一种可控光雾度的智能玻璃及其制备方法与流程

本发明涉及先进制造领域，具体涉及一种可控光雾度的智能玻璃及其制备方法。

背景技术：

传统普通玻璃缺乏光雾度及颜色可调功能，难以满足在家装、公共空间特殊需求、隐私保护方面的需求。目前，市面上常见的调光玻璃为电磁液晶调光玻璃其液晶不具备粘结力，在压力较大时产生分层，另外同时面临着运输、安装复杂等问题，产品尺寸受到很大限制，单片调光玻璃最大宽度有限，市场面临较大发展瓶颈。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种成本低、产量高，多功能的可控光雾度的多色智能玻璃及制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种可控光雾度的智能玻璃，所述智能玻璃包括封装的智能玻璃主体、外框和设置在外框内的液体存取组件；所述智能玻璃主体包含依次层叠的第一玻璃层、薄膜层和第二玻璃层，其中，所述的第一玻璃层与所述薄膜层之间形成容置空腔；所述第一玻璃层和所述第二玻璃层均为透明玻璃；所述智能玻璃主体的层叠结构封装后嵌入所述外框内；所述的液体存取组件包含：一液体存储装置，用于存放与所述薄膜层折射率接近的液体，所述薄膜层和所述液体的折射率误差范围在±5％；及一微泵，用于根据需要将所述液体存储装置内存放的液体注入至所述容置空腔内或自所述容置空腔内取出所述液体。

