本發(fā)明涉及一種功能性涂層，具體為一種具有高透光率的熱致變色智能涂層。

背景介紹

智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來(lái)高技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化?？茖W(xué)家預(yù)言，智能材料的研制和大規(guī)模應(yīng)用將導(dǎo)致材料科學(xué)發(fā)展的重大革命。熱致變色智能涂層，能響應(yīng)于外部環(huán)境的刺激能在兩種不同狀態(tài)之間可逆地切換的材料，目前已經(jīng)廣泛地用于基礎(chǔ)科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用，如智能窗涂層，光度計(jì)，光學(xué)開(kāi)關(guān)，溫度傳感器等。利用熱致變色的智能涂層調(diào)節(jié)可以有效地降低30-40％建筑能耗。雖然熱致變色的智能涂層應(yīng)用于汽車方面，已經(jīng)付出了許多努力，到目前為止性能尚不理想。這是因?yàn)闊嶂伦兩闹悄芡繉拥娜齻€(gè)性能不能很好地平衡，即發(fā)光透射率、太陽(yáng)能調(diào)節(jié)效率和臨界相變溫度。因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)具有高發(fā)光透射率、高太陽(yáng)能調(diào)節(jié)效率和較低臨界相變溫度的熱致變色的智能涂層。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明設(shè)計(jì)了基于VO₂的熱致變色智能涂層，附加的退火工藝減少了密度缺陷，初始水熱法制備的納米顆粒并增強(qiáng)其結(jié)晶度，使熱致變色膜基于VO₂納米顆?？梢员憩F(xiàn)出出色的熱致變色性能和優(yōu)異的太陽(yáng)能調(diào)節(jié)效率以及低至室溫的臨界相變溫度，對(duì)實(shí)際應(yīng)用非常有前途。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種高透光率熱致變色智能涂層的制備方法，包括如下步驟：

(1)合成V_xW_1-xO₂納米晶體。在60℃氮?dú)獗Ｗo(hù)下將一定量VOSO₄和一定量的(NH₄)₁₀W₁₂O₄·5H₂O溶于一定量的去離子水中，連續(xù)攪拌制成藍(lán)色至深綠色溶液，用一定量的溶液A緩慢地滴加；然后通過(guò)加入一定濃度的NaOH溶液將上述混合溶液的pH調(diào)節(jié)至7，得到棕色沉淀形成。離心沉淀物并用去離子水洗滌，然后分散在一定體積去離子水中以形成漿料，將漿料攪拌20min，然后轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯的高壓釜中，在240℃下進(jìn)行水熱處理36h；通過(guò)離心收集黑色產(chǎn)物A，并用去離子水和乙醇洗滌多次；

(2)合成V_xW_1-xO₂@SiO₂納米晶體。取一定產(chǎn)物A加入一定量無(wú)水乙醇、一定量去離子水和一定量溶液B，攪拌30min之后，將一定量溶液C在10min內(nèi)緩慢滴加到上述混合溶液中，并在室溫下劇烈機(jī)械攪拌反應(yīng)4h，離心收集產(chǎn)物B，然后用去離子水和乙醇洗滌多次后在80℃的烘箱中干燥2h，在600℃氮?dú)夥諊峦嘶?0min，獲得良好結(jié)晶的粉末產(chǎn)物C；

(3)合成V_xW_1-xO₂@SiO₂納米顆?；繉?。首先，將一定量所制備的粉末產(chǎn)物C超聲分散一定量乙醇中30min，添加適量的分散劑和一定量聚乙烯丁醛，然后將混合物D以600r/min的速度旋涂20s，然后1000r/min 20s。在80℃的烘箱中干燥60min除去溶劑，得到高透光率熱致變色智能涂層；

步驟(1)中所述溶液A為一水合肼、硫酸亞鐵中的至少一種；

步驟(2)中所述溶液B為濃氨水、三乙胺中的至少一種；

步驟(2)中所述溶液C為正硅酸乙酯、正硅酸丁酯和硅烷偶聯(lián)劑中的至少一種；

步驟(3)中所述分散劑為分散劑5040、分散劑TH-904中的至少一種；

本發(fā)明的有益效果：該發(fā)明可以表現(xiàn)出出色的熱致變色性能和優(yōu)異的太陽(yáng)能調(diào)節(jié)效率以及低至室溫的臨界相變溫度，而且合成成本低廉，可以廣泛應(yīng)用于建筑和汽車等領(lǐng)域。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

