CN111421918B - 带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃 - Google Patents

带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃，其技术要点包括至少两层玻璃层，相邻两层玻璃层之间通过粘结胶片设有调光膜，其中一层所述玻璃层的表面设有纳米透明隔热层。所述涂料包括以下组分：疏水型纳米二氧化硅气凝胶，聚二甲基硅氧烷，水玻璃浆料，可分散乳胶粉份，分散剂份，乳化剂份，成膜助剂份，水。在本发明中，使用者可以通过控制电流的通断，从而智能地控制调节玻璃呈现透明状态和不同色彩的非透明状态，使得调光玻璃可以充当窗帘和幕布等，而且还具有很好的隐私保护功能；同时，本发明利用纳米透明隔热层取代Low‑E玻璃面，施工更为方便，同时，还具有良好的的隔热性能。

Description

带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃
技术领域
本发明涉及调节玻璃领域，更具体地说，它涉及一种带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃。
背景技术
调光玻璃是一种将液晶膜复合进两层玻璃中间，经高温高压胶合后一体成型的夹层结构的新型特种光电玻璃产品，使用者通过控制电流的通断与否控制玻璃的透明与不透明状态。同时为了提高玻璃的保温隔热性能，通常在玻璃整体结构中增加Low-E玻璃面，以提高玻璃的隔热性能。
现有授权公告号为CN203947975U的中国专利，公开了一种遮阳low-e中空玻璃，它包括有调光玻璃及平板玻璃组成的中空玻璃，所述调光玻璃的内侧玻璃与平板玻璃之间设有装有分子筛的铝隔条，铝隔条与两片玻璃之间为中空部分，铝隔条与两片玻璃相结合的两侧面设有第一道密封带，两片玻璃四周设有第二道密封带，平板玻璃在中空腔内的这一面上设有透光率不低于70％的高透低辐射膜。
但是，由于在玻璃上贴附高透低辐射膜的时候，为了保证玻璃的透光性，必须要求膜纸在玻璃上无褶皱、无气泡，施工比较麻烦。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃，本发明利用纳米透明隔热层取代Low-E玻璃面，使得在加工纳米透明隔热层的时候，直接采用喷涂的方式，施工更为方便，而且本发明中的纳米透明隔热层从传导、对流和辐射三方面入手，使得调光玻璃具有良好的的隔热性能。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃，包括至少两层玻璃层，其特征在于：相邻两层所述玻璃层之间通过粘结胶片设有调光膜，其中一层所述玻璃层的表面设有纳米透明隔热层。
通过采取上述技术方案，在两层玻璃之间夹设调光膜，使用者可以通过控制电流的通断，从而智能地控制调节玻璃呈现透明状态和非透明状态，因此在日常生活中，使用者可以将调光玻璃充当窗帘和幕布等，满足日常生活所需之外，还具有很好的隐私保护功能；同时，本发明将传统玻璃结构中用来隔热的Low-E玻璃面更换为纳米透明隔热层，不仅可以依然保证调光玻璃的隔热性能，而且在施工过程中，采用涂刷的方式对纳米透明隔热层进行施工，不仅施工简单，施工效率高，而且使得纳米透明隔热层与玻璃附着力更好。
本发明的进一步设置为：所述纳米透明隔热层的原料按重量份包括以下组分：疏水型纳米二氧化硅气凝胶20-35份，聚二甲基硅氧烷10-23份，水玻璃浆料10-16份，可分散乳胶粉12-21份，分散剂6-12份，乳化剂4-9份，成膜助剂5-10份，水32-56份。
通过采取上述技术方案，疏水型纳米二氧化硅气凝胶作为一种低导热系数的材料，疏水型纳米二氧化硅气凝胶具有很多闭合的空隙结构，从而空气可以充斥在疏水型纳米二氧化硅气凝胶的空隙中，利用空隙导热系数很低的原理，使得纳米透明隔热层具有很低的导热系数；而且疏水型纳米二氧化硅气凝胶对太阳光谱的选择特性，能有效屏蔽红外热辐射和阻隔紫外线，还具有防静电、防眩光、抑制紫外线照射破坏等功能。
