[發明專利]一種具有熱致變色、防霧和自修復功能的復合薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201811229617.5
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109231848B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 賀軍輝;姚琳
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C03C17/34
• 分類號: C03C17/34
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

1.一種具有熱致變色、防霧和自修復功能的復合薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)制備含有二氧化硅空心球納米粒子的溶膠液：將聚丙烯酸溶于氨水中，超聲分散，然后逐滴加入到無水乙醇中，攪拌，得到混合液；將四乙氧基硅烷滴加到混合液中，攪拌，得到含有二氧化硅空心球納米粒子的溶膠液；其中，所述聚丙烯酸在氨水中的濃度為2～15wt％，所述氨水、無水乙醇和四乙氧基硅烷的體積比為4.5:90:1～4；所述四乙氧基硅烷以每分鐘30～60微升的速度滴加到混合液中；

2)制備含有四價釩前驅體的溶膠液：將五氧化二釩和草酸加入乙醇中，攪拌反應，得到含有四價釩前驅體的溶膠液；其中，所述五氧化二釩和草酸的摩爾比為1:2.5～4.5；

3)制備含有疏水化二氧化硅前驅體的溶膠液：將四乙氧基硅烷、水、乙醇和鹽酸混合，攪拌反應，得到二氧化硅前驅體溶膠液；將全氟辛基三乙氧基硅烷與乙醇混合，然后加入到制得的二氧化硅前驅體溶膠液中，攪拌反應，得到疏水化二氧化硅前驅體溶膠液；其中，所述四乙氧基硅烷、水、乙醇和鹽酸的體積比為10～30:12:100:0.01；全氟辛基三乙氧基硅烷和乙醇的體積比為0.01～1:10；

4)制備含有防霧聚合物的溶膠液：將主鏈或側鏈含有羥基的聚合物水溶液與主鏈或側鏈含有羧基的聚合物水溶液混合均勻，攪拌，超聲或靜置脫泡；其中，主鏈或側鏈含有羥基的聚合物水溶液的質量濃度為1％～40％，主鏈或側鏈含有羧基的聚合物水溶液的質量濃度為1％～40％，所述主鏈或側鏈含有羥基的聚合物水溶液與主鏈或側鏈含有羧基的聚合物水溶液的體積比為1:1～60；所述主鏈或側鏈含有羥基的聚合物選自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙二醇的嵌段共聚物、聚丁二醇、聚異戊二醇中的一種或多種；所述主鏈或側鏈含有羧基的聚合物選自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丁烯酸、聚戊烯酸中的一種或多種；

5)依次制備多層復合薄膜：

第一二氧化硅層，將玻璃基板浸入步驟1)得到的含有二氧化硅空心球納米粒子的溶膠液中，提拉出玻璃基板后干燥；

二氧化釩層，將表面涂覆二氧化硅空心球納米粒子涂層的玻璃基板再次浸入步驟2)所得的四價釩前驅體溶膠液中，提拉出玻璃基板后干燥，煅燒；

第二二氧化硅層，將表面涂覆二氧化硅-二氧化釩復合涂層的玻璃基板再次浸入步驟3)所得的疏水化二氧化硅前驅體溶膠液中，提拉出玻璃基板后干燥；

聚合物層，將表面涂覆二氧化硅-二氧化釩-二氧化硅復合涂層的玻璃基板再次浸入步驟4)所得的防霧聚合物溶膠液中，提拉出玻璃基板后干燥，即得。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)中所制備的含有四價釩前驅體的溶膠液中四價釩的摩爾濃度為0.5～1.5mol/L。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所述含有二氧化硅空心球納米粒子的溶膠液中二氧化硅空心球納米粒子的平均粒徑為36～93納米。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述二氧化釩層中二氧化釩為單斜晶相。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第二二氧化硅層為疏水性二氧化硅層，接觸角為91～119度。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，二氧化釩層煅燒的條件為溫度為400～600℃，在氮氣氣氛下煅燒1～2小時。