一种调光材料和一种隔热调光玻璃的制作方法

1.本技术涉及液晶领域，更具体地说，它涉及一种调光材料和一种隔热调光玻璃。


背景技术：

2.调光材料是通过电、热及磁场等外场作用下，使其内部的液晶分子的排列状态和相态发生变化，从而具备光学各向异性的光电组件。
3.相关技术中，将调光材料复合进入两层玻璃中间，经高温、高压胶合后，制成的具有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从而控制调光玻璃在透明态与雾态之间切换。由于调光玻璃在雾态下起到一定的光线遮挡作用，可用于汽车车窗、玻璃幕墙等领域，达到降温室内温度、车内温度的目的。
4.但现阶段调光材料存在的高温失效问题限制了其发展。随着温度的升高，液晶的各向异性折射率下降，如型号为默克e7的液晶的清亮点在60-70℃，在温度高于70℃的条件下液晶会丧失关态雾度，导致调光材料失在透明态和雾态之间的切换功能。在夏季阳光直射下，汽车玻璃中的调光材料可升温至70℃，从而导致调光材料在短时间内易失效。
5.因此，针对液晶耐高温性能差的问题，亟需开发一种新型耐高温调光材料。


技术实现要素：

6.为了改善液晶的耐高温性能，本技术提供一种调光材料和一种隔热调光玻璃。
7.第一方面，本技术提供一种调光材料，采用如下的技术方案：一种调光材料，包括pdlc层，在所述pdlc层中添加有相变微胶囊，所述相变微胶囊的添加量为液晶重量的0.1～1wt%；所述相变微胶囊以熔点为18～44℃的相变材料为芯材。
8.通过采用上述技术方案，当外界热量传递至调光材料中，相变微胶囊中低熔点的相变芯材通过相变吸热，使得调光材料的温度低于液晶的清亮点，从而降低液晶的各向异性折射率下降可能性；其次，相变微胶囊由于存在较大的分子间斥力，不易在液晶间发生团聚，一方面相变微胶囊分散均匀，具有较好的吸热效果；因此，在液晶中加入相变微胶囊能够使得调光材料具备优异的耐高温性能和光学特性。
9.可选的，所述pdlc层中还添加有染料，所述染料的添加量不超过液晶重量的0.1wt%。优选的，所述染料为偶氮型染料。
10.通过采用上述技术方案，染料具有一定的遮光作用，调光玻璃在雾度状态下能够进一步地阻碍光线的传递，进一步达到降温效果；其次，相变微胶囊吸热，能够使得调光材料的温度低于染料的玻璃化温度，从而降低染料在高温下恢复各向同性的可能性；再者，相变微胶囊吸热也使得调光材料的温度低于染料的褪色温度，从而降低染料褪色的可能性，提高调光材料的光学品质；而选择偶氮型染料与相变微胶囊共同使用，在改善耐高温液晶组合物的光学各向异性方面存在协同增效的作用；其原因如下：偶氮型染料中氮氮双键旋转可实现偶氮型染料分子顺反异构体的相互转换，偶氮型染料的加入可以引发液晶呈现光学各向异性，从而
进一步促进调光材料呈现较好的光学各向异性，调光玻璃的遮蔽效果更佳。
11.可选的，所述pdlc层至少一侧依次设有ito层、红外反射层、pet基材层。优选的，所述红外反射层的材料为银、金、钯、铂、铜、铝、铬、二氧化钛、氧化锌、氧化铟中的任意一种或多种。
12.通过采用上述技术方案，红外反射层反射近红外光，减少近红外光传递至调光材料中的热量，提升调光材料的高温稳定性；同时，降低近红外光穿过调光材料的可能性，进一步提高调光材料的隔热性能。
13.可选的，所述pdlc层至少一侧依次设有ito层、防水层、pet基材层。
14.通过采用上述技术方案，防水层阻碍水分进入pet基膜层、ito层中，从而降低中高温环境下水分引发各层材料溶胀增塑、脆化以及ito层通电时发生潮汐效应的可能性，改善隔热调光玻璃的耐湿热性能，延缓隔热调光玻璃的湿热老化。
15.可选的，所述pdlc层至少一侧依次设有ito层、防水层、红外反射层、pet基材层。优选的，所述防水层的材料为二氧化硅。
16.通过采用上述技术方案，防水层靠近ito层，进一步保护ito层，避免ito层的导电电路损坏。而二氧化硅制得的防水层在起到防水作用的同时，还可对近红外光起到较好的吸收作用，与红外反射层联用，在提高隔热调光玻璃的隔热性能方面存在协同增效的作用。
