CN116162268A - 一种光致变色薄膜的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光致变色薄膜的制备方法及其应用，所述光致变色薄膜的制备方法，包括如下步骤：S1、将含钨化合物的溶液与聚合物或光固化树脂溶液混合，得到前驱溶液；S2、将所述前驱溶液振荡0.5‑1.5h后，蒸发1‑2h，得到含有原位生成氧化钨的光致变色薄膜。本发明的光致变色薄膜，在紫外光照射下，可见光以及近红外光的透射率均下降，薄膜表现为颜色变深，从而阻隔太阳热量；撤掉紫外光后，可见光和近红外光线的透射率恢复，薄膜颜色恢复，具有良好的变色性能。另外，本发明还将光致变色薄膜以及人工紫外光源集成为一个系统，可以按照需要进行紫外照射，使其发挥光致变色功能。
Description
技术领域
本发明涉及调光器件技术领域，特别是涉及一种光致变色薄膜的制备方法及其应用。
背景技术
光致变色膜是一种薄膜材料，可以安装在窗户表面或者做成夹胶玻璃。使不具有光致变色性能的聚碳酸酯或玻璃得到光致变色能力。光致变色膜与传统的着色膜有很大的不同。这些薄膜根据光的强度改变色彩的程度。太阳紫外线辐射或亮度的增加会使薄膜变暗，反之亦然。
目前基于光敏染料的光致变色薄膜，主要是调节可见光的透射率，从而改变薄膜颜色，然而现有技术对透射率的调节效果大多较差，已难以满足实际实用的需求。另外，在当前已有的技术应用中，光致变色薄膜的作用发挥完全依赖外界环境中太阳光中的紫外光强度变化，难以进行人工干预，这也使其应用场景受到极大限制。
综上所述，亟需研发一种新的技术方案，以提供新的光致变色薄膜的制备方法并实现器件性能的提高，解决现有技术中存在的问题。
发明内容
基于此，本发明提供了一种光致变色薄膜的制备方法及其制备方法，本发明的光致变色薄膜，在紫外光照射下，可见光以及近红外光的透射率均下降，薄膜表现为颜色变深，从而阻隔太阳热量；撤掉紫外光后，可见光和近红外光线的透射率恢复，薄膜颜色恢复，具有良好的变色性能。另外，本发明还将光致变色薄膜以及人工紫外光源集成为一个系统，可以按照需要进行紫外照射，使其发挥光致变色功能。
本发明的一个目的在于，提供一种光致变色薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将含钨化合物的溶液与聚合物或光固化树脂溶液混合，得到前驱溶液；
S2、将所述前驱溶液振荡0.5-2h后，蒸发1-2h，得到含有原位生成氧化钨(WO3)的光致变色薄膜；
其中，
所述氧化钨的粒径为10-30nm；
所述光致变色薄膜的厚度为15-50μm；
所述含钨化合物的溶液中还包括H2O2。
进一步地，所述含钨化合物选自二氯化钨、三氯化钨、四氯化钨、五氯化钨、六氯化钨中的一种或多种。
进一步地，所述聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯、聚丙烯腈、磺化聚醚醚酮、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
进一步地，所述光固化树脂选自环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、氨基丙烯酸树脂中的一种或多种。
进一步地，所述含钨化合物的溶液中含钨化合物的浓度为15-20wt％。
进一步地，所述聚合物或光固化树脂溶液的浓度为5-40wt％。
进一步地，所述蒸发的温度为40-50℃。
进一步地，所述含钨化合物的溶液与聚合物或光固化树脂溶液的体积比为1:100-1:10。
进一步地，所述光致变色薄膜可采用溶液涂覆或熔融挤出的成膜工艺。
本发明所涉及的光致变色薄膜是基于氧化钨纳米颗粒。这些纳米粒子应该足够小，以防止光的散射，通常在10到30nm的尺寸范围内。光致变色薄膜可以通过从前驱溶液中原位形成氧化钨纳米颗粒或通过将预先合成的氧化钨纳米颗粒分散到聚合物基体或可紫外光固化的树脂中来制备。液相中原位生长策略由于其微观结构控制精确、生产效率高、成本低、稳定性好等优点，被认为是一种合成纳米颗粒的很有前景的方法。对于原位形成氧化钨纳米颗粒的方法，前驱体溶液至少包含一种含钨的化合物，如氯化钨，该化合物溶解在聚合物基体或可紫外光固化树脂中，该前驱体溶液暴露在空气中，空气中的水分子参与进行水解反应后形成氧化钨纳米颗粒。无论是通过原位形成氧化钨纳米颗粒的方法，还是通过将预先合成的氧化钨纳米颗粒分散到聚合物基体或可紫外光固化的树脂中，最终都可以采用标准的薄膜制备工艺来制备光致变色薄膜，比如多种溶液涂膜工艺或者高分子挤出镀膜法。所制备的光致变色薄膜在紫外光照射下，可见光以及近红外光的透射率均下降，薄膜表现为颜色变深，同时阻隔太阳热量。停止紫外光照后，可见光和近红外光线的透射率恢复，薄膜颜色恢复，变色过程为可逆过程。
