[发明专利]交联的聚合物体系

说明书

本发明涉及具有可逆的温控辐射透过性、由辐射透导交联的聚合物体系。

本发明还涉及制备这些聚合物体系的方法，以及它们用于通过温度变化来可逆地控制玻璃窗系统和太阳能装置的辐射透过性的应用。

用光线照射封闭空间或工业设备(如太阳能收集器)可将它们加热，根据光量及光线的强度，加热程度会有所不同，在某些情况下会造成损害。例如，太阳光的能量(随昼长和季节而变化)可在建筑物、温室、汽车和房屋内产生不希望的高温。这个问题至今只能用昂贵的遮挡系统、例如覆盖物和百叶窗加以改善。

基于聚合物混合物的、具有温控透光性的玻璃窗系统已公开了于DE 34 36 477 C2中。其中的聚合物混合物在低于某一特定温度时是透明的，而高于此温度时会分离从而浊化。这在以下被称为热致变行为。

然而，上述方法的缺点是，分离的浊化聚合物不能反复地逆向转变为其原来的透明性混合状态。因此，它不能满足温度控制的遮光系统的要求。这种系统需要不断交替地在高温下遮光、在低温下透光。

DE4206317A1叙述了一种化学交联的聚合物混合物，它甚至在长时间加热时也能在一定程度上保持不再分离，因此可逆向转变回到冷却的透明状态。

这些聚合物混合物例如作为一种溶液涂覆到要保护的玻璃表面，并蒸发掉溶剂。

然而DE4206317A1的缺点是，化学交联通常在应用之前进行，这种交联在聚合物与交联剂在溶液中混合后立即进行并且在涂覆玻璃板的过程中持续。这造成热致变聚合物层的粗糙、不均匀表面。该不均匀表面不适于透玻璃窗，在浊化温度之下的温度希望该玻璃窗是透明的。

另外，该聚合物链中需要被交联的活性官能基来进行化学交联，这样就限制了选择适宜的聚合物来制备热致变聚合物的范围。

本发明的一个目的就是克服上述问题。

我们发现此目的可通过具有可逆的温控辐射透过性的聚合物体系(其用辐射诱导交联)，通过制备该新颖聚合物体系的方法，以及通过它们用于通过温度变化来可逆地控制玻璃窗系统和太阳能装置的辐射透过性得以实现。

概括地说温度控制、可逆地浊化聚合物的机理在于，该聚合物体系的结构在某一确定的温度发生变化，从而使辐射透过性改变。

当聚合物混合物的不同折射率的组分随温度变化而分离时，常常会出现这种现象。发生此过程的温度被称为较低的临界分离温度。此温度和热致聚合物混合物的情况都已在DE3436477C2中概括地论述过。

具有温度诱导的辐射透过性的聚合物体系有利地包括至少两种聚合物P1和P2，如果满足了以下约束条件，这些聚合物的化学组成本身并不是重要的。为了得到一种在低温(低于临界分离温度)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之间发生相互作用，在聚合物体系的两种聚合物之间的相互作用必须既不太强也不太弱。如果相互作用太强，聚合物混合物的分离温度很高(可能高于100℃)。如果两种聚合物之间的相互作用太弱，则该聚合物混合物在一定的环境下甚至在室温下就会分离，从而不透明。该转换温度-在该温度该聚合物体系的辐射透过性变化-因而是低于约20℃。在某些情况下，冷却时也根本不相容，因而该聚合混合物仍保持为不透明的。

为了实现短的响应时间-聚合物体系由温度诱导的改变辐射透过性所用的时间-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体系转换温度的玻璃化转变温度。这里聚合物混合物的至少一个聚合物组分的高分子流动性是重要的。分子流动性的一个量度是聚合物的玻璃化转变温度。高流动性可由低分子量聚合物组分支持。在聚合物混合物中只要有一种聚合物具有低玻璃化转变温度、因而也具有高分子流动性就足够了。例如，如果聚合物P2具有低玻璃化转变温度，则第二种聚合物P1可以具有高于转换温度的高玻璃化转变温度，只要相容聚合物混合物的玻璃化转变温度保持在低于浊化温度以下就行。此低流动性的第二种聚合物因此也可被交联而不会太大地增加该聚合物混合物的响应时间，在这方面的进一步细节在DE4206317A1论述。

两聚合物之间的相互作用可通过化学中众所周知的各种机理来达到，例如盐的形成、氢键、配合物的形成、丌电子相互作用(在芳族结构中)或偶极作用。