17.更具体的，上述ito层的厚度可以为50～100nm，防水层的厚度可以为10～50nm，红外反射层的厚度可以为5～10nm，pet基材层的厚度可以为50～200μm。
18.第二方面，本技术提供一种隔热调光玻璃，采用如下的技术方案：一种隔热调光玻璃，包括由前述的调光材料制得的液晶层，所述液晶层的两侧依次设有胶膜层和底材层。
19.通过采用上述技术方案，本技术中由调光材料制得的液晶层在高温环境下具有较好的高温稳定性；其次，阳光中的红外线和可见光产生的热量被液晶层吸收，使得调光玻璃具备隔热性能，可调节室内温度；胶膜层的材料可以选择eva和/或pvb材料，胶膜层能够使得液晶层与底材层进行牢固粘接；底材层的材料可以选择pc/pmma共挤出合金材料，pc/pmma共挤出合金材料具有轻量化、高强度、抗冲击性优异的特点，从而使得隔热调光玻璃具备优异的耐磨性能和抗冲击性能；再者，隔热调光玻璃中液晶层、胶膜层和玻璃层均具有较好的透光性，隔热调光玻璃具有较好的光学品质。
20.可选的，所述胶膜层中还添加有吸热材料，所述吸热材料占胶膜总重量的0.1～1wt%。
21.通过采用上述技术方案，吸热材料为纳米氧化物，如氧化锌，能够快速吸热，提升胶膜层的耐热性，使得胶膜层能够维持长效粘接性能，胶膜层不易热氧老化失效。
22.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、本技术中在液晶中添加相变微胶囊，使得相变微胶囊能够降低液晶在高温下各向异性折射率下降可能性，并且保证相变微胶囊在调光材料中具有较好的分散性能，不影响调光材料的透光性，还具有较好的吸热效果，制得的调光材料具备优异的耐高温性能。
23.2、本技术中在ito层与pet基材层之间设置红外反射层、防水层，通过红外反射层、
防水层联用，减少水分的渗透，保护ito层的导电通路，同时避免调光材料发生溶胀增塑等问题，调光材料具备较好的耐湿性能。
24.3、本技术制得的调光玻璃中通过在胶膜层中添加吸热材料，提升胶膜层的耐热性，使得胶膜层能够维持长效粘接性能。
附图说明
25.图1是本技术实施例1的调光材料结构示意图；图2是本技术实施例6的调光材料结构示意图；图3是本技术实施例7的调光材料结构示意图；图4是本技术实施例8的调光材料结构示意图；图5是本技术应用例1调光玻璃的结构示意图；附图标记说明：1、pdlc层；2、ito层；3、pet基材层；4、红外反射层；5、防水层；6、液晶层；7、胶膜层；8、底材层。
具体实施方式实施例
26.以下结合附图1-4对本技术的实施例作进一步详细说明。
27.本技术中使用的相变为18～35℃的微胶囊来源于合肥芯能相变新材料科技有限公司；本技术中使用的相变温度为36～44℃相变微胶囊来源于浙江皇星化工股份有限公司；其中，牌号为fpc44的微胶囊相变温度为44℃；牌号为fpc70的微胶囊相变温度为70℃。
28.实施例1一种调光材料，参照图1，包括pdlc层、位于pdlc层两侧且依次设置的ito层和pet基材层；其中，pdlc层的配方如下：以100重量份液晶计，添加有0.1重量份相变温度为18℃的相变微胶囊、200重量份光固化剂丙烯酸酯类树脂、10重量份光引发剂784；将液晶、相变微胶囊、丙烯酸酯类树脂以及光固化剂搅拌混匀后，至于50w紫外灯下照射30min，得到pdlc层。
29.注：液晶的型号为默克e7，丙烯酸酯类树脂为优级品，来源于山东汇邦新材料有限公司。
30.实施例2一种调光材料，与实施例1的区别点在于相变微胶囊的来源不同，实施例2中相变微胶囊的相变温度为44℃，牌号为fpc44。
31.实施例3一种调光材料，与实施例1的区别点在于pdlc层的配方不同，相变微胶囊的添加量为0.5份。
32.实施例4
一种调光材料，与实施例1的区别点在于pdlc层的配方不同，相变微胶囊的添加量为1份。
33.实施例5一种调光材料，与实施例1的区别点在于pdlc层的配方不同，相变微胶囊的添加量为1份，还加入0.1份偶氮型染料；偶氮型染料牌号为bayplast yellow 5gn01，来源于朗盛。