本发明的另一个目的在于，提供一种光致变色器件，包括上述光致变色薄膜的制备方法制备的光致变色薄膜、基底、UV光导和控制电源。
进一步地，所述光致变色器件在紫外光照射下，颜色变深，可见光以及近红外光的透射率均下降；停止紫外光照后，薄膜颜色恢复，可见光和近红外光线的透射率恢复。
进一步地，所述光致变色器件的变色过程为可逆过程。
进一步地，所述紫外光导采用侧边贴合的方式，并由控制电源调控，通电状态下，紫外光所形成的光场可将整个薄膜覆盖，或者覆盖具有特定形状图案的某一区域。
进一步地，所述光致变色薄膜可以采用贴膜的方式直接粘贴到普通玻璃表面，也可作为中间膜填入到夹胶玻璃中。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明提供了一种光致变色薄膜，该薄膜具有较强的光致变色性能，对透射率的调节效果良好，在太阳光中的紫外光照射下，该薄膜可以自动切换对可见光以及红外光的透射率，从而自适应调节薄膜自身颜色以及隔热效果，同时，还可以通过电压控制的外接紫外光源，实现按需调控颜色和隔热功能。
2.本发明的光致变色薄膜既可以直接采用贴膜的方式粘贴到普通玻璃表面，也可作为中间膜填入到夹胶玻璃中，依据此特性，可利用贴膜方式对现有的窗户玻璃进行改造，或者作为中间膜制备夹胶薄膜，具有良好的应用前景。
附图说明
图1示出了实施例1的光致变色器件的俯视结构示意图。
图2示出了实施例1的光致变色器件的侧面截面结构示意图。
图3示出了实施例1的光致变色薄膜在透明状态和有色状态的透射光谱图。
图4示出了实施例1的光致变色薄膜在紫外光照射前后的实物图；
其中，
图4(a)为紫外光照射前；
图4(b)为紫外光照射后。
图5示出了实施例1的光致变色器件在UV光导通电前后的实物图；
其中，
图5(a)为通电前；
图5(b)为通电后。
图6示出了实施例2的光致变色薄膜在透明状态和有色状态的透射光谱图。
图7示出了实施例3的光致变色薄膜在透明状态和有色状态的透射光谱图。
图8示出了实施例4的光致变色薄膜在透明状态和有色状态的透射光谱图。
附图标记：1-控制电源；2-UV光导；3-光致变色薄膜；4-控制开关。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，列举如下实施例。实施例中所出现的原料、反应和后处理手段，除非特别声明，均为市面上常见原料，以及本领域技术人员所熟知的技术手段。
本发明中的词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
应当理解，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。
实施例1
一种光致变色薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚甲基丙烯酸甲酯溶于氯甲烷中，得到5.9wt％的PMMA溶液；
将WCl6(16.6wt％)和H2O2(3.3wt％)溶于N,N-二甲基甲酰胺中，得到含钨化合物的溶液；
将1mL所述含钨化合物的溶液与10mLPMMA溶液混合，得到前驱溶液；
S2、将所述前驱溶液振荡1h后，40℃下蒸发1h，得到含有原位生成氧化钨的光致变色薄膜；
其中，
所述氧化钨的粒径为22nm；
所述光致变色薄膜的厚度为40μm。
一种光致变色器件，其制备方法包括如下步骤：
将上述光致变色薄膜贴在玻璃基底表面上，然后将UV光导绕玻璃基底四周固定。根据玻璃基底尺寸大小调整UV光导与薄膜表面的角度以确保灯珠辐照范围包含整个光致变色薄膜，然后将所述UV光导与控制电源电性连接，得到所述光致变色器件。
图1示出了实施例1的光致变色器件的俯视结构示意图。
图2示出了实施例1的光致变色器件的侧面截面结构示意图。
图3示出了实施例1的光致变色薄膜在透明状态和有色状态的透射光谱图。
图4示出了实施例1的光致变色薄膜在紫外光照射前后的实物图；
其中，
图4(a)为紫外光照射前；
图4(b)为紫外光照射后。
图5示出了实施例1的光致变色器件在UV光导通电前后的实物图；
其中，
图5(a)为通电前；
图5(b)为通电后。
