一種柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜及其制作方法，屬于太陽(yáng)能利用技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今是技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代，對(duì)能源的消耗越來(lái)越大，因此對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求越來(lái)越高。太陽(yáng)能作為可再生的清潔能源受到廣泛關(guān)注。
[0003]目前利用太陽(yáng)能的一種方式是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的溫室塑料大棚，白天利用陽(yáng)光升溫大棚，通過(guò)減少對(duì)流保持塑料大棚的溫度，但是普通的塑料薄膜無(wú)法在夜間阻隔棚內(nèi)物體的紅外輻射，造成較大的熱量損失。
[0004]利用太陽(yáng)能的另一種方式是太陽(yáng)能熱水器，將光能轉(zhuǎn)化為熱能，儲(chǔ)蓄在比熱較大的水等液態(tài)物質(zhì)之中，然后加以利用，盡管利用保溫材料和真空等減小了熱量的對(duì)流和傳導(dǎo)損失，但到夜間，熱量通過(guò)集熱管的紅外輻射，仍然有較大的熱量損失。
[0005]這類太陽(yáng)能的利用方式由于物體的紅外輻射，在夜間存在著較大的熱量損失問(wèn)題。
[0006]PDLC是目前一種常見(jiàn)的改變光學(xué)反射率的薄膜材料，通過(guò)在H)LC薄膜兩側(cè)施加電場(chǎng)的與否，改變薄膜里液晶微滴中的液晶分子的排列有序性，達(dá)到控制roLC薄膜光學(xué)反射率的目的，這一方式存在制造工藝復(fù)雜、成本高，改變薄膜的光線反射率需要控制裝置，應(yīng)用成本高、控制過(guò)程存在耗能等諸多問(wèn)題。
[0007]偶氮類化合物在外界光的作用下，會(huì)發(fā)生分子異構(gòu)行為，即在紫外光等高能光線的照射下，偶氮分子會(huì)異構(gòu)到高能結(jié)構(gòu)態(tài)，分子形態(tài)發(fā)生一定的形態(tài)；在高能光消失后，通過(guò)紅外光或熱馳豫，偶氮分子會(huì)回復(fù)到低能結(jié)構(gòu)態(tài)，分子形態(tài)恢復(fù)為原來(lái)的形態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種夜間可反射紅外線的柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單，方便實(shí)用的柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜的制作方法。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的柔性太陽(yáng)能保溫薄膜，包括有如下組份:液晶占比58.5%?78.5%、偶氮染料占比1%?3%、聚合物占比19.5%?39.5%。
[0011]本發(fā)明柔性太陽(yáng)能保溫薄膜的制作方法，包括如下步驟:
1)將液晶、偶氮染料、聚合物預(yù)聚體在暗室中或紅光下充分混合均勻；
2)涂布成厚度為10-500um的液膜；
3)用紫外光照射0.5-30分鐘，引發(fā)聚合反應(yīng)，使液晶和偶氮染料形成微滴分布在聚合物中，制得柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜。
[0012]本發(fā)明針對(duì)紅外輻射造成的熱量損失問(wèn)題，使用偶氮液晶聚合物制備的柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜白天能夠透射太陽(yáng)光，實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜覆蓋物體的升溫；夜間能對(duì)所覆蓋物體的紅外輻射予以反射，使紅外輻射不會(huì)向外散失，從而實(shí)現(xiàn)更好的保溫效果。本發(fā)明柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜利用太陽(yáng)光中的高能光來(lái)轉(zhuǎn)換薄膜的透射和反射，自身不用消耗能量，亦不需要附加的控制設(shè)備，方便大規(guī)模使用和推廣，特別適合于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的塑料保溫大棚和太陽(yáng)能熱水器等應(yīng)用。
[0013]現(xiàn)有液晶聚合物薄膜是將液晶以微小液滴的形態(tài)分布在聚合物中，利用液晶材料的光折射率各向異性的特點(diǎn)，在電場(chǎng)條件不同的情況下實(shí)現(xiàn)薄膜的透明和不透明的應(yīng)用。普通液晶聚合物薄膜，液晶的取向是通過(guò)透明電極施加外加電場(chǎng)來(lái)控制的，即通過(guò)施加在電極的電壓控制薄膜的透明率。
[0014]偶氮化合物是一種在高能光的照射下能夠發(fā)生分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化的同分子式的物質(zhì)，當(dāng)高能光線不存在時(shí)，其內(nèi)部分子會(huì)馳豫回原來(lái)的狀態(tài)。
[0015]使用偶氮、液晶和聚合物制備的柔性太陽(yáng)能保溫薄膜，在太陽(yáng)光高能光成分的照射下，實(shí)現(xiàn)對(duì)偶氮分子的光致異構(gòu)，誘導(dǎo)聚合物薄膜里液晶微滴中的液晶分子產(chǎn)生有序性，偶氮液晶聚合物薄膜對(duì)于入射的太陽(yáng)光呈現(xiàn)透明狀態(tài)，從而加溫薄膜覆蓋下的物體和空氣；在夜間無(wú)太陽(yáng)光時(shí)，偶氮分子恢復(fù)原有狀態(tài)，液晶微滴中的液晶分子失去有序性，偶氮液晶聚合物薄膜呈現(xiàn)不透明狀態(tài)，對(duì)于薄膜覆蓋下物體散發(fā)的紅外線進(jìn)行反射，從而減少能量損失，達(dá)到更佳的保溫效果。