(1)合成V_xW_1-xO₂納米晶體。在60℃氮?dú)獗Ｗo(hù)下將9.5g VOSO₄和3.4g(NH₄)₁₀W₁₂O₄·5H₂O溶于100ml的去離子水中，連續(xù)攪拌制成藍(lán)色至深綠色溶液，用0.5ml的一水合肼溶液緩慢地滴加；然后通過(guò)加入0.1mol/L的NaOH溶液將上述混合溶液的pH調(diào)節(jié)至7，得到棕色沉淀，將離心沉淀物并用去離子水洗滌，然后分散在50ml去離子水中以形成漿料，將漿料攪拌20min，然后轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯的高壓釜中，在240℃下進(jìn)行水熱處理36h；通過(guò)離心收集黑色產(chǎn)物A，并用去離子水和乙醇洗滌多次。

(2)合成V_xW_1-xO₂@SiO₂納米晶體。取5gA加入70ml無(wú)水乙醇、220ml去離子水和0.5ml濃氨水溶液，攪拌30min之后，將3.8g正硅酸乙酯在10min內(nèi)緩慢滴加到上述混合溶液中，并在室溫下劇烈機(jī)械攪拌反應(yīng)4h。離心收集產(chǎn)物B，然后用去離子水和乙醇洗滌多次后在80℃的烘箱中干燥2h。在600℃氮?dú)夥諊峦嘶?0min，獲得良好結(jié)晶的粉末產(chǎn)物C。

(3)合成VxW1-xO2@SiO2納米顆?；繉?。首先，將0.5g所制備的粉末產(chǎn)物C超聲分散50ml乙醇中30min，添加0.3的水性分散劑5040和2.8g聚乙烯丁醛，然后將混合物D以600r/min的速度旋涂20s，然后1000r/min旋涂20s。在80℃的烘箱中干燥60min除去溶劑，得到高透光率熱致變色智能涂層。

實(shí)施例2

(1)合成V_xW_1-xO₂納米晶體。在60℃氮?dú)獗Ｗo(hù)下將9.5gVOSO₄和3.4g(NH₄)₁₀W₁₂O₄·5H₂O溶于100ml的去離子水中，連續(xù)攪拌制成藍(lán)色至深綠色溶液，用0.5ml的一水合肼溶液緩慢地滴加；然后通過(guò)加入0.1mol/L的NaOH溶液將上述混合溶液的pH調(diào)節(jié)至7，得到棕色沉淀，將離心沉淀物并用去離子水洗滌，然后分散在50ml去離子水中以形成漿料，將漿料攪拌20min，然后轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯的高壓釜中，在240℃下進(jìn)行水熱處理36h；通過(guò)離心收集黑色產(chǎn)物A，并用去離子水和乙醇洗滌多次。

(2)合成V_xW_1-xO₂@SiO₂納米晶體。取5gA加入70ml無(wú)水乙醇、220ml去離子水和0.5ml濃氨水溶液，攪拌30min之后，將3.8g正硅酸丁酯在10min內(nèi)緩慢滴加到上述混合溶液中，并在室溫下劇烈機(jī)械攪拌反應(yīng)4h。離心收集產(chǎn)物B，然后用去離子水和乙醇洗滌多次后在80℃的烘箱中干燥2h。在600℃氮?dú)夥諊峦嘶?0min，獲得良好結(jié)晶的粉末產(chǎn)物C。

(3)合成VxW1-xO2@SiO2納米顆?；繉印Ｊ紫?，將0.5g所制備的粉末產(chǎn)物C超聲分散50ml乙醇中30min，添加0.3的水性分散劑TH-904和2.8g聚乙烯丁醛，然后將混合物D以600r/min的速度旋涂20s，然后1000r/min旋涂20s。在80℃的烘箱中干燥60min除去溶劑，得到高透光率熱致變色智能涂層。