附图标记：1-控制电源；2-UV光导；3-光致变色薄膜；4-控制开关。
根据图3-图4可以看出，当用5mW·cm-2的365nm紫外光照射薄膜1min时，薄膜在可见光区域和近红外光区域都会改变其透射光谱，同时，薄膜的颜色由无色透明变成蓝色透明。当去除紫外线光源时，薄膜会逐渐恢复到初始状态。
根据图5可以看出，初始状态下，薄膜呈现无色高透状态，打开UV光导电源开关，照射25min后，薄膜颜色明显变深，说明可以通过UV光导来按需控制薄膜变色，本发明具有良好的光致变色性能。可以通过进一步增加UV光导的光强强度来增加薄膜变色的对比度，使透射率变化差异更加明显。
实施例2
一种光致变色薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1、将聚甲基丙烯酸甲酯溶于1,2-二氯乙烷中，在60℃下搅拌7h，得到40wt％的PMMA溶液；
将WCl6(16.8wt％)和H2O2(3.6wt％)在N,N-二甲基甲酰胺中的溶液在平板振动器上摇动约1h，得到含钨化合物的溶液；
将0.75mL所述含钨化合物的溶液加入到7.5mLPMMA溶液中，得到前驱溶液；
S2、将所述前驱溶液在60℃下混合2h，得到含有原位生成氧化钨的光致变色薄膜溶液；
使用间隙为120μm的间隙涂布器，在40℃下以6m/min的速度将所述光致变色薄膜溶液涂布到PET基材上，然后在40℃下干燥1h，得到光致变色薄膜；
其中，
所述氧化钨的粒径为22nm；
所述光致变色薄膜的厚度为18μm。
一种光致变色器件，其制备方法包括如下步骤：
将UV光导绕上述光致变色薄膜四周固定。根据玻璃基底尺寸大小调整UV光导与薄膜表面的角度以确保灯珠辐照范围包含整个光致变色薄膜，然后将所述UV光导与控制电源电性连接，得到所述光致变色器件。
图6示出了实施例2的光致变色薄膜在透明状态和有色状态的透射光谱图。
当用大约880mJ·cm-2的365nm紫外光剂量照射薄膜时，观察到可见光和近红外区域的透射率下降。当把薄膜放在黑暗中过夜后，又回到了初始状态。
实施例3
一种光致变色薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将丙烯酸紫外线固化树脂(Allnex Ebecryl 745，2g)加入1,2-二氯乙烷(4mL)，在60℃下搅拌1h，得到光固化树脂溶液；
将氯化钨(WCl6，16.9wt％)和H2O2(3.5wt％)加入N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，在平板摇床上摇动1h，得到含钨化合物的溶液；
将0.75mL所述含钨化合物的溶液和0.1g光引发剂(OmniRadTPO)加入光固化树脂溶液中，得到前驱溶液；
S2.将所述前驱溶液在平板振动器上振荡1h后，采用间隙为120μm的涂布机，40℃下以10m/min的速度将前驱溶液涂布在PET基材上，放置1h使溶剂蒸发，然后用紫外干燥器(IGT UV Dryer 12-1)以1160J/cm2的剂量照射进行紫外线固化，得到含有原位生成氧化钨的光致变色薄膜；
其中，
所述氧化钨的粒径为22nm；
所述光致变色薄膜的厚度为16μm。
图7示出了实施例3的光致变色薄膜在透明状态和有色状态的透射光谱图。
当用大约318mJ/cm2的365nm紫外线剂量照射薄膜时，光致变色薄膜变色，其在可见光和近红外光透射率的降低，并能在黑暗中一夜之间恢复到初始状态。
实施例4
一种光致变色薄膜的制备方法，包括如下步骤：
S1.将脂肪族聚氨酯丙烯酸树脂(Allnex Ebecryl 4680，2g)加入1,2-二氯乙烷(4mL)，在60℃下搅拌1h，得到树脂溶液；
将氯化钨(WCl6，16.9wt％)和H2O2(3.5wt％)加入N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，在平板摇床上摇动1h，得到含钨化合物的溶液；
将0.75mL所述含钨化合物的溶液和0.1g光引发剂(OmniRadTPO)加入树脂溶液中，得到前驱溶液；
S2.将所述前驱溶液在平板振动器上振荡1h后，采用间隙为120μm的涂布机，40℃下以10m/min的速度将前驱溶液涂布在PET基材上，放置1h使溶剂蒸发，然后用紫外干燥器(IGT UV Dryer 12-1)以1160J/cm2的剂量照射进行紫外线固化，得到含有原位生成氧化钨的光致变色薄膜；
其中，
所述氧化钨的粒径为22nm；
所述光致变色薄膜的厚度为16μm。
