[发明专利]基于离子液体和聚合物共混物的非挥发性热致光学转变

说明书

本公开涉及一种非挥发性热致复合材料，包括：第一组分，该第一组分包括非水性和非挥发性质子给体材料；第二组分，该第二组分包括单体、低聚物或聚合物作为质子受体材料；非挥发性聚合物基质；其中，该非挥发性聚合物基质、第一组分和第二组分配置成保持至少一种可基于由非挥发性热致复合材料接收或发出的热能可逆地改变的性质。质子给体材料包括离子液体、聚离子液体和深共晶盐。质子受体材料至少包括醚、苯酯、酰胺和丙烯酸酯官能团。还公开了上述复合材料的制备方法，包括提供第一组分、第二组分和非挥发性聚合物基质；以及，固化该混合物以形成非挥发性热致复合材料。该非挥发性热致复合材料可用于灵巧窗。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年11月2日提交的新加坡专利申请No.10201609148X的优先权，其内容为了所有目的通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及非挥发性热致复合材料。本公开还涉及非挥发性热致复合材料的制备方法。

背景技术

由于全球变暖的威胁，据报道，世界上43％的一次能源用于供热通风与空气调节(HVAC)。运用可以选择性地保持或阻挡近红外光(NIR)的窗口是减少这种能源消耗的一种解决方案。常规的低辐射(low-e)银涂层容易导致可见光的透射率相对较低并且容易氧化。

在另一种解决方案中，已经实现了用于稳定高釉面玻璃房的温度的多层光学膜，但是尽管如此，许多多层光学膜对于周围环境温度变化没有响应或者需要额外的能量输入进行动态控制。因此，有机会针对日照得热量进行被动和动态控制，同时显着减少热量并使刺眼的太阳光变暗。

对于关注节能的解决方案，已经投入巨大的努力来开发具有不同活化模式的灵巧窗(smart window)，例如光致变色、气致变色、电致变色、热致变色和热致水凝胶。

在相分离的基础上工作的热致水凝胶在光学转变特性方面表现出最佳性能。例如，已经报道了分别在透明和散射状态下的快速转变(10K)、低滞后以及高太阳透射率(82％)和高不透明度(5％)。然而，系统内存在水和有机溶剂限制了热致水凝胶灵巧窗的应用。限制包括操作温度受限(0℃至40℃)、对密封效率的要求高、化学交联凝胶的体积减少等。

已经探索的其他常规热致材料容易具有体积减小、水分蒸发、光学转变特性差以及随时间的不稳定性能的缺点。

因此，需要提供一种解决和/或改善上述问题的非挥发性热致复合材料。所提供的非挥发性热致复合材料应至少能够在外部温度刺激下调制具有各种波长的光的透射。当应用于灵巧窗时，非挥发性热致复合材料应使灵巧窗能够在不同温度下在透明和不透明之间转变，反之亦然(调制太阳辐射)。

还需要提供这种非挥发性热致复合材料的制备方法。

发明内容

在一方面，提供了一种非挥发性热致复合材料，包括：

第一组分，所述第一组分包括非水性和非挥发性质子给体材料；

第二组分，所述第二组分包括单体、低聚物或聚合物作为质子受体材料；

非挥发性聚合物基质；并且

其中，所述非挥发性聚合物基质、所述第一组分和所述第二组分配置成保持至少一种可基于由所述非挥发性热致复合材料接收或发出的热能可逆地改变的性质。

在另一方面，提供了一种如上所述的非挥发性热致复合材料的制备方法，包括：

提供包括第一组分、第二组分和非挥发性聚合物基质的混合物，其中所述第一组分包括非水性和非挥发性质子给体材料，所述第二组分包括单体、低聚物或聚合物作为质子受体材料；以及，

固化所述混合物以形成所述非挥发性热致复合材料。

附图说明