[0016]本發(fā)明提出的柔性太陽(yáng)能保溫(液晶)薄膜是通過(guò)太陽(yáng)光中的紫外成分照射偶氮材料，引發(fā)偶氮材料的分子異構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)液晶的取向控制，因此無(wú)需附加控制設(shè)施，自動(dòng)完成透明和不透明的轉(zhuǎn)換，極大地方便應(yīng)用實(shí)施。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1所示為普通液晶聚合物薄膜結(jié)構(gòu)示意圖，1為各向同性的透明聚合物，2為液晶分子處于無(wú)序排列的液晶微滴，3為液晶分子在電場(chǎng)作用下有序排列的液晶微滴，4為液晶微滴中的液晶分子，5為透明導(dǎo)電電極。
[0018]圖2所示為本發(fā)明偶氮液晶聚合物薄膜結(jié)構(gòu)示意圖，1為各向同性的透明聚合物，6為低能態(tài)偶氮類分子耦合下液晶分子無(wú)序排列的液晶微滴，7為高能態(tài)偶氮類分子誘導(dǎo)下液晶分子有序排列的液晶微滴，8為偶氮液晶微滴中的液晶分子，9為低能態(tài)的偶氮類分子，10為高能態(tài)的偶氮類分子。
[0019]圖3所示為本發(fā)明中偶氮類化合物光致異構(gòu)示意圖，11為偶氮類分子的低能態(tài)，12為偶氮類分子的高能態(tài)，當(dāng)偶氮分子收到高能光的照射時(shí)，吸收光的能量，分子形態(tài)發(fā)生變化，異構(gòu)成高能態(tài)；當(dāng)高能光不再照射時(shí)，高能級(jí)形態(tài)的偶氮類分子在紅外低能光照射下或通過(guò)熱馳豫的方式回復(fù)為低能態(tài)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1:
將以下組分:液晶E7占比68.5%、甲基紅偶氮染料占比2%、聚合物預(yù)聚體(自帶光引發(fā)劑)占比29.5%，在紅光或暗處充分?jǐn)嚢杈鶆颍煌坎汲珊穸?0um的液膜；使用紫外燈照射10分鐘，完成聚合物的聚合反應(yīng)，制成柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜。
[0021]實(shí)施例2:
將以下組分:液晶E7占比74.5%、甲基黃偶氮染料占比1%、聚合物預(yù)聚體(自帶光引發(fā)劑)占比24.5%，在紅光或暗處充分?jǐn)嚢杈鶆颍煌坎汲珊穸?0um的液膜；使用紫外燈照射20分鐘，完成聚合物的聚合反應(yīng)，制成柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜。
[0022]實(shí)施例3:
將以下組分:液晶E9占比64%、甲基紅偶氮染料占比1%、聚合物預(yù)聚體(自帶光引發(fā)劑)占比35%，在紅光或暗處充分?jǐn)嚢杈鶆?；涂布成厚?0um的液膜；使用紫外燈照射3分鐘，完成聚合物的聚合反應(yīng)，制成柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜。
[0023]以上實(shí)施例形成的柔性太陽(yáng)能保溫薄膜，取代普通的塑料薄膜，在白天透過(guò)太陽(yáng)光，夜間不透明，所覆蓋的物體的紅外輻射不致散失，從而更有效地利用太陽(yáng)能。
[0024]上述實(shí)施例用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜，其特征在于包括有如下組份:液晶占比58.5%?78.5%、偶氮染料占比1%?3%、聚合物占比19.5%?39.5%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜的制作方法，其特征在于包括如下步驟: 1)將液晶、偶氮染料、聚合物預(yù)聚體在暗室中或紅光下充分混合均勻； 2)涂布成厚度為10-500um的液膜； 3)用紫外光照射0.5-30分鐘，引發(fā)聚合反應(yīng)，使液晶和偶氮染料形成微滴分布在聚合物中，制得柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜。
【專利摘要】本發(fā)明是一種柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜及其制作方法。包括有如下組份：液晶占比58.5%～78.5%、偶氮染料占比1%～3%、聚合物占比19.5～39.5%。本發(fā)明柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜的制備方法，包括如下步驟：1）將液晶、偶氮染料、聚合物預(yù)聚體在暗室中或紅光下充分混合均勻；2）涂布成厚度為10-500um的液膜；3）用紫外光照射0.5-30分鐘，引發(fā)聚合反應(yīng)，使液晶和偶氮染料形成微滴分布在聚合物中，制得柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜。本發(fā)明制備的柔性太陽(yáng)能保溫液晶聚合物薄膜，在太陽(yáng)光中高能光的照射下，能加溫薄膜覆蓋下的物體和空氣；在夜間無(wú)太陽(yáng)光時(shí)，對(duì)于薄膜覆蓋下物體散發(fā)的紅外線進(jìn)行反射，從而減少能量損失，達(dá)到更佳的保溫效果。
【IPC分類】C09K19/54
【公開(kāi)號(hào)】CN105316003
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510805839
【發(fā)明人】項(xiàng)穎, 徐鳴亞, 邢休東
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日