34.实施例6一种调光材料，与实施例1的区别点在于调光材料的结构不同，参照图2，ito层与pet基材层之间还溅射有厚度为5nm的红外反射层，红外反射层的材料为银。
35.实施例7一种调光材料，与实施例1的区别点在于调光材料的结构不同，参照图3，ito层与pet基材层之间还镀有厚度为10nm的防水层，防水层的材料为二氧化硅。
36.实施例8一种调光材料，与实施例1的区别点在于调光材料的结构不同，参照图4，ito层靠近pet基材层的一侧镀有厚度为10nm的防水层，防水层的材料为二氧化硅；再在防水层靠近pet基材层的一侧溅射有厚度为5nm的红外反射层，红外反射层的材料为银。
37.对比例对比例1一种调光材料，与实施例1的区别点在于，pdlc层中不添加相变微胶囊。
38.对比例2一种调光材料，与实施例1的区别点在于，pdlc层中添加有相变微胶囊，相变温度为70℃，牌号为fpc70。
39.对比例3一种调光材料，与实施例1的区别点在于，pdlc层添加0.1重量份的偶氮型染料bayplast yellow 5gn01。
40.以下结合附图5对本技术的应用例作进一步详细说明。
41.应用例应用例1-8以及应用对比例1-3一种隔热调光玻璃，具体结构参照图5，包括液晶层、位于液晶层两侧且依次设置的胶膜层和底材层；其中，液晶层为实施例制得的调光材料；胶膜层的材料为eva胶，厚度为100nm；胶膜为eva胶膜，厚度为50μm；底材层为pc/pmma共挤出合金，厚度为100μm。
42.应用例1-8、应用对比例1-3中液晶层的来源如下表1所示。
43.表1.液晶层来源应用例液晶层的来源应用例液晶层的来源应用例1实施例1应用例7实施例7应用例2实施例2应用例8实施例8应用例3实施例3应用对比例1对比例1应用例4实施例4应用对比例2对比例2应用例5实施例5应用对比例3对比例3应用例6实施例6
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应用例9一种隔热调光玻璃，与实施例8的区别点在于，在胶膜层中还添加有纳米氧化锌（粒度为500mm），以100重量份胶膜计，其添加量为0.5重量份。
44.性能检测检测项目：调光玻璃的隔热性：将热源放置于调光玻璃的一侧，在调光玻璃的另外一侧测量调光玻璃的温度，温度越小表明调光玻璃的隔热性越好；调光玻璃的光学品质：将调光材料裁成100
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100mm的片材，按gb/t 2410-2008中规定的方法进行通电后的雾度测试，通电电压为48v，电流2a；湿热老化后边缘开态雾度越大表明调光玻璃在雾态下的遮蔽性越好；湿热老化后边缘关态雾度；调光玻璃的开态雾度越小，关态雾度越大表明其光学品质越佳；水汽透过率：根据gb/t 21529-2008进行检测，检测温度为40℃；红外阻隔率：根据gb/t 2680-2021进行检测。
45.表2.应用例1-9以及应用对比例1-3的检测结果
检测对象温度/℃湿热老化后边缘开态雾度/%湿热老化后边缘关态雾度/%水汽透过率/%红外阻隔率/%应用例1359900.8314应用例24410850.7511应用例33310920.8613应用例43012930.9114应用例53211910.8526应用例63310910.3181应用例73111920.1567应用例8299930.0395应用例92710940.0194应用对比例175882.5012应用对比例27111231.6310应用对比例37320122.2229
结合应用例1以及应用对比例1-3并结合表2可以看出：应用对比例1中不添加任何吸热材料，温度达到75℃，调光玻璃的关态雾度仅为8%。表明：调光玻璃耐热性差，在75℃时已经丧失了关态雾度。
46.应用对比例2中虽然有添加相变微胶囊，但由于其芯材的相变温度较高，调光玻璃的温度高达71℃，关态雾度为23%。表明：当相变微胶囊的相变温度过高时，对调光玻璃的耐热性改善效果差，调光玻璃的关态雾度提升不明显。
