CN105204262B - 电致变色智能窗及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电致变色智能窗及其封装方法，包括依次贴合的第一玻璃基底、第一透明导电层、电致变色层、电解质层、第二透明导电层和第二玻璃底基，其技术方案要点是：位于所述电致变色层和第二透明导电层间还设有用于包覆封挡所述电解质层的电解液的封装结构。本发明提供电致变色智能窗及其封装方法，密封性好，封装平整度好，能有效防止漏液等问题的出现，且电致变色智能窗着色均匀。
Description
【技术领域】
本发明涉及电致变色智能窗及其封装方法。
【背景技术】
电致变色是指材料在外加电场或电流作用下所引起的颜色和透明度的可逆变化，这种变化是由于材料在紫外、可见光或近红外区域的光学属性(透射率、反射率或吸收率)在外加电场作用下产生了稳定的可逆变化而引起的。80年代初期，美国科学家C.M.Lampert和瑞典科学家C.G.Granqvist等提出了以电致变色薄膜为基础的新型智能节能窗，称为智能窗(Smart window)，这被认为是电致变色研究的一个里程碑。电致变色智能窗中最常用的为液态电解质，垂直安装的窗结构中，电解质需分布均匀且***露，对封装工艺有着极高要求。而在一般应用中，智能窗仅采用环氧树脂进行封装，且一般采用涂抹形式进行封装，导致平整度不够。
【发明内容】
本发明目的是克服现有技术中的不足，提供电致变色智能窗及其封装方法，密封性好，封装平整度好，能有效防止漏液等问题的出现，且电致变色智能窗着色均匀。
本发明是通过以下技术方案实现的：
电致变色智能窗，包括依次贴合的第一玻璃基底、第一透明导电层、电致变色层、电解质层、第二透明导电层和第二玻璃底基，其特征在于：位于所述电致变色层和第二透明导电层间还设有用于包覆封挡所述电解质层的电解液的封装结构。
如上所述的电致变色智能窗，其特征在于所述封装结构包括由双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)、纳米SiO2、引发剂经可见光固化形成的封装框架，所述封装框架上贴有用于防止液态电解质漏出的热塑膜。
如上所述的电致变色智能窗，其特征在于所述电解质层上靠近所述第二透明导电层的一侧设有贯穿该侧的所述第二透明导电层和第二玻璃底基且一端与所述电解质层连通用于向其内注射液态电解质的通孔，所述通孔的另一端设有用于封堵其的封挡头。
如上所述的电致变色智能窗，其特征在于所述封装框架的厚度为1-5mm，所述热塑膜的厚度为25mm。
如上所述的电致变色智能窗，其特征在于所述热塑膜由Surlyn树脂材质制成。
如上所述的电致变色智能窗，其特征在于所述封挡头由双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)、纳米SiO2、引发剂经可见光固化形成。
如上所述的电致变色智能窗，其特征在于所述第一透明导电层由氧化铟锡(ITO)玻璃或氟化氧化铟锡(FTO)玻璃制成。
如上所述的电致变色智能窗的封装方法，其特征在于包括以下步骤：
1)、在第二透明导电层上用丝网印刷出凸起的封装框架，四周宽度设置在200-310mm，经可见光将其固化；
2)、在固化的封装框架上贴上热塑膜，两者的宽度均为4mm；
3)、将智能窗置于热封机中，通过热压将热塑膜密封；
4)、通过通孔将电解液注入电解质层，采用与封装框架相同材质的光固化树脂封闭通孔。
如上所述的电致变色智能窗的封装方法，其特征在于所述热塑膜进行热封的温度为100-130度，时间为10-15S。
本发明的的优点：
1、本发明提供电致变色智能窗及其封装方法，由第一玻璃基底、第一透明导电层、电致变色层组成工作电极，由电解层及第二透明导电层、第二玻璃基底组成对电极进行工作，工作电极和对电极在工作中通过切换电极方向，改变窗户的外观颜色。
2、本发明由光固化的封装框架和热塑膜与电解层紧密贴合，不易脱落，两者形状能够根据电致变色智能窗轮廓形状进行设置，带来良好的外观效果。