图8示出了实施例4的光致变色薄膜在透明状态和有色状态的透射光谱图。
该光致变色薄膜在365nm紫外光(约318mJ/cm2)的照射下，显示出可见光和近红外光透射率的降低。
对比例1
一种光致变色薄膜的制备方法，本对比例与实施例1的区别在于：将0.11g商用氧化钨(粒径50-100nm)加入10mL 5.9wt％PMMA溶液中，得到前驱溶液，然后将所述前驱溶液振荡1h后，40℃下蒸发1h，得到对应薄膜。
测试例
对实施例1和对比例1制备的光致变色薄膜进行性能测试。
测试方法：
取实施例1的样品与对比例1的样品进行透射率数据测试。
在UV光照射前，分别利用海洋光谱仪记录对应透射率。之后将两样品放在5mW·cm-2的365nm紫外光下照射1min后，利用海洋光谱仪记录相关透射率数据。取600nm为参考波长点位，对比透射率数据。
测试结果如表1所示：
表1性能测试结果
| 项目 | 初始透射率 | 光照透射率 | 变色性能 |
| 实施例1 | 88.52％ | 71.93％ | 有 |
| 对比例1 | 87.2％ | 87.0％ | 无 |
根据表1可以得出，实施例1出现良好的变色效果，透射率出现明显降低；而直接采用氧化钨颗粒的对比例1未出现变色效果，透射率保持不变。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种光致变色薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将含钨化合物的溶液与聚合物或光固化树脂溶液混合，得到前驱溶液；
S2、将所述前驱溶液振荡0.5-2h后，蒸发1-2h，得到含有原位生成氧化钨的光致变色薄膜；
其中，
所述氧化钨的粒径为10-30nm；
所述光致变色薄膜的厚度为15-50μm；
所述含钨化合物的溶液中还包括H2O2。
2.根据权利要求1所述光致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述含钨化合物选自二氯化钨、三氯化钨、四氯化钨、五氯化钨、六氯化钨中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述光致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚合物选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、磺化聚醚醚酮、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述光致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述光固化树脂选自环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、氨基丙烯酸树脂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述光致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述含钨化合物的溶液中含钨化合物的浓度为15-20wt％。
6.根据权利要求1所述光致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述聚合物或光固化树脂溶液的浓度为5-40wt％。
7.根据权利要求1所述光致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述蒸发的温度为40-50℃。
8.根据权利要求1所述光致变色薄膜的制备方法，其特征在于，所述含钨化合物的溶液与聚合物或光固化树脂溶液的体积比为1:100-1:10。
9.一种光致变色器件，其特征在于，包括通过权利要求1-8任一项所述光致变色薄膜的制备方法制备的光致变色薄膜、基底、UV光导和控制电源。
10.根据权利要求9所述光致变色器件，其特征在于，所述光致变色器件在紫外光照射下，颜色变深，可见光以及近红外光的透射率均下降；停止紫外光照后，薄膜颜色恢复，可见光和近红外光线的透射率恢复。
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Cited By (2)
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