[發(fā)明專利]交聯(lián)的聚合物體系

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 95192510.5
• 申請日: 1995-02-25
• 公開（公告）號: CN1145630A
• 公開（公告）日: 1997-03-19
• 發(fā)明（設計）人: E·楊斯;H·克羅納;W·施羅夫;U·克勞維格
• 申請（專利權）人: 巴斯福股份公司
• 主分類號: C09K9/02
• 分類號: C09K9/02;C08K5/00;C08L71/02;C08L25/14
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李勇

本發(fā)明涉及具有可逆的溫控輻射透過性、由輻射透導交聯(lián)的聚合物體系。

本發(fā)明還涉及制備這些聚合物體系的方法，以及它們用于通過溫度變化來可逆地控制玻璃窗系統(tǒng)和太陽能裝置的輻射透過性的應用。

用光線照射封閉空間或工業(yè)設備(如太陽能收集器)可將它們加熱，根據(jù)光量及光線的強度，加熱程度會有所不同，在某些情況下會造成損害。例如，太陽光的能量(隨晝長和季節(jié)而變化)可在建筑物、溫室、汽車和房屋內(nèi)產(chǎn)生不希望的高溫。這個問題至今只能用昂貴的遮擋系統(tǒng)、例如覆蓋物和百葉窗加以改善。

基于聚合物混合物的、具有溫控透光性的玻璃窗系統(tǒng)已公開了于DE?34?36?477?C2中。其中的聚合物混合物在低于某一特定溫度時是透明的，而高于此溫度時會分離從而濁化。這在以下被稱為熱致變行為。

然而，上述方法的缺點是，分離的濁化聚合物不能反復地逆向轉(zhuǎn)變?yōu)槠湓瓉淼耐该餍曰旌蠣顟B(tài)。因此，它不能滿足溫度控制的遮光系統(tǒng)的要求。這種系統(tǒng)需要不斷交替地在高溫下遮光、在低溫下透光。

DE4206317A1敘述了一種化學交聯(lián)的聚合物混合物，它甚至在長時間加熱時也能在一定程度上保持不再分離，因此可逆向轉(zhuǎn)變回到冷卻的透明狀態(tài)。

這些聚合物混合物例如作為一種溶液涂覆到要保護的玻璃表面，并蒸發(fā)掉溶劑。

然而DE4206317A1的缺點是，化學交聯(lián)通常在應用之前進行，這種交聯(lián)在聚合物與交聯(lián)劑在溶液中混合后立即進行并且在涂覆玻璃板的過程中持續(xù)。這造成熱致變聚合物層的粗糙、不均勻表面。該不均勻表面不適于透玻璃窗，在濁化溫度之下的溫度希望該玻璃窗是透明的。

另外，該聚合物鏈中需要被交聯(lián)的活性官能基來進行化學交聯(lián)，這樣就限制了選擇適宜的聚合物來制備熱致變聚合物的范圍。

本發(fā)明的一個目的就是克服上述問題。

我們發(fā)現(xiàn)此目的可通過具有可逆的溫控輻射透過性的聚合物體系(其用輻射誘導交聯(lián))，通過制備該新穎聚合物體系的方法，以及通過它們用于通過溫度變化來可逆地控制玻璃窗系統(tǒng)和太陽能裝置的輻射透過性得以實現(xiàn)。

概括地說溫度控制、可逆地濁化聚合物的機理在于，該聚合物體系的結構在某一確定的溫度發(fā)生變化，從而使輻射透過性改變。

當聚合物混合物的不同折射率的組分隨溫度變化而分離時，常常會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。發(fā)生此過程的溫度被稱為較低的臨界分離溫度。此溫度和熱致聚合物混合物的情況都已在DE3436477C2中概括地論述過。

具有溫度誘導的輻射透過性的聚合物體系有利地包括至少兩種聚合物P1和P2，如果滿足了以下約束條件，這些聚合物的化學組成本身并不是重要的。為了得到一種在低溫(低于臨界分離溫度)下是相容的因而也是透明的聚合物混合物，一般需要在聚合物P1和P2之間發(fā)生相互作用，在聚合物體系的兩種聚合物之間的相互作用必須既不太強也不太弱。如果相互作用太強，聚合物混合物的分離溫度很高(可能高于100℃)。如果兩種聚合物之間的相互作用太弱，則該聚合物混合物在一定的環(huán)境下甚至在室溫下就會分離，從而不透明。該轉(zhuǎn)換溫度-在該溫度該聚合物體系的輻射透過性變化-因而是低于約20℃。在某些情況下，冷卻時也根本不相容，因而該聚合混合物仍保持為不透明的。

為了實現(xiàn)短的響應時間-聚合物體系由溫度誘導的改變輻射透過性所用的時間-有利的是使用聚合物P1和P2，其相容的混合物具有低于聚合物體系轉(zhuǎn)換溫度的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。這里聚合物混合物的至少一個聚合物組分的高分子流動性是重要的。分子流動性的一個量度是聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。高流動性可由低分子量聚合物組分支持。在聚合物混合物中只要有一種聚合物具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、因而也具有高分子流動性就足夠了。例如，如果聚合物P2具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，則第二種聚合物P1可以具有高于轉(zhuǎn)換溫度的高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，只要相容聚合物混合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度保持在低于濁化溫度以下就行。此低流動性的第二種聚合物因此也可被交聯(lián)而不會太大地增加該聚合物混合物的響應時間，在這方面的進一步細節(jié)在DE4206317A1論述。

兩聚合物之間的相互作用可通過化學中眾所周知的各種機理來達到，例如鹽的形成、氫鍵、配合物的形成、丌電子相互作用(在芳族結構中)或偶極作用。