變化而實現自動光熱調控等顯著優點，在各國獲得重視并相繼研發。其中，使用納米二氧化釩的溫控智能節能貼膜技術已率先在我國獲得突破，制備出的二氧化釩基溫控智能節能貼膜即將投放市場。

但是，作為上述技術的主要發明者，同時注意到上述二氧化釩溫控智能節能窗依然存在以下若干不足：

(1)對日射紅外波段具有較高的調節幅度，但對占日射總能量50％的可見光波段幾乎不具有調節作用，其結果降低了總日射調節率；

(2)由于在可見光波段不具有明顯的調節作用，無法利用這種調節產生足夠的視覺變化，從而無助于對顧客進行強有力的調節效果演示，對產品的宣傳和推廣造成決定性的不良影響；

(3)對短波段可見光具有強烈的吸收效應，導致薄膜黃色發色。

迄今尚無成熟技術從根本上解決上述若干問題。顯而易見，上述問題的解決將意味著二氧化釩基熱致變色節能窗應用技術的飛躍性突破。

發明內容

配位基轉換體熱致變色(Ligand Exchange Thermochromic簡稱LETC)材料通過不同溫度下可轉變金屬離子與不同的配位基結合，形成具有不同吸收系數的配合物，從而產生熱致變色效應，一般來說，在低溫下，金屬離子與低吸收系數配位基結合形成低吸收系數配合物，具有較高的透過率；在高溫下，金屬離子轉而與高吸收系數配位基結合形成高吸收系數配合物，具有較低的透過率。這種溫控光學變化是可逆的，主要產生于可見光波段特定波長范圍。

但是，通常的LETC材料熱致變色僅發生在可見光附近即日射全光譜中非常狹窄的波段范圍，造成調節能力偏小。更由于是對人體溫熱感覺最為敏感的中遠紅外波段不能調節，無法進行保證人體舒適感覺的調節。