3、本发明同时保证电解质密封良好***露，且封装结构与电解层匹配良好，分布均一，智能窗着色均匀。
4、本发明使用丝网印刷出凸起的光固化的封装框架，能保证框架整体厚度的均匀性，从而使封装平整度极大提升。
【附图说明】
图1是本发明侧视示意图。
【具体实施方式】
结合附图对本发明的电致变色智能窗进行说明，本智能窗包括依次贴合的第一玻璃基底1、第一透明导电层2、电致变色层3、电解质层4、第二透明导电层5和第二玻璃底基6，位于所述电致变色层3和第二透明导电层5间还设有用于包覆封挡所述电解质层4的电解液的封装结构7。由第一玻璃基底、第一透明导电层、电致变色层组成工作电极，由电解质层及第二透明导电层、第二玻璃基底组成对电极进行工作，工作电极和对电极在工作中通过切换电极方向，改变窗户的外观颜色，封装结构与电解质层匹配良好，前者形状能够根据电致变色智能窗轮廓形状进行设置，带来良好的外观效果，同时保证电解质分布均匀***露，平整度极大提升。
所述封装结构7包括由双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)、纳米SiO2、引发剂经可见光固化形成的封装框架71，所述封装框架71上贴有用于防止液态电解质漏出的热塑膜72。封装结构采用树脂的封装框架加热塑膜的方法进行封装，能有效防止材料的脱落，所制备的电致变色智能窗密封性好，封装平整度好，能有效防止漏液等问题的出现，引发剂分子在紫外光区(250～400nm)或可见光区(400～800nm)有一定吸光能力，在直接或间接吸收光能后，引发剂分子从基态跃迁到激发单线态，经系间窜跃至激发三线态，在激发单线态或三线态经历单分子或双分子化学作用后，产生能够引发单体聚合的活性碎片，这些活性碎片可以是自由基、阳离子、阴离子等，光引发剂是光固化胶黏剂的重要组分之一，它对固化速率起着决定性作用，光引发剂受紫外光照射后，吸收光的能量，***成2个活性自由基，引发光敏树脂和活性稀释剂发生连锁聚合，使胶黏剂交联固化，其特点是快速、环保、节能。
所述电解质层4上靠近所述第二透明导电层5的一侧设有贯穿该侧的所述第二透明导电层5和第二玻璃底基6且一端与所述电解质层4连通用于向其内注射液态电解质的通孔8，所述通孔8的另一端设有用于封堵其的封挡头9。在对电极的一侧设置用于注射电解液的通孔，注射完成后可封堵。
所述热塑膜72由Surlyn树脂材质制成。热塑膜优选3M的Surlyn树脂。
所述第一透明导电层2由氧化铟锡ITO玻璃或氟化氧化铟锡FTO玻璃制成。第一透明导电层和第二透明导电层材质相同，第一玻璃基底和第二玻璃基底材质相同，第一透明导电层和第二透明导电层优选氧化铟锡(ITO)玻璃或氟化氧化铟锡(FTO)玻璃。这两种玻璃具有高透过率，其中氟化氧化铟锡(FTO)玻璃由于掺杂氟的原因，其具备对可见光透光性好、紫外吸收系数大、电阻率低、化学性能稳定以及室温下抗酸碱能力强。
列举几种具体的电致变色智能窗封装方法：
实施例1：
电致变色智能窗封装方法，包括如下步骤：
1)在第二透明导电层四周，根据电致变色智能窗轮廓形状，用双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)、纳米SiO2、引发剂，通过丝网印刷出凸起的封装框架，四周宽度设置在200mm；
2)在固化的封装框架上贴上热塑膜，封装框架厚度为5mm，热塑膜厚度为25mm，两者的宽度均为4mm；
3)将智能窗置于热封机中，通过热压将热塑膜密封，温度为100度，热压时间为15s，将电致变色智能窗置于热封机中，通过热压将电致变色智能窗密封好；
4)通过通孔注入电解液，采用与封装框架相同材质的光固化树脂封闭通孔。
实施例2：
电致变色智能窗封装方法，包括如下步骤：
1)在第二透明导电层四周，根据电致变色智能窗轮廓形状，用双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)、纳米SiO2、引发剂，通过丝网印刷出凸起的封装框架，四周宽度设置在260mm；
