[发明专利]红外线吸收剂分散液、透明隔热有机玻璃及其制造方法

说明书

本申请涉及红外线吸收剂分散液，红外线吸收剂的外层分布分散剂，形成分散于有机溶剂中的独立单元，分散剂的分子结构中存在可与甲基丙烯酸甲酯单体进行自由基共聚反应的活性单元和/或与聚甲基丙烯酸甲酯发生分子间作用力的基团，有机溶剂可与甲基丙烯酸甲酯单体、聚甲基丙烯酸甲酯相互溶解。还涉及有机玻璃及制造方法，红外线吸收剂通过位于外层的分散剂与基体材料进行自由基共聚反应和/或发生分子间作用力而分布在基体中。由于红外线吸收剂在分散液中稳定分散悬浮以及分散液与基体材料的高度相溶适配性，红外线吸收剂在有机玻璃中分散均匀。红外线吸收剂通过位于外层的分散剂与基体紧密结合，使有机玻璃可见光下均匀透明并可对红外光均匀阻隔。

技术领域

本申请涉及透明隔热材料技术领域，具体涉及一种红外线吸收剂分散液、透明隔热有机玻璃及其制造方法。

背景技术

太阳光的辐射能大量分布在可见光和红外光，剩余的少部分为紫外光，其中红外光是热效应的主要来源。作为聚合物添加剂的红外线吸收剂，因其可满足在适度透光率基础上热量阻隔的独特功能，在光学材料、激光防护、建筑隔热、近红外隐身等领域具有重要的应用价值，是近年来兴起的一种前沿功能助剂。有机玻璃作为透明材料中的关键成员，若赋予红外线吸收功能，有望在透明隔热领域，获得在充分满足透明度基础上抑制温度上升的特异性应用，以植物栽培为例，研究人员就希望实现有效热量遮蔽而不影响植物生长所需的可见光透过。然而，现有红外吸收剂主要以无机粉体为主，难以在有机玻璃的本征油性体系中进行均相分散以及界面稳固结合，影响热量阻隔的总效率、透光均匀性，以及产品表观，用于浇注工艺制备的有机玻璃时，此种干扰表现的则更为明显。

发明内容

针对上述技术问题，本申请提供一种红外线吸收剂分散液、透明隔热有机玻璃及其制造方法，可以有效赋予有机玻璃可见光下的均匀透明性和红外光下的均匀阻隔功能。

为解决上述技术问题，本申请提供一种红外线吸收剂分散液，包括红外线吸收剂、分散剂以及有机溶剂，所述红外线吸收剂的外层分布所述分散剂，形成分散于所述有机溶剂中的独立单元，所述分散剂的分子结构中存在可与甲基丙烯酸甲酯单体进行自由基共聚反应的活性单元和/或与聚甲基丙烯酸甲酯发生分子间作用力的基团，所述有机溶剂为可与所述甲基丙烯酸甲酯单体、所述聚甲基丙烯酸甲酯相互溶解的有机溶剂。

可选地，所述红外线吸收剂的质量占比为10％-60％、所述分散剂的质量占比≤5％、所述有机溶剂的质量占比≥30％。

可选地，所述红外线吸收剂为无机粉状颗粒，所述无机粉状颗粒包括WO₃、MoO₃、ATO、ITO、BTO、GTO、CsxWO₃中的一种或几种，粒径范围5-100nm。

可选地，所述分散剂为有机硅改性丙烯酸酯、聚酯改性含羟基官能团的聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、含有聚硅氧烷共聚物的低分子量不饱和酸性多元羧酸聚酯、有机盐类、酯类、酰胺类、聚氧乙烯类、烷基和/或磺基甜菜碱、烷基和/或羟基氧化胺中的一种或几种；和/或，所述有机溶剂为烃类溶剂、酯类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂、醚类溶剂、醇醚类溶剂、氯仿、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、二氧六环中的至少一种。

本申请还提供一种透明隔热有机玻璃的制造方法，包括：

a.提供基体材料以及如上所述的红外线吸收剂分散液；

b.制备包括所述基体材料、所述红外线吸收剂分散液、引发剂的均相混合液；

c.对所述均相混合液进行固化，使所述基体材料聚合形成基体，红外线吸收剂通过位于外层的分散剂与所述基体材料进行自由基共聚反应和/或发生分子间作用力而分布在所述基体中；

d.得到透明隔热有机玻璃。

可选地，步骤a，包括：

将甲基丙烯酸甲酯进行聚合，形成包含部分聚合前体的前体混合物以得到所述基体材料；或，