[发明专利]一种具有热致变色性能的分散液、PVB胶片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能性纳米复合材料领域，具体涉及一种具有温控节能功能的夹胶玻璃的具有热致变色性能的PVB(聚乙烯醇缩丁醛)胶片的制备方法，可用于建筑与汽车节能。

背景技术

随着能源供应的日趋紧张，全世界范围内都在推行节能减排的措施。比如在70年代能源危机后，发达国家开始致力于研究与推行建筑节能技术，而我国却忽视了这一方面的问题。时至今日，我国建筑节能水平远远落后于发达国家。我国建筑节能目前主要体现在照明节电和降低空调功率等方面，目前还很少涉及到节能窗方面。

M/R相的二氧化钒是一种具有相变特性的过渡金属氧化物，这种材料在达到一个相对较低的温度以后会从单斜相的半导体态转变成四方相的金属态，在这个过程中，这种材料的光学、电学、磁学性能都发生很大的变化。对于光学方面，二氧化钒会从对近红外的透明态变成对近红外的反射态，从而达到智能的调节红外线透射率的目的。在之前的研究中，人们利用二氧化钒的这一性质，制备成二氧化钒镀膜玻璃实现智能调节太阳光中红外线的目的。

目前制备二氧化钒功能层主要有两种方法，第一种是使用磁控溅射的物理方法，或者溶胶凝胶法等方法直接在玻璃上沉积一层纯相的二氧化钒功能层，这几种方法由于制备工艺的原因成本较高，不利于大面积生产，而且难以长时间保持性能。还有一种方法就是通过化学方法制备出二氧化钒粉体，再通过分散混合的方式制备成复合涂层或者贴膜使用，这种方法更加利于大面积生产，价格低廉，所以更受市场欢迎。专利CN102399072A，CN102120615A，CN102464354A，CN102336528A都提到了使用二氧化钒粉体分散后涂膜的方法，但是目前公开的方法中由于体系的选择，这些涂膜本身与玻璃都没有粘结性，为了能够使用还需要再增加一层胶层，无疑这增加了工序，也增加了成本。

现在还有一种最常用的功能玻璃就是夹胶玻璃，就是使用一种强韧的且具有粘性的树脂膜将两片钢化玻璃在高温高压下粘在一起，使其具有隔音，防爆等一系列优良性能。这种玻璃广泛的应用在高层玻璃幕墙，汽车等方面。这种玻璃中间层目前一般仅具备隔紫外或者隔绝红外等非智能调控，所以在夹胶玻璃中间的树脂层中添加入二氧化钒这种材料使其具有智能控温的能力无疑具有很好的市场前景。

目前，中国专利CN103214989A公开了一种智能调光PVB膜及智能调光PVB夹胶玻璃的具体制备方法，其具体公开了将具有热致变色性能的纳米二氧化钒粉体制备成分散 液，然后将这种分散液分散到具有粘结性的PVB树脂中，经塑化挤出制备成PVB胶片，然后热压和片制备成智能调光PVB夹胶玻璃。但是该技术目前有一个很重要的问题，那就是这种方法必须先将纳米二氧化钒分之分散在分散介质中(比如醇，酮，苯，酯等)溶剂中，然后再与树脂混合，但是实际上PVB树脂的组成要求是十分严格的，使用这种方法难免会混入大量的无关甚至是有害的成分，最终在使用过程中对夹胶玻璃性能造成巨大影响。而且这种方法还必须额外多使用分散介质，造成成本提高和安全环保的隐患。

还有一项中国专利CN103525320B提供了另外一种热致变色PVB中间膜及其制备方法，其公开了先制备出炭包覆的纳米二氧化钒粉体，然后与塑化剂和树脂混合后在高温下挤出成膜，再经热压合片制备出具备智能调光的PVB夹胶玻璃。这种方法避免了与PVB组分无关的成分的引入，但是在制备这种碳包覆二氧化钒粉体的过程中多了一步水热条件下原位碳包覆过程，增加了工艺复杂程度，而且增加碳包覆层后会使成品薄膜颜色发暗，部分降低粉体性能。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提出一种新的价格更加低廉，更适合大规模生产的具有热致变色性能的分散液及PVB胶片的制备方法。

一方面，本发明提供了一种具有热致变色性能的分散液，包括：二氧化钒粉体、液态塑化剂和分散助剂，其中二氧化钒粉体和分散助剂均匀分散于液态塑化剂中。优选的，本发明所述具有热致变色性能的分散液由二氧化钒粉体、液态塑化剂和分散助剂组成。

较佳地，所述二氧化钒粉体与分散助剂和塑化剂的质量比为(0.0001-0.025)：(0.0001-0.01)：1，优选为(0.005-0.015)：(0.003-0.009)：1。

较佳地，所述二氧化钒粉体为M相或/和R相，其三维尺度为40-200nm，优选为小于80nm，相变温度为10-90℃可调。

较佳地，所述二氧化钒粉体包括掺杂剂，所述掺杂剂为钨、钼、铌、钽、铬、锆、氟、磷中至少一种，掺杂摩尔含量为0-10％。