而且，疏水型纳米二氧化硅气凝胶和聚二甲基硅氧烷都具有很好的疏水性能，因此可以大大降低水汽对纳米透明隔热层的侵入，减少水腐蚀的同时，纳米透明隔热层中不含有水分，从而避免了水的导热系数大而降低玻璃隔热效果的问题。
同时，本发明加入了可分散乳胶粉，可分散乳胶粉可以遇水分散，失水后可以形成连续的薄膜，而且可分散乳胶粉具有良好的粘结性能；同时，由于疏水型纳米二氧化硅气凝胶的粒径比可分散乳胶粉小的多，因此疏水型纳米二氧化硅气凝胶可以充分卡嵌在可分散乳胶粉的分子结构中，从而可分乳胶粉可以对疏水型纳米二氧化硅气凝胶中连续开放的空隙进行封堵，进一步避免水分的侵入的同时，使得处于疏水型纳米二氧化硅气凝胶的空气属于静止状态，避免了空气在疏水型纳米二氧化硅气凝胶空隙中发生对流传热，提高玻璃的隔热性能。
本发明还加入了水玻璃浆料为基础浆料，配合聚二甲基硅氧烷和可分散乳胶份的粘性，使得涂料具有良好的附着力，同时加入了分散剂、乳化剂和成膜助剂作用功能性添加剂，使得涂料体系各组分充分混合，具有良好成膜性能，从而本发明中的纳米透明隔热层从传导、对流和辐射三方面入手，使得调光玻璃具有良好的的隔热性能。
本发明的进一步设置为，所述纳米透明隔热层的原料按重量份包括以下组分：疏水型纳米二氧化硅气凝胶28份，聚二甲基硅氧烷16份，水玻浆料15份，可分散乳胶粉17份，分散剂8份，乳化剂6份，成膜助剂7份，水52份。
通过采取上述技术方案，对涂料中的各组分含量进行进一步的细化，促使各组分达到最佳配比，进一步提高纳米透明隔热层的隔热性能。
本发明的进一步设置为，所述水玻璃浆料按重量份包括以下组分：水玻璃20-35份，硅丙乳液5-9份，水性有机硅分散剂N-17643-6份。
通过采取上述技术方案，水玻璃作为硅酸钠的水溶液，可以很好地溶于水，利用其高效的粘结力，可以很好地使得纳米透明隔热层粘附在玻璃上；而硅丙乳液在水性有机硅分散剂N-1764的分散作用下，也可以很好地分散在涂料体系中，而且硅丙乳液具有具有良好的附着力和耐水性，可以很好地提高纳米透明隔热层在玻璃上的附着力，同时硅丙乳液具有一定的疏水性，进一步减少水汽对纳米透明隔热层的影响。
本发明的进一步设置为，所述分散剂按重量份包括以下组分：丙二醇甲醚醋酸酯13-21 份，硅烷偶联剂kh5708-16份。
通过采取上述技术方案，丙二醇甲醚醋酸酯首先作为一种高级溶剂，分子中既有醚键作为亲水基，又有脂基和烷基作为亲油基，可以很好地促进涂料体系中组分的分散；而硅烷偶联剂kh570分子中的一部分官能团可与有机分子反应，另一部分官能团可与无机物表面的吸附水反应，形成牢固的粘合，因此硅烷偶联剂kh570分散在涂料体系中，可以提高各组分的分散性以及提高各组分间的粘结性。
本发明的进一步设置为，所述乳化剂按重量份包括以下组分：二丙二醇甲醚15-23份，羟丙基甲基纤维素10-18份。
通过采取上述技术方案，二丙二醇甲醚作为一种无色透明液体，可与水混溶，并溶解高分子化合物，从而为涂料的乳化提供便利；羟丙基甲基纤维素同样作为一种溶于水的材料，则是起到了主要的乳化性能，使得涂料体系混合均一，使得纳米透明隔热层质地均匀。
本发明的进一步设置为，所述成膜助剂按重量份包括以下组分：聚乙烯醇6-18份，聚乙二醇单甲醚8-16份。
通过采取上述技术方案，聚乙烯醇作为一种水溶性环保型高分子聚合物，无毒无污染，具有很好的成膜性能、乳化性能、粘结性能，可以很好地促进涂料成膜，使得纳米透明隔热层具有优异的附着力、耐摩擦性、伸张强度；而聚乙二醇单甲醚则可以很好地溶于水，由于其具有良好的润湿性和润滑性，从而提高纳米透明隔热层的成膜光滑度。
本发明的进一步设置为，所述可分散乳胶粉为1000-1100目的粉料。
