專利名稱：紅外吸收節能采光有機板材及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種有機采光板。
背景技術：
太陽的表面溫度約為5778K (開爾文，K為溫度的國際單位)，其輻 射能量97%集中分布在200納米 2000納羋的波長的范圍內，其中紫外線 (200~380納米)占7%，可見光(380 760納米)占46%，近紅外(760~2500 納米)占44%，遠紅夕卜(〉2000納米)3%。
現代建筑的玻璃窗戶與玻璃幕墻使用面積越來越大，如圖書館、機場、 體育館、游泳館、工廠車間等建筑，由此也帶來了能耗嚴重的問題。由于 目前所使用的窗戶玻璃很難控制穿透窗戶的能量，由此而損失的能量占整 個建筑空調和照明能耗的20% 35%。因此設計出一種既能透過可見光， 又能吸收紅外熱能的采光板材，以達到節約照明用電，又能降低房間內的 溫度，節約空調費用，是人們所十分期待的，也是本領域技術人員的一個 重要課題
發明內容
—
本發明的目的是提供一種紅外吸收節能采光有機板材及其制備方法，以 克服現有技術存在的缺陷。
本發明的紅外吸收節能釆光有機板材，由含有磷酸脂類金屬絡合物的聚 甲基丙烯酸甲酯母粒和聚甲基丙烯酸甲酯組成，質量比例為-
聚合物母粒聚甲基丙烯酸甲酯=1 : 3 4;
聚甲基丙烯酸甲酯母粒中，磷酸脂類金屬絡合物與聚甲基丙烯酸甲酯的質量比例為磷酸脂類金屬絡合物甲基丙烯酸甲酯=10 : 85 95; 所述磷酸脂類金屬絡合物的結構通式如下
0 0 RO Of
\/ \ /
P M P
/\\ / A R0 OR 0 0
其中
M為金屬離子，M選自釩離子、鎘離子、鑭系離子、銅離子、鎢離子或 亞鐵離子中的一種；
R為C1 C7的烷基； 本發明的制備方法，包括如下步驟
(l)母粒制備將磷酸脂類金屬絡合物與甲基丙烯酸甲酯單體，在引
發劑的存在下，60。C 7(TC預聚0.5 2小時，然后將產物在6(TC 9(TC加 熱77~81小時，聚合得到含金屬離子的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物母粒；
所述引發劑選自過氧化苯甲酰(BPO)或偶氨二異丁腈(AIBN)，其用量 為甲基丙烯酸甲酯單體的0.15 0.3%。
磷酸脂類金屬絡合物與甲基丙烯酸甲酯單體的質量比例為
磷酸脂類金屬絡合物甲基丙烯酸甲酯單體=10 : 90;
(2)將步驟(1)的聚合物母粒與聚甲基丙烯酸甲酯共混，熔融，擠出， 擠出成型，獲得所述的紅外吸收節能采光有機板材，熔融溫度為180 240 。C;
所述磷酸脂類金屬絡合物的制備方法為一種現有技術，以二價鐵離子為
5例子，制備方法如下:
〇
0 RO 〇R
100 。C ， pFe P + 2 〈(J〉COOH
催化劑 / \\ / ^ J
RO OR O 0
其中n為0、 1、 2的整數，分別表示磷酸三酯、雙酯或單酯；
R為C1 C7的烷基；
催化劑為磷酸鹽載體負載的釩催化劑。
按照GB 2410-1980《透明塑料透光率和霧度試驗方法》中規定的方法進 行檢測，可見光透過率在90%左右，紅外光透過率30%以下，紅外光吸收 率70%以上。
本發明的原理是這樣的 所采用的金屬離子對太陽光的近紅外區光波能較好的吸收，而對可見 光幾乎不吸收。將該類離子的絡合物通過原位聚合或其它方法添加到有機 玻璃中，則該有機玻璃將具有對可見光有較好的透過濾，對近紅外光則能 吸收，從而得到采光效果、隔熱效果都好的吸熱節能玻璃。
通過副族金屬離子的合理搭配配體，能夠將吸收光譜控制在近紅外光線 范圍內，而對可見光的吸收很少。
眾所周知，金屬離子中的電子，通過能量躍遷，能夠吸收一定波長的 光線，而其吸收的波長長度符合以下公式中的關系。
負
& 、p
p
0△E = El -E0 = hv二 he眾(近紅外波長在X在0.8 X l(T6m到2 X l(T6m) 其中h=6.63X 10.34JXS" ; C=3X108mXs-1
通過計算可得，其能差在AE在0.99X10'19J到2.48X10'^之間的能 量躍遷，對應吸收的光波的波長正好為近紅外光波長。副族金屬離子，其 d-d軌道的能量躍遷之差剛好有在該范圍之內，所以一些副族金屬離子具有 吸收近紅外線，其能級會受金屬離子，離子價態、的配體不同、配位方式 不同而有差異，因此金屬離子和不同的配體,形成的配位體其吸光性的波長 會有所不同。
本發明通過將所述金屬離子制備成熱穩定性較好的磷酸脂類金屬絡合 物。該復合物，具有較好的耐熱性能，其分解溫度在24(TC以上。同時多種 金屬離子共同作用，對800 2000nm波長范圍的紅外光吸收率在70%以上。 從而將太陽光中大部分熱量吸收掉，達到節能的效果。'
圖1為紅外吸收節能采光有機板材透光率圖譜