较佳地，所述液体存储装置内设有若干个存储格，每个所述存储格内存放不同颜色的所述液体。

较佳地，所述外框上设有接触式控制面板，所述控制面板上设有开关按钮和透明/模糊化转换按钮。

较佳地，所述控制面板上还设有若干颜色选择按钮。

较佳地，所述液体存取组件内还设有远程控制系统，以实现对所述微泵的远程控制。

较佳地，所述薄膜层为丙烯酸酯薄膜、乙烯基醚薄膜或环氧树脂薄膜。

较佳地，所述薄膜层采用热固化纳米压印技术或紫外固化纳米压印技术制备。

本发明还提供了一种可控光雾度的智能玻璃的制备方法，该方法包含以下步骤：

s1，对所述第一玻璃层和所述第二玻璃层的预处理：先清洗15-20分钟，再进行干燥，最后快速退火；

s2，将所述第二玻璃层用紫外臭氧处理10-20分钟；

s3，将紫外固化胶滴于所述第二玻璃层表面，静置自然扩散2-10分钟；

s4，对所述第二玻璃层施加紫外照射1-2分钟，经紫外照射固化后的紫外固化胶形成所述薄膜层；

s5，按照第一玻璃层、薄膜层和第二玻璃层的顺序封装玻璃，在第一玻璃层和薄膜层之间留有所述容置空腔；

s6，将封装后的智能玻璃主体嵌入所述外框内，在所述液体存储装置内放置与步骤s2中紫外固化胶折射率接近的液体。

本发明还提供了一种可控光雾度的智能玻璃的制备方法，该方法包含以下步骤：

s1，对所述第一玻璃层和所述第二玻璃层的预处理：先清洗15-20分钟，再进行干燥，最后快速退火；

s2，将所述第二玻璃层用紫外臭氧处理10-20分钟；

s3，将紫外固化胶滴于带有图案的毛玻璃模板表面和所述第二玻璃层表面，再将所述毛玻璃模板和所述第二玻璃层贴合后静置，使所述紫外固化胶自然扩散2-10分钟；

s4，对步骤s3制备所得的样品施加紫外照射1-2分钟，经紫外照射固化后的紫外固化胶形成所述薄膜层；

s5，分离所述毛玻璃模板和所述第二玻璃层，使所述毛玻璃模板上的图案复制到所述第二玻璃层上；

s6，按照第一玻璃层、薄膜层和第二玻璃层的顺序封装玻璃，在第一玻璃层和薄膜层之间留有所述容置空腔；

s7，将封装后的智能玻璃主体嵌入所述外框内，在所述液体存储装置内放置与步骤s2中紫外固化胶折射率接近的液体。

本发明可具有以下有益效果：

(1)玻璃的模糊化与透明化随意快速切换，不涉及化学变化，反应时间短，效果好。

(2)玻璃颜色任意切换，液体存储装置设计满足对玻璃的颜色调控需求，可以个性化选择、切换。

(3)可以个性化定制玻璃模糊化形成的图案，配合特定艺术设计，满足不同的审美需求和艺术价值需求。

(4)控制模式支持接触式面板控制和远程控制，操作简单快捷。

附图说明

图1为可控光雾度的多色智能玻璃示意图。

图2为可控光雾度的多色智能玻璃主体横截面图。

图3为可控光雾度多色智能玻璃遥控装置示意图。

图4为本发明制备的智能玻璃透明/模糊化转换示意图。

图5为本发明制备的智能玻璃个性化图案定制功能示意图。

1：智能玻璃主体

11：第一玻璃层

12：容置空腔

13：薄膜层

14：第二玻璃层

2：外框

21：液体存储装置

22：微泵

23：控制面板

24：远程控制系统

241：开关

242：透明/模糊化转换按钮

243：颜色选择按钮。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本文中“用于存放与所述薄膜层折射率接近的液体”所述的“接近”是指所述薄膜层和所述液体的折射率误差范围在±5％。

当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线在不同介质的交界处发生偏折，光在介质的粗糙表面发生漫反射。但是当光从一种介质中连续斜射入两种折射率相近的不同介质时，由于二者折射率相近，对光的折射效应显著降低。光雾度(haze)是偏离入射光2.5°角以上的透射光强占总透射光强的百分数，雾度越大意味着薄膜光泽以及透明度尤其成像度下降。光雾度表征散射能力，雾度越大意味着透明度、成像度下降，肉眼越难以看清。本发明正是利用了光的这种特性，设计出一种可控光雾度的智能玻璃，实现玻璃透明化和模糊化的任意切换、玻璃颜色可选择以及玻璃图案的个性定制。

如图1所示，本发明提供了一种可控光雾度的智能玻璃，所述智能玻璃包括智能玻璃主体1、外框2和设置在外框内的液体存取组件，所述液体存取组件包括液体存储装置21和微泵22。所述液体存储装置21内存放有与薄膜层13折射率接近的液体，液体存储装置21内还有若干个存储格，每个存储格内存放不同颜色的液体。所述外框2上的控制面板23和所述液体存取组件内的远程控制系统24能够控制微泵，实现液体的注入和取出。

如图2所示，本发明中的可控光雾度的智能玻璃主体1包括第一玻璃层11、容置空腔12、薄膜层13和第二玻璃层14。四层结构依次排列并封装后，嵌入外框2内。薄膜层13可以是丙烯酸酯薄膜、乙烯基醚薄膜或环氧树脂薄膜，可采用热固化纳米压印技术或紫外固化纳米压印技术制备。

本发明制备的智能玻璃有多种控制方式。首先，液体存取组件内置远程控制系统24，该远程控制系统24配有如图3所示的遥控装置，遥控装置上包括开关241，用以控制系统的打开和关闭；透明/模糊化转换按钮242，用以控制透明液体的注入和取出；若干个颜色选择按钮243，用以控制其他不同颜色液体的注入和取出。远程遥控装置还可使用手机app控制，通过开发相应的app程序，实现在移动端对智能玻璃的远程遥控。其次，智能玻璃外框2上设有接触式控制面板23，面板上设有与遥控装置相对应的若干按钮，能够通过直接点击面板上的按钮，实现对智能玻璃的接触式控制。

图4为智能玻璃透明/模糊化转换示意图。当液体由容置空腔12取出至液体存储装置21时，容置空腔12内为空气，特定折射率的薄膜层13光雾度大，在空气中呈现出模糊化状态，能够满足家装、公共场合中对隐私保护的需求。通过点击透明/模糊化转换按钮242控制微泵22，将液体存储装置21内的透明液体注入至容置空腔12时，由于薄膜层13和液体的折射率相同，对光的折射效应显著降低，宏观上观察为玻璃透明化。由于液体存储装置21的存储格中存放了不同颜色的液体，因此当点击颜色选择按钮243注入不同颜色的液体时，宏观上玻璃可以呈现出不同的颜色，实现玻璃颜色的个性化选择和切换。