通过采取上述技术方案，尺寸细化后的可分散乳胶粉可以更好地分散在涂料体系中，使得涂料的质地更为均一，成膜后表面质量更高。
本发明的进一步设置为，所述涂料的制备方法包括以下步骤：
将可分散乳胶粉原料加入球磨机中，球磨得到所需规格的粉料；
将疏水型纳米二氧化硅气凝胶和球磨后的可分散乳胶粉共同加入到球磨机中，球磨60-62h，得到预制粉料；
将预制粉料、聚二甲基硅氧烷、水玻璃浆料、可分散乳胶粉、分散剂、乳化剂、成膜助剂和水放入搅拌机中，在600-650转/分钟的转速下，混合60-70min得到涂料。
通过采取上述技术方案，将疏水型纳米二氧化硅气凝胶和球磨后的可分散乳胶粉预先球磨得到预制粉料，使得疏水型纳米二氧化硅气凝胶可以更好地嵌入到可分散乳胶粉中，使得涂覆得到的纳米透明隔热层具有更好的隔热效果。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.本发明利用纳米透明隔热层代替了Low-E玻璃面，在保证调光玻璃的隔热性能的前提下，纳米透明隔热层施工更为简单，施工效率更高，玻璃附着力更好；
2.本发明中的纳米透明隔热层原料中，添加了疏水型纳米二氧化硅气凝胶、可分散乳胶份和聚二甲基硅氧烷等，从传导、对流和辐射三方面入手，使得调光玻璃具有良好的的隔热性能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图标记：1、玻璃层；2、调光膜；3、粘结胶片；4、纳米透明隔热层；5、中空层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
Figure BDA0002429243100000041
实施例一：
本发明公开了一种带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃，如图1所示，包括三层 6mm厚的玻璃层1、一层0.4mm厚的调光膜2和一层纳米透明隔热层4，调光膜2通过0.76mm 厚的粘结胶片3设置在相邻两层玻璃层1之间，本实施例的粘结胶片3为EVA胶片；而且在本实施例中，还设置有一层中空层5以进一步提高玻璃的隔热和隔音性能；在本实施例中，由室内侧开始，依次设置为玻璃层1、粘结胶片3、调光膜2、粘结胶片3、玻璃层1、中空层5和室外侧的玻璃层1，纳米透明隔热层4则涂覆在位于室内侧的玻璃层1靠近中空层5 的一侧。在玻璃窗的施工过程中，对于纳米透明隔热层4的施工，直接采用涂刷的方式即可。而且在调光玻璃的使用过程中，使用者可以通过控制电流的通断，智能地控制调节玻璃呈现透明状态和不同色彩的非透明状态，将调光玻璃可以充当窗帘和幕布等。
实施例二
一种带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃，纳米透明隔热层4的原料按重量份包括以下组分：疏水型纳米二氧化硅气凝胶20份，聚二甲基硅氧烷15份，水玻璃浆料10份，可分散乳胶粉18份，分散剂6份，乳化剂5份，成膜助剂5份，水35份。
其中：
水玻璃浆料按重量份包括以下组分：水玻璃20份，硅丙乳液7份，水性有机硅分散剂N-1764 4份，而且将水玻璃、硅丙乳液和水性有机硅分散剂N-1764置于搅拌机中，在450转/分钟的转速下混合40min即可得到水玻璃浆料。
分散剂按重量份包括以下组分：丙二醇甲醚醋酸酯13份，硅烷偶联剂kh57010份。
乳化剂按重量份包括以下组分：二丙二醇甲醚15份，羟丙基甲基纤维素13份。
成膜助剂按重量份包括以下组分：聚乙烯醇6份，聚乙二醇单甲醚12份。
实施例三：
一种带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃，纳米透明隔热层4的原料按重量份包括以下组分：疏水型纳米二氧化硅气凝胶25份，聚二甲基硅氧烷10份，水玻璃浆料12份，可分散乳胶粉12份，分散剂7份，乳化剂4份，成膜助剂7份，水32份。