具體實施例方式
實施例1 (1)磷酸脂類銅絡合物的制備 將50g乙酸銅與lOOg磷酸二酯在90。C溫度下加熱攪拌3小時，反應制 的磷酸脂銅鹽絡合物，結構通式如下
<formula>formula see original document page 7</formula>R為甲基；
(2)將100g磷酸脂銅鹽絡合物，加入到900g甲基丙烯酸甲酯單體中， 70°C維持攪拌1小時，再加入2g過氧化苯甲酰作為弓I發劑，將溫度升至90°C 聚合8小時，將產物注模，將模具放入烘箱，在9(TC內烘干4小時，使其 聚合，得到含金屬離子的PMMA聚合物母粒。
最后將5Kg母粒與20KgPMMA共混，20(TC溫度下熔融擠出成型，獲 得采光板材。采用GB 2410-1980規定的方辨，進行檢測，可見光透過率在 90%左右，紅外光透過率30%以下，對800-2000nm波長范圍的紅外光吸收 率為70%以上，其分解溫度在24(TC以上。紅外吸收節能采光有機板材透光 率圖譜見圖1。
實施例2 (1)磷酸脂銅鹽絡合物的制備 將50g六氯化鎢與過量的磷酸二酯在70溫度下不斷攪拌，至六氯化鎢 完全溶解后過濾，將濾液提純后得到碳原子數為8的磷酸酯鎢的絡合物。
(2)將100g磷酸酯鴇的絡合物，加入到900g甲基丙烯酸甲酯單體中， 60。C維持攪拌1小時，再加入2g偶氮二異丁氰為引發劑，然后6CTC恒溫 12小時，將產物注模r將模具放入烘箱，在12(TC內烘干2小時，使其聚 合，得到顏色為淡藍色的含鎢離子的PMMA聚合物母粒。
最后將5Kg母粒與20Kg PMMA共混，20(TC溫度下熔融擠出成型， 獲得釆光板材。采用GB 2410-1980規定的方法，進行檢測，可見光透過率 在90%左右，紅外光透過率30%以下，對800-2000nm波長范圍的紅外光吸 收率為70%以上，其分解溫度在240°C以上。
權利要求
1.紅外吸收節能采光有機板材，其特征在于，由含有磷酸脂類金屬絡合物的聚甲基丙烯酸甲酯母粒和聚甲基丙烯酸甲酯組成，質量比例為聚合物母粒∶聚甲基丙烯酸甲酯＝1∶3～4；所述磷酸脂類金屬絡合物的結構通式如下其中M為金屬離子，M選自釩離子、鎘離子、鑭系離子、銅離子、鎢離子或亞鐵離子中的一種，R為C1～C7的烷基。
2. 根據權利要求1所述的紅外吸收節能采光有機板材，其特征在于， 聚甲基丙烯酸甲酯母粒中，磷酸脂類金屬絡合物與聚甲基丙烯酸甲酯的質 量比例為磷酸脂類金屬絡合物甲基丙烯酸甲酯二IO : 85 95。
3. 制備權利要求1或2所述的紅外吸收節能采光有機板材的方法，其 特征在于，包括如下步驟(l)母粒制備將磷酸脂類金屬絡合物與甲基丙烯酸甲酯單體，在引發劑的存在下，6CTC 7(TC預聚0.5~2小時，然后將產物在60。C 9(TC加 熱77 S1小時，聚合得到含金屬離子的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物母粒；(2)將步驟(1)的聚合物母粒與聚甲基丙烯酸甲酯共混，熔融，擠出， 擠出成型，獲得所述的紅外吸收節能采光有機板材。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述引發劑選自過氧化 苯甲酰(BPO)或偶氨二異丁腈(AIBN)。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特征在于，引發劑用量為甲基丙烯酸甲酯單體的0.15 0.3%。
6. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，磷酸脂類金屬絡合物與甲基丙烯酸甲酯單體的質量比例為磷酸脂類金屬絡合物甲基丙烯酸甲酯單體二io : 90。
7. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(2)熔融溫度為180 240 。C。
全文摘要
本發明提供了一種紅外吸收節能采光有機板材及其制備方法，由含有磷酸脂類金屬絡合物的聚甲基丙烯酸甲酯母粒和聚甲基丙烯酸甲酯組成，重量比例為聚合物母粒∶聚甲基丙烯酸甲酯＝1∶3～4。本發明通過將所述金屬離子制備成熱穩定性較好的磷酸脂類金屬絡合物。該復合物，具有較好的耐熱性能，其分解溫度在240℃以上。同時多種金屬離子共同作用，對800～2000nm波長范圍的紅外光吸收率在70％以上。從而將太陽光中大部分熱量吸收掉，達到節能的效果。
文檔編號C08L33/00GK101665608SQ200810042599
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月5日 優先權日2008年9月5日
發明者李大治, 陸偉華, 陳國貴 申請人:上海偉星新型建材有限公司