[发明专利]一种显色可调的二氧化钒基热致变色复合材料及其应用

说明书

本发明涉及一种显色可调的二氧化钒基热致变色复合材料及其应用，所述二氧化钒基热致变色复合材料包括二氧化钒基热致变色材料和紫外光致变色材料，所述二氧化钒基热致变色材料和紫外光致变色材料的质量比为1:（0.1～2），优选为5:1～2:1。

技术领域

本发明涉及一种显色可调的二氧化钒基热致变色复合材料及其应用，特别涉及二氧化钒基热致变色材料薄膜显色的调节及应用，属于复合膜技术领域。

背景技术

全球能源短缺问题日益严重，过度碳排放引起环境日益恶化，节能减排已成为当前各国的首要任务。据估计，建筑能耗占社会总能耗的1/3以上，因此，推进建筑节能是节能减排、实现可持续发展的重点措施之一。建筑能耗中很大部分用于空调，而玻璃窗作为建筑与外界进行热交换的主要通道，成为空调能源流失的主要途径。因此，使用各种类型的节能窗，能有效地降低能耗，达到节能环保的目的。

现有市场节能窗主流产品为低辐射(Low-E)玻璃和热反射玻璃等，由于技术成熟，价格便宜，隔热性能良好，被广泛应用于建筑节能。但上述节能窗光学性能不能因季节变化和人为需求改变，难以适应我国大多数冬寒夏热地区的节能需求以及人们对居住环境舒适程度越来越高的要求。于是，被称为“智能节能窗”的新节能产品便应运而生，将成为继Low-E后新一代节能玻璃产品。

智能节能窗使用光学性能可变的致变色材料，利用其对各种物理刺激产生的透反射性能等变化，达到室内环境光热的可控调节目的。显然，智能节能窗可适应绝大部分地区和不同气候条件的需求，也使室内居住环境对人更加适宜。根据物理刺激种类与变色机理，有电致变色，气致变色，光致变色，热致变色等多个种类的智能节能窗。在各种类型的智能节能窗中，利用二氧化钒室温附近的半导体-金属可逆相变原理研制的热致变色节能窗，具有结构简单，材料用量少，完全不用开关或人工能源控制就能顺应环境温度变化而实现自动光热调控等显著优点，在各国获得重视并相继研发。其中，使用纳米二氧化钒的温控智能节能贴膜技术已率先在我国获得突破，制备出的二氧化钒基温控智能节能贴膜即将投放市场。但是，作为上述技术的主要发明者，同时注意到上述二氧化钒温控智能节能窗依然存在以下若干不足：(1)对日射红外波段具有较高的调节幅度，但对占日射总能量50％的可见光波段几乎不具有调节作用，其结果降低了总日射调节率；(2)由于在可见光波段不具有明显的调节作用，无法利用这种调节产生足够的视觉变化，从而无助于对顾客进行强有力的调节效果演示，对产品的宣传和推广造成决定性的不良影响；(3)对短波段可见光具有强烈的吸收效应，导致薄膜黄色显色。迄今尚无成熟技术从根本上解决上述若干问题。

专利1(中国公布号CN105694615A)公开了配位基转换体热致变色(LigandExchange Thermochromic简称LETC)材料与二氧化钒基热致变色材料复合，实现了高、低温时对可见光和红外光区光谱的可逆调节，但是，所述LETC材料包含有机醇等易挥发成分，容易在生产制备和日常使用中挥发失效，从而影响复合材料的热致变色性能，另外，LETC材料的变色依靠的是热驱动。专利2(中国公布号CN108300002A)采用离子液体替换有机醇的方法，虽然使含羟基离子液体的LETC具有不挥发、高耐热性以及良好的化学稳定性等优点，但是离子液体在室温或接近室温下呈现液态，也称为低温熔融盐，无法固化严重限制其投入到实际使用中。

发明内容

针对上述问题，本发明首次采用紫外光致变色材料与二氧化钒基热致变色材料形成二氧化钒基热致变色复合材料，并利用其提供了一种二氧化钒基热致变色复合膜及其制备方法。

第一方面，本发明提供了一种显色可调的二氧化钒基热致变色复合材料，所述二氧化钒基热致变色复合材料包括二氧化钒基热致变色材料和紫外光致变色材料，所述二氧化钒基热致变色材料和紫外光致变色材料的质量比为1:(0.1～2)，优选为5:1～2:1。