[发明专利]EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种变色玻璃及其调光系统，尤其涉及一种EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统。

背景技术

随着社会及科学技术的发展，人们对玻璃的智能化、个性化、安全性、节能性等提出了更高的要求。市面上最常用的Low-e(Low-emittance，低辐射)等建筑节能玻璃，因为透光率及遮阳系数等光学参数固定单一等缺点，已经不能满足玻璃颜色多变的个性需求和玻璃窗按四季早晚调节光学参数的节能环保要求；汽车长期缺乏安全且能调控太阳光及热能入射的玻璃；防眩目反射镜虽然已经被应用在某些车辆中，但因普遍使用液态等功能材料，存在难封装易泄露等问题。建筑及汽车等领域都需要更高新的玻璃产品代替目前所用的玻璃。

夹胶玻璃是由固体胶片将两片或多片玻璃在一定温度和压力下粘贴而成，也称为夹层玻璃或胶合玻璃。夹胶玻璃的胶片必须有足够强的粘结力、耐候性和抗穿透性等。当前能被用于夹胶玻璃的胶片材料，有PVB(Polyvinyl Butyral，聚乙烯醇缩丁醛)、EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer，乙烯-醋酸乙烯共聚物或称为聚乙烯醋酸乙脂)、SGP(Ethylene/Methacrylic Acid Copolymers，乙烯与甲基丙烯酸的共聚物，也被称为加强版的高抗穿透性安全中间膜，例如杜邦SentryGlas@Plus)、PMMA(Polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)等。当玻璃遭受猛烈撞击和爆炸时，坚韧的胶片将吸收大部分撞击能量和冲击波压力并阻止冲撞物穿透，因而具有防盗、防弹、防爆功能；夹胶玻璃即使破损，玻璃碎片也将被牢固地粘附在胶片上，不会脱落伤人，因此被称为“安全玻璃”，特别适用于汽车前挡风玻璃和高层建筑物玻璃；夹胶玻璃中的胶片还能吸收99％以上的紫外线，避免人体和家具衣物等受到紫外线伤害；另外，夹胶玻璃中的胶片对声波也具有阻尼功能，隔音效果好并能有效地抑制噪音传播，特别适用于位于机场、车站、闹市及道路两侧的建筑物。但是，夹胶玻璃对阳光中的红外线仍保持高透过率，致使节能效果较差。国际及我国行业标准对夹胶玻璃的要求是，胶片和玻璃间不能有气泡等外观缺陷、安全性高、20年左右不能脱胶等，这需要借助高压釜或玻璃夹胶炉等工业设备，通常需要排气、预压、热压等步骤才能实现，这明显区别于溶胶凝胶等湿法涂膜再固化等手工工艺制作的所谓的夹胶玻璃。

电致变色玻璃，是指在外加电场下颜色及透光率等光学参数能发生可逆变化的玻璃。当前电致变色玻璃按其变色原理不同，分为SPD、LC和EC三种类型。

SPD是Suspended Particle Device的简称，可翻译为悬浮颗粒器件。SPD电致变色材料的制备工艺比较复杂，首先将具有电场下能定向排列的纳米或微米棒包裹在聚合物胶囊中，然后将这些胶囊分散在透明树脂膜中并形成特殊胶片，再将该特殊胶片夹持在2张等面积的ITO/PET膜中间，再用2片等面积的PVB膜及玻璃做成夹胶玻璃，就得到了SPD型的电致变色玻璃。胶片中的悬浮微粒在没有交流电场的时候，为杂乱无序的排列方式，此时玻璃着色不透明；而胶片两端接通交流电后，这些无序排列的悬浮微粒立刻定向排列，此时玻璃褪色为透明状态；SPD型电致变色玻璃的特征是①靠改变排向等物理反应进行变色-褪色；②交流电驱动，而且约为110V(伏特)的交流电；③无记忆性，断电后(即开路时)不能保持通电时的透明状态，会立即变为不透明状态；④耗能，在维持SPD透明状态时，要求外界持续供应约110V的交流电场。

LC是液晶(Liquid Crystal)的简称，也常被称为PDLC，是英文Polymer Dispersed Liquid Crystal的缩写，中文名叫聚合物分散液晶。LC型电致变色玻璃的制作工艺是，先将低分子LC液晶与预聚物相混合，在一定条件下经聚合反应，形成微米级的液晶微滴均匀地分散在高分子网络中，再利用液晶分子的介电各向异性获得具有电光响应特性的材料，它主要工作在散射态和透明态之间并有较大的雾度。在交流电场下，LC型电致变色玻璃中液晶微粒的排列方式发生改变(通常由散乱排列变为直线排列，使玻璃透明)，从而改变玻璃的透光率。LC型电致变色玻璃的特征是①靠改变排列方式等物理反应进行变色-褪色；②交流电驱动，而且约为70V交流电；③无记忆性，断电后(即开路时)不能保持通电时的透明状态，会立即变为不透明状态；④耗能，在维持LC透明状态时，要求外界持续供应约70V的交流电场。