[发明专利]一种温变调光防火材料、温控遮阳防火玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其是涉及玻璃材料技术领域。

背景技术

随着人们对使用空间舒适程度的要求不断增加，具有遮阳隔热功能的调光玻璃的应用领域日益广泛，其发展潜力巨大。

目前市面上的调光玻璃几乎都是电控型，通过开关电源实现玻璃对可见光的透过和阻隔。电控型调光玻璃分为有机液晶性和无机镀膜型，有机液晶型耐候性差，只能用于室内隔断使用；无机镀膜型生产工艺复杂，生产设备昂贵，世界上只有少数几个国家具备生产能力；同时，电控型调光玻璃需通电才能实现调光功能，存在设计、安装、使用等问题。此外，现有的调光玻璃无法抵御高温，在发生火灾时会发生炸裂，难以阻挡火势的蔓延。因此，调光防火玻璃应运而生，如中国专利201520976334﹑201610088495﹑201120270512﹑201621182192等分别公开了调光防火玻璃的信息，以上专利均采用铯钾防火玻璃做为组件来实现其防火功能。中国专利201510564895公开了一种防火液，由其制备的防火玻璃不具有调光功能。

现有技术如专利03800722.3、94190152.1、98106929.0等分别公开了一种温控调光材料，作为夹层用于制备温控调光玻璃，但是它们不具有防火功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种温变调光防火材料，能够由环境温度和太阳光双重调节其透光度，具有变色速度快、使用寿命长、防火性能好的优点。本发明的另一目的是提供一种包含该温变调光防火材料的温控遮阳防火玻璃，能够根据环境温度和太阳辐照强度自动调节光线的透过率，变色灵敏、使用寿命长，同时还具有防火性能，使用更安全。本发明还提供了该温控遮阳防火玻璃的一种制备方法，实用性强，生产效率高，生产质量好。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种温变调光防火材料，其原料组分按重量份以100份计，包括：温敏性物质3.0～15份，光固化单体2.0～15份，光引发剂0.02～0.5份，交联型吸水树脂0.01～1份，纳米硅溶液40～50份，固化剂0.3～1份，成炭剂1～5份，成炭助剂1～5份，多羟基溶剂3.5～25份，余量为水；

所述纳米硅溶液为含有质量分数为20～40％的纳米二氧化硅颗粒的碱性水溶液；

将所述原料组分混合制得所述温变调光防火材料。

进一步地，所述温敏性物质为HLB值在10～18.5之间的两亲性物质。它们在一定温度和浓度条件下在水中具有溶解和析出的功能，导致太阳光线发生光散射，材料由透明转变成白浊遮阳状态，此功能在本发明中被用于实现遮阳变色功能，并将其可见光透过率在0.1℃内降低10％的温度点定义为变色温度。

作为本发明的一个优选实施例，所述的两亲性物质可以是嵌段聚醚、烷基酚聚氧乙烯醚和聚氧乙烯脂肪酸酯等，合适的两亲性物质的选择和配比可以使温变调光防火材料具有快速的变色速度和优异的遮阳性能。

所述光固化单体为单官能团光固化单体或多官能团光固化单体中的一种或多种。

进一步地，所述单官能团光固化单体为具有下列结构之一：

其中：R¹＝氢或者甲基，R²＝甲氧基、二甲基或者异丙基；

R³＝氢或者甲基，R⁴＝氢、羟乙基、羟丙基或者聚乙二醇。

进一步地，所述多官能团光固化单体为具有下列结构：

其中：R⁵＝氢、甲基或者甲氧基中的一种或多种。

所述光固化单体可为甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、聚乙二醇单丙烯酸酯、聚乙二醇双丙烯酸酯等中的一种或多种。光固化单体与光引发剂一起决定体系的固化速度，同时与交联型吸水树脂形成互穿聚合物网络，决定产品的使用寿命和遮阳性能。但是，本发明对于发明人的难点之一是：选择合适的光固化单体组成也是配方设计的重要环节，合理选择单体，如何从稀释性、反应活性、收缩性、表面张力、刺激性、气味及成本等几方面来筛选单体是本发明的难点之一。能够适用于本发明含温变调光防火材料的温控遮阳防火玻璃，且能够与温控遮阳防火玻璃中其他组分达到良好的适配效果的光固化单体是选择性的。

进一步地，所述光引发剂为二苯甲酮、4-苯基-二苯甲酮、安息香、安息香二甲醚中的一种或多种。