47.应用对比例3中添加偶氮型染料，调光玻璃的温度仅降低至73℃，远高于35℃（应用例1），并且应用对比例3的开态雾度高达20%,关态雾度仅为12%。表明：传统吸热材料的吸热效果不如本技术实施例1使用的相变微胶囊，对调光玻璃的耐热性改善不明显；并且，传统吸热材料对调光玻璃的光学品质有不利影响。
48.结合应用例1-2并结合表2可以看出：应用例2使用的相变微胶囊的相变温度略高于应用例1，但应用例2仍然可以保持良好的耐热性，使得调光玻璃的温度维持在44℃以下，开态雾度保持在10%以下，关态雾度保持在85%以上，具有较好的光学品质。结合应用例1、应用例5、对比应用例3以及表2可以看出：
应用例5中加入相变微胶囊和偶氮型染料，二者联用能够进一步降低调光玻璃的温度，并且开态雾度降低，关态雾度提高，表明：相变微胶囊、吸热材料和偶氮型染料三者可以明显改善调光玻璃的耐热性和光学品质。
49.结合应用例1、应用例6-8以及表2可以看出：应用例6中增加了红外反射层，其温度降低至33℃，红外阻隔率可高达81%，表明：红外反射层能够显著降低近红外光在调光玻璃中的穿透率，从而达到降温效果。
50.应用例7中增加了防水层，其温度降低至31℃，水汽透过率可降低至0.15%，表明：防水层能够起到有效的防水作用，同时，还对近红外光起到一定的阻隔作用。
51.应用例8中红外反射层与防水层联用，能够在降温、阻水以及近红外光阻隔方面起到协同增效的作用，调光玻璃的温度、水汽透过率降幅明显，红外阻隔率提升显著。
52.结合应用例8-9以及表2可以看出：胶膜层中加入吸热材料可以进一步降低调光玻璃的整体温度，从而进一步提高调光玻璃的耐湿热稳定性。
53.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，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，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种调光材料，其特征在于，包括pdlc层(1)，在所述pdlc层(1)中添加有相变微胶囊，所述相变微胶囊的添加量为液晶重量的0.1～1wt%；所述相变微胶囊以熔点为18～44℃的相变材料为芯材。2.根据权利要求1所述的一种调光材料，其特征在于：所述pdlc层(1)中还添加有染料，所述染料的添加量不超过液晶重量的0.1wt%。3.根据权利要求1所述的一种调光材料，其特征在于：所述pdlc层(1)至少一侧依次设有ito层(2)、红外反射层(4)、pet基材层(3)。4.根据权利要求1所述的一种调光材料，其特征在于：所述pdlc层(1) 至少一侧依次设有ito层(2)、防水层(5)、pet基材层(3)。5.根据权利要求1所述的一种调光材料，其特征在于：所述pdlc层(1) 至少一侧依次设有ito层(2)、防水层(5)、红外反射层(4)、pet基材层(3)。6.一种隔热调光玻璃，其特征在于：包括由权利要求1-5中任意一项所述的调光材料制得的液晶层(6)，所述液晶层(6)的两侧依次设有胶膜层(7)和底材层(8)。7.根据权利要求6所述的一种隔热调光玻璃，其特征在于：所述胶膜层(7)中还添加有吸热材料，所述吸热材料占胶膜总重量的0.1～1wt%。

技术总结
本申请涉及液晶领域，具体公开了一种调光材料和一种隔热调光玻璃。一种调光材料，包括PDLC层，在所述PDLC层中添加有相变微胶囊，所述相变微胶囊的添加量为液晶重量的0.1～1wt%；所述相变微胶囊以熔点为18～44℃的相变材料为芯材；本申请制得的调光材料在高温环境下的温度能够稳定在44℃以下；调光材料的关态雾度较高，遮蔽性好，并且开态雾度较低，透光性好，光学品质优越。光学品质优越。光学品质优越。


技术研发人员：李民 王磊
受保护的技术使用者：上海海优威应用材料技术有限公司
技术研发日：2022.01.27
技术公布日：2023/8/8