实施例1

本实施例提供一种采用紫外固化纳米压印技术来制备薄膜层的方法。紫外固化纳米压印技术是目前综合优势最好的压印技术，它不需要高温、高压条件，加工精度高、加工效率高、对准性好。本实施例中的薄膜层由紫外固化纳米压印技术所采用的紫外固化胶形成。市面上常见的紫外固化胶的折射率有多种选择，本实施例采用折射率为1.347的紫外固化胶，该固化胶与水的折射率1.33相近，因此液体存储装置内的液体选用水，以实现本发明想要达到的技术效果。该方法包含如下步骤：

s1，对所述第一玻璃层和所述第二玻璃层的预处理：先清洗15-20分钟，再进行干燥，最后快速退火，以除去表面吸附的液体；

s2，将所述第二玻璃层用紫外臭氧处理10-20分钟，进行表面改性，进一步清除杂质，提高玻璃表面亲水性，提升第二玻璃层对紫外固化胶的吸附力；

s3，将折射率为1.347的紫外固化胶滴于所述第二玻璃层表面，静置自然扩散2-10分钟；

s4，对所述第二玻璃层施加紫外照射1-2分钟，经紫外照射固化后的紫外固化胶形成所述薄膜层；

s5，按照第一玻璃层、薄膜层和第二玻璃层的顺序封装玻璃，在第一玻璃层和薄膜层之间留有所述容置空腔；

s6，将封装后的智能玻璃嵌入所述外框内，在所述液体存储装置内放入水。

通过本实施例提供的方法制备的智能玻璃，当液体取出时，薄膜层的光雾度大，玻璃在空气中呈现模糊化；由于采用的紫外固化胶的折射率1.347与水的折射率1.33相近，当注入液体时，玻璃主体对光的折射效应显著降低，玻璃呈现透明化。通过注入不同颜色的液体，玻璃会呈现不同颜色，能够实现玻璃颜色的个性化选择和切换。

图5为带有个性化图案的智能玻璃示意图。玻璃模糊化形成的图案可以个性化定制，配合特定艺术设计，满足不同的审美需求和艺术价值需求。

实施例2

本实施例提供一种采用紫外固化纳米压印技术来制备薄膜层的方法，通过该方法能够制得如图5所示的带有个性化图案的智能玻璃。该方法包含如下步骤：

s1，对所述第一玻璃层和所述第二玻璃层的预处理：先清洗15-20分钟，再进行干燥，最后快速退火，以除去表面吸附的液体；

s2，将所述第二玻璃层用紫外臭氧处理10-20分钟，进行表面改性，进一步清除杂质，提高玻璃表面亲水性，提升第二玻璃层对紫外固化胶的吸附力；

s3，将折射率为1.347的紫外固化胶滴于带有图案的毛玻璃模板表面和所述第二玻璃层表面，再将所述毛玻璃模板和所述第二玻璃层贴合后静置，使所述紫外固化胶自然扩散2-10分钟；

s4，对步骤s3制备所得的样品施加紫外照射1-2分钟，经紫外照射固化后的紫外固化胶形成所述薄膜层；

s5，使用刀片分离所述毛玻璃模板和所述第二玻璃层，分离后使所述毛玻璃模板上的图案复制到所述第二玻璃层上，除所述第二玻璃层的图案部分留有紫外固化胶形成的膜外，剩余薄膜从所述第二玻璃层剥离；

s6，按照第一玻璃层、薄膜层和第二玻璃层的顺序封装玻璃，在第一玻璃层和薄膜层之间留有所述容置空腔；

s7，将封装后的智能玻璃嵌入所述外框内，在所述存储装置内放入水。

如图5所示，通过本实施例提供的方法制备的智能玻璃，图案部分为紫外固化胶形成的薄膜，当液体由容置空腔12取出至液体存储装置21时，容置空腔12内为空气，特定折射率的薄膜层13光雾度大，在空气中呈现出模糊化状态，宏观上观察为透明玻璃上带有个性化图案。通过点击透明/模糊化转换按钮242控制微泵22，将液体存储装置21内的透明液体注入至容置空腔12时，由于薄膜层13和液体的折射率相近，对光的折射效应显著降低，图案部分呈透明化，宏观上观察为透明玻璃。由于液体存储装置21的存储格中存放了不同颜色的液体，因此当点击颜色选择按钮243注入不同颜色的液体时，宏观上玻璃可以呈现出不同的颜色，实现玻璃颜色的个性化选择和切换。

综上所述，本发明提供的一种可控光雾度的多色智能玻璃，通过折射率匹配的液体-薄膜组合改变玻璃的光雾度，并通过内置微泵与液体存储装置，实现玻璃颜色可选可控及透明化的个性化控制，借助于接触式控制面板与远程控制系统，可实现接触式控制及远程控制，在家装、公共空间特殊需求、隐私保护等领域及其产业化方面有广阔的应用前景。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。