其中：
水玻璃浆料按重量份包括以下组分：水玻璃22份，硅丙乳液5份，水性有机硅分散剂N-1764 3份，而且将水玻璃、硅丙乳液和水性有机硅分散剂N-1764置于搅拌机中，在450转/分钟的转速下混合40min即可得到水玻璃浆料。
分散剂按重量份包括以下组分：丙二醇甲醚醋酸酯15份，硅烷偶联剂kh5708份。
乳化剂按重量份包括以下组分：二丙二醇甲醚15-23份，羟丙基甲基纤维素10-18份。
成膜助剂按重量份包括以下组分：聚乙烯醇6份，聚乙二醇单甲醚8份。
实施例四：
一种带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃，纳米透明隔热层4的原料按重量份包括以下组分：疏水型纳米二氧化硅气凝胶28份，聚二甲基硅氧烷16份，水玻璃浆料15份，可分散乳胶粉17份，分散剂8份，乳化剂6份，成膜助剂7份，水52份。
其中：
水玻璃浆料按重量份包括以下组分：水玻璃30份，硅丙乳液8份，水性有机硅分散剂N-1764 5份，而且将水玻璃、硅丙乳液和水性有机硅分散剂N-1764置于搅拌机中，在450转/分钟的转速下混合40min即可得到水玻璃浆料。
分散剂按重量份包括以下组分：丙二醇甲醚醋酸酯16份，硅烷偶联剂kh57013份。
乳化剂按重量份包括以下组分：二丙二醇甲醚20份，羟丙基甲基纤维素16份。
成膜助剂按重量份包括以下组分：聚乙烯醇15份，聚乙二醇单甲醚13份。
实施例五：
一种带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃，纳米透明隔热层4的原料按重量份包括以下组分：疏水型纳米二氧化硅气凝胶35份，聚二甲基硅氧烷20份，水玻璃浆料15份，可分散乳胶粉21份，分散剂10份，乳化剂9份，成膜助剂10份，水56份。
其中：
水玻璃浆料按重量份包括以下组分：水玻璃31份，硅丙乳液9份，水性有机硅分散剂N-1764 6份，而且将水玻璃、硅丙乳液和水性有机硅分散剂N-1764置于搅拌机中，在450转/分钟的转速下混合40min即可得到水玻璃浆料。
分散剂按重量份包括以下组分：丙二醇甲醚醋酸酯19份，硅烷偶联剂kh57016份。
乳化剂按重量份包括以下组分：二丙二醇甲醚23份，羟丙基甲基纤维素16份。
成膜助剂按重量份包括以下组分：聚乙烯醇18份，聚乙二醇单甲醚15份。
实施例六：
一种带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃，纳米透明隔热层4的原料按重量份包括以下组分：疏水型纳米二氧化硅气凝胶33份，聚二甲基硅氧烷23份，水玻璃浆料16份，可分散乳胶粉20份，分散剂12份，乳化剂8份，成膜助剂9份，水55份。
其中：
水玻璃浆料按重量份包括以下组分：水玻璃35份，硅丙乳液8份，水性有机硅分散剂N-1764 5份，而且将水玻璃、硅丙乳液和水性有机硅分散剂N-1764置于搅拌机中，在450转/分钟的转速下混合40min即可得到水玻璃浆料。
分散剂按重量份包括以下组分：丙二醇甲醚醋酸酯21份，硅烷偶联剂kh57014份。
乳化剂按重量份包括以下组分：二丙二醇甲醚22份，羟丙基甲基纤维素18份。
成膜助剂按重量份包括以下组分：聚乙烯醇16份，聚乙二醇单甲醚16份。
实施例七：
涂料的制备方法包括以下步骤：
将可分散乳胶粉原料加入球磨机中，球磨得到1000-1100目(优选为1000)的粉料；
将疏水型纳米二氧化硅气凝胶和球磨后的可分散乳胶粉共同加入到球磨机中，球磨60-62h(优选为61)，得到预制粉料；
将预制粉料、聚二甲基硅氧烷、水玻璃浆料、可分散乳胶粉、分散剂、乳化剂、成膜助剂和水放入搅拌机中，在600-650转/分钟(优选为640)的转速下，混合60-70min(优选为68) 得到涂料。
对比例一：
与实施例一相比，不添加可分散乳胶粉。
对比例二：
与实施例一相比，不添加聚二甲基硅氧烷。
