[发明专利]一种自感应水凝胶透光智能玻璃及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自感应水凝胶透光智能玻璃及其制备方法，属于高分子材料技术领域，该自感应水凝胶是一种多响应(热、电、pH)的水凝胶，该自感应水凝胶是由聚合单体、表面活性剂、增强剂、相应的引发剂、交联剂、(加速剂)、盐溶液构成。本发明是以水凝胶中的表面活性剂作为响应单元，其会与盐溶液中的阳离子在凝胶网络中自发生成胶束，胶束会在热、电、pH的作用下粒径发生变化，宏观表现为所制备的凝胶透光度的改变，当水凝胶处于溶液状态时将其注入到夹层玻璃中并密封，待其原位凝胶后即可获得自感应多响应透光智能玻璃；对比其他发明，本发明制备的水凝胶、具有高透光、多响应、响应范围宽(24.5‑48℃)的特点。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种自感应水凝胶透光智能玻璃及其制备方法。

背景技术

智能材料，也被称作Intelligent Material，它是近几十年间刚兴起的材料。与传统材料不同，智能材料仿佛具有生命一般，它可以感知如温度、光照、pH、电场、磁场等的周围环境，并对之做出结构或性质的相应变化。

玻璃，作为一种具有高透明度、强度和硬度的材料，被广泛应用在生产生活之中，其中，玻璃窗户是玻璃最常见的一种用途。而随着科技的发展和人类生活水平的进步，人们对于生活舒适度以及室内装饰的要求也越来越高，传统玻璃窗户的单一的采光和封闭功能已经不能满足人们的需求了，人们迫切需要一种智能玻璃窗户，该智能窗户可实现紫外、可见或红外区光透过率的可逆、动态调节，从而实现照明和太阳光辐射的人为控制，这将会大大降低建筑使用能耗。

如何实现玻璃的智能化，人们多是通过向玻璃空腔中灌注一些智能材料，如热致变色材料、电致变色材料等，即通过加热或者通电的方式使得材料的结构、性质发生改变，引起材料对太阳光折射率的变化，从而在宏观上表现出透明度的变化。但是据本发明发明人研究发现，当前的智能玻璃窗户很多都是在低温下保持透明，随着温度升高透光率逐渐降低，从而在寒冷时保证足够太阳辐射，炎热时减少太阳辐射。然而上述响应变化规律与实际生活是不符的，人们更多的需要是智能玻璃在白天时透明，保证采光，夜晚来临时不透明，保护隐私。此外，当前的智能玻璃还普遍存在着透光率不高(低于90％)，响应温度不可调或温度响应调节范围狭小，响应方式单一(仅支持一种响应方式)等的问题，上述问题的存在无疑大大限制了智能玻璃的广泛应用。

发明内容

发明目的：本发明意在提供一种自感应水凝胶透光智能玻璃，以解决当前智能玻璃透光性与实际生活不匹配、透光度不高、响应方式单一及响应温度不可调的问题；本发明的另一目的是提供其制备方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：一种自感应水凝胶透光智能玻璃，包括平行叠放的玻璃，在所述的玻璃之间形成空腔，在所述的空腔中填充自感应水凝胶后进行密封；所述的自感应水凝胶包括聚合单体、表面活性剂、增强剂、引发剂、交联剂、盐溶液；所述聚合单体为丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、丙烯酸、明胶中的任意一种或多种的混合物。

进一步地，所述的玻璃为钢化玻璃、铯钾玻璃、微晶玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、浮法玻璃、着色玻璃、镀膜玻璃、压花玻璃、夹胶玻璃中的一种或多种的组合。

进一步地，所述的玻璃的厚度不超过6mm。

进一步地，所述的空腔之间通过间隔条，所述间隔条为浮法玻璃间隔条、钢化玻璃间隔条、不锈钢间隔条、铝间隔条、陶瓷间隔条、复合材料间隔条中的一种或多种的组合；所述的密封是采用密封胶，所述密封胶为普通或防水胶带、502胶水、玻璃胶、丁基密封胶、硅酮胶、水合硅酸钠、硅酸钾水合物中的一种或多种的组合。

进一步地，所述的水凝胶中各组分的比例为：表面活性剂与聚合单体的质量比为1:5-3:1；增强剂与聚合单体的质量比为1:1-1:10；交联剂与聚合单体的质量比为1:100-1:1000；引发剂与聚合单体的质量比为1:10-1:30；盐溶液中盐的质量与聚合单体的质量比为1:10-10:1，盐溶液中盐的浓度为0.2mol/L-2.0mol/L。