2)在固化的封装框架上贴上热塑膜，封装框架厚度为1mm，热塑膜厚度为25mm，两者的宽度均为4mm；
3)将智能窗置于热封机中，通过热压将热塑膜密封，温度为130度，热压时间为10s，将电致变色智能窗置于热封机中，通过热压将电致变色智能窗密封好；
4)通过通孔注入电解液，采用与封装框架相同材质的光固化树脂封闭通孔。
实施例3：
电致变色智能窗封装方法，包括如下步骤：
1)在第二透明导电层四周，根据电致变色智能窗轮廓形状，用双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)、纳米SiO2、引发剂，通过丝网印刷出凸起的封装框架，四周宽度设置在310mm；
2)在固化的封装框架上贴上热塑膜，封装框架厚度为3mm，热塑膜厚度为25mm，两者的宽度均为4mm；
3)将智能窗置于热封机中，通过热压将热塑膜密封，温度为125度，热压时间为12s，将电致变色智能窗置于热封机中，通过热压将电致变色智能窗密封好；
4)通过通孔注入电解液，采用与封装框架相同材质的光固化树脂封闭通孔。
本发明提供的电致变色智能窗封装方法，不会因加热温度过低或加热时间过短，而导致低于热塑膜的熔融温度或热塑膜来不及完全熔融，进而导致器件密封性差，出现电解质漏液等现象；也不会因加热温度过高或加热时间过长，而导致框架的软化以及热塑膜的完全融化，进而导致出现器件平整度不够或器件密封不均匀的现象。
Claims (8)
1.电致变色智能窗，包括依次贴合的第一玻璃基底(1)、第一透明导电层(2)、电致变色层(3)、电解质层(4)、第二透明导电层(5)和第二玻璃底基(6)，其特征在于：位于所述电致变色层(3)和第二透明导电层(5)间还设有用于包覆封挡所述电解质层(4)的电解液的封装结构(7),所述封装结构(7)包括由双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)、纳米SiO2、引发剂经可见光固化形成的封装框架(71)，所述封装框架(71)上贴有用于防止液态电解质漏出的热塑膜(72)。
2.根据权利要求1所述的电致变色智能窗，其特征在于所述电解质层(4)上靠近所述第二透明导电层(5)的一侧设有贯穿该侧的所述第二透明导电层(5)和第二玻璃底基(6)且一端与所述电解质层(4)连通用于向其内注射液态电解质的通孔(8)，所述通孔(8)的另一端设有用于封堵其的封挡头(9)。
3.根据权利要求1所述的电致变色智能窗，其特征在于所述封装框架(71)的厚度为1-5mm，所述热塑膜(72)的厚度为25mm。
4.根据权利要求2所述的电致变色智能窗，其特征在于所述热塑膜(72)由Surlyn树脂材质制成。
5.根据权利要求2所述的电致变色智能窗，其特征在于所述封挡头(9)由双酚A双甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)、纳米SiO2、引发剂经可见光固化形成。
6.根据权利要求1所述的电致变色智能窗，其特征在于所述第一透明导电层(2)由氧化铟锡(ITO)玻璃或氟化氧化铟锡(FTO)玻璃制成。
7.权利要求1所述的电致变色智能窗的封装方法，其特征在于包括以下步骤：
1)、在第二透明导电层上用丝网印刷出凸起的封装框架，四周宽度设置在200-310mm，经可见光将其固化；
2)、在固化的封装框架上贴上热塑膜，两者的宽度均为4mm；
3)、将智能窗置于热封机中，通过热压将热塑膜密封；
4)、通过通孔将电解液注入电解质层，采用与封装框架相同材质的光固化树脂封闭通孔。
8.根据权利要求7所述的电致变色智能窗的封装方法，其特征在于所述热塑膜(72)进行热封的温度为100-130度，时间为10-15S。
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