对比例三：
与实施例一相比，不添加聚二甲基硅氧烷和可分散乳胶粉。
对比例四：
与实施例一相比，可分散乳胶粉目数为900目。
对比例五：
与实施例一相比，可分散乳胶粉目数为1200目。
性能检测：
1、将发明中实施例和对比例中的涂料涂覆在6mm后的玻璃板上，自然风干后对涂层进行可见光透过率、附着力和隔热温差的检测。
2、将涂覆有纳米透明隔热层的玻璃板完全进入水中，浸泡5天后，自然风干，对涂层进行可见光透过率、附着力和隔热温差的检测。
其中，对于隔热温差的检测，将制备两个涂有涂层的玻璃板和一块未涂覆涂层的玻璃板，分别放置在保温箱的箱口处，涂层朝外设置，采用长弧氙灯摸底太阳光，在3m/s的气流速度、23℃的环境温度、55％的相对湿度的起始条件下，以1000W/m2的辐射度垂直照射玻璃板150min，然后利用工业级高精度测温枪，测量实验箱体内空气温度T0(未涂覆涂层的玻璃板)、T1(第一块涂有涂层的玻璃板)和T3(第二块涂有涂层的玻璃板)，则隔热温差＝{(T0-T1)+(T0-T2}÷2。
表1
Figure BDA0002429243100000071
Figure BDA0002429243100000081
表2
Figure BDA0002429243100000082
由检测结果可以知道，本发明的涂料形成的纳米透明隔热层具有优异的隔热性能，而且附着力优异，同时，依然保持着优异的可见光透过率；而且对于本发明，可分散乳胶粉和聚二甲基硅氧烷的加入，大大提高纳米透明隔热层的隔热性能，而且对纳米透明隔热层的附着力也具有正面的影响。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (3)

1.一种带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃，包括至少两层玻璃层(1)，其特征在于：相邻两层所述玻璃层(1)之间通过粘结胶片(3)设有调光膜(2)，其中一层所述玻璃层(1)的表面设有纳米透明隔热层(4)；
所述纳米透明隔热层(4)的原料按重量份包括以下组分：疏水型纳米二氧化硅气凝胶20-35份，聚二甲基硅氧烷10-23份，水玻璃浆料10-16份，可分散乳胶粉12-21份，分散剂6-12份，乳化剂4-9份，成膜助剂5-10份，水32-56份；
所述可分散乳胶粉为1000-1100目的粉料；
所述水玻璃浆料按重量份包括以下组分：水玻璃20-35份，硅丙乳液5-9份，水性有机硅分散剂N-1764 3-6份；
所述分散剂按重量份包括以下组分：丙二醇甲醚醋酸酯13-21份，硅烷偶联剂kh570 8-16份；
所述乳化剂按重量份包括以下组分：二丙二醇甲醚15-23份，羟丙基甲基纤维素10-18份；
所述成膜助剂按重量份包括以下组分：聚乙烯醇6-18份，聚乙二醇单甲醚8-16份。
2.根据权利要求1所述的带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃，其特征在于：所述纳米透明隔热层(4)的原料按重量份包括以下组分：疏水型纳米二氧化硅气凝胶28份，聚二甲基硅氧烷16份，水玻璃浆料15份，可分散乳胶粉17份，分散剂8份，乳化剂6份，成膜助剂7份，水52份。
3.根据权利要求1所述的带有纳米透明隔热层的夹胶中空型智能调光玻璃，其特征在于包括，形成纳米透明隔热层(4)的涂料的制备方法包括以下步骤：
将可分散乳胶粉原料加入球磨机中，球磨得到所需规格的粉料；
将疏水型纳米二氧化硅气凝胶和球磨后的可分散乳胶粉共同加入到球磨机中，球磨60-62h，得到预制粉料；
将预制粉料、聚二甲基硅氧烷、水玻璃浆料、可分散乳胶粉、分散剂、乳化剂、成膜助剂和水放入搅拌机中，在600-650转/分钟的转速下，混合60-70min得到涂料。
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