一种被动辐射降温薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种被动辐射降温薄膜，所述薄膜由辐射基膜层和铝膜层组成，所述Al膜层覆盖在辐射基膜层表面；所述辐射基膜层厚度为0.05～1mm，所述铝膜层厚度为0.2～1μm；其中，所述辐射基膜层由如下质量份的原料制备而成：聚乙烯树脂70～95份，复合填料5～30份；所述复合填料由二氧化硅和碳化硅组成。本发明专利技术辐射基膜中的SiO2颗粒在大气窗口8～13微米处有较高的辐射率，且其他波段辐射率较低，SiO2微粒不断向大气中辐射净热量，使膜层自身温度不断降低；本发明专利技术辐射基膜中的SiC颗粒可以加快辐热速率。

Passive radiation cooling film and preparation method thereof

The invention discloses a passive radiation cooling film, the film is composed of a radiation base film and an aluminum film, the aluminum film is covered on the surface of the radiation base film, the radiation base film thickness is 0.05-1 mm, the aluminum film thickness is 0.2-1 micron, wherein the radiation base film is prepared from the following mass fraction of raw materials Polyethylene resin 70-95 phr, composite filler 5-30 phr; the composite filler consists of silicon dioxide and silicon carbide. The SiO2 particles in the radiation base film of the invention have higher radiation rate at the atmospheric window of 8-13 microns, and the other wave bands have lower radiation rate, and the SiO2 particles continuously radiate the net heat to the atmosphere, so that the temperature of the film layer itself is continuously reduced; the SiC particles in the radiation base film of the invention can accelerate the radiation rate.

【技术实现步骤摘要】
一种被动辐射降温薄膜及其制备方法
本专利技术属于材料
，具体涉及一种被动辐射降温薄膜及其制备方法。
技术介绍
制冷是化石能源巨大消耗的原因之一，也是使夏天用电量到达峰值的原因之一。例如，在夏天，当太阳光照射建筑窗户和汽车车窗时，会使更多的热能聚集到玻璃上，直接会导致室内和车内的温度升高，这时我们需要空调来制冷，而空调的运行将会消耗很多的能量。一种不需要能量消耗的被动辐射降温的方法将会对于能源的节省有着重大的意义。因此，寻求一种可以被动辐射降温的薄膜材料成为汽车、建筑行业内亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种辐射降温薄膜及其制备方法，解决了现有技术中汽车、建筑等领域的薄膜材料只能起到部分“隔热”，散热效果不理想的缺陷。为达到上述目的，采用技术方案如下：一种被动辐射降温薄膜，所述薄膜由辐射基膜层和铝膜层组成，所述Al膜层覆盖在辐射基膜层表面；所述辐射基膜层厚度为0.05～1mm，所述铝膜层厚度为0.2～1μm；其中，所述辐射基膜层由如下质量份的原料制备而成：聚乙烯树脂70～95份，复合填料5～30份；所述复合填料由二氧化硅和碳化硅组成。按上述方案，所述二氧化硅的粒径为1～20μm。按上述方案，所述碳化硅的粒径为1～20μm。按上述方案，聚乙烯树脂为颗粒粒料，分子量不匀度指数范围为4～20；所述聚乙烯树脂在230℃、荷重2.16kg时的熔融指数为5～25g/10min。上述被动辐射降温薄膜的制备方法，包括以下步骤：1)取二氧化硅、碳化硅和聚乙烯树脂，分别进行超声波振动处理后混合搅拌，加入酒精浸没物料，混合搅拌制得悬浊液；2)将步骤1所得悬浊液置真空干燥，得到干燥混合物料；3)将步骤2所得干燥混合物料放入螺旋挤出机中加热挤出，利用挤出机端头的薄膜模具与双圆辊牵引机构，将挤出薄膜制备成厚度为0.05～1mm的薄膜，充分冷却后，形成卷筒辐射基膜；4)将步骤3所得辐射基膜放入真空蒸镀箱中镀铝，使基膜表面沉积一层厚度为0.2～1μm的铝膜，制得辐射降温薄膜。按上述方案，步骤1中超声波振动处理时间为0.5～1h，混合搅拌时间为0.5～1h。按上述方案，步骤2中加入真空干燥箱的温度为50～80℃，干燥时间为3～6h。按上述方案，步骤3中双螺杆混合挤出机螺杆转速为100～300r/min，熔料温度为140～160℃，双圆辊直径为8cm，转速为5～25r/min。按上述方案，步骤4中当真空度达到3×10-3Pa时，将蒸发舟升温至1300℃～1400℃，然后再把预处理后的纯度为99.9％的铝丝连续送至蒸发舟上，控制工作真空为5×10-3Pa，源基距为18cm，冷却系统的工作温度为5～35℃，送铝速度为0.4～1.0m/min、基膜卷取速度为10～30m/min。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术制得的辐射降温薄膜可从以下4个途径同时散热或导热，快速实现降温：本专利技术的铝膜层在太阳红外辐射波段和大气辐射波段均有较高的反射率，应用在建筑或汽车玻璃上，可以很大程度上阻隔外部热辐射进入建筑或汽车内，从而减轻太阳辐射和大气辐射对建筑或汽车内的直接加热效果；本专利技术辐射基膜中的SiO2颗粒在大气窗口8～13微米处有较高的辐射率，且其他波段辐射率较低，SiO2微粒不断向大气中辐射净热量，使膜层自身温度不断降低；本专利技术辐射基膜中的SiC颗粒可以加快辐热速率；本专利技术的辐射降温薄膜与其接触物之间可通过热传导交换热量，从而使与其接触的物体或周边环境降温。附图说明图1：本专利技术辐射降温薄膜结构示意图；图2：本专利技术的模拟降温实验装置示意图；图3：图2所示1、2、3、4号探头处在不同时间点的数值变化图；图4：对比例不同时间点温度数值变化图；图5：不同金属在太阳光红外波段的反射率图。具体实施方式下面通过具体的实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细地说明。以下实施例仅是本专利技术较佳的实施例，并非是对本专利技术做其他形式的限定，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的
技术实现思路
加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本专利技术方案内容，依据本专利技术的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本专利技术的保护范围内。下述各实施例制得的辐射降温薄膜的结构示意图如图1所示，所述辐射降温薄膜由辐射基膜层和铝膜层组成，所述铝膜层覆盖在辐射基膜层表面，其中，所述辐射基膜层厚度为0.05～1mm，所述铝膜层厚度为0.2～1μm；其中，所述辐射基膜层由如下质量份的原料制备而成：聚乙烯树脂70～95份，复合填料5～30份；所述复合填料由二氧化硅和碳化硅组成。本专利技术下述各实施例采用的聚乙烯树脂为颗粒粒料，分子量不匀度指数范围为4～20，所述聚乙烯树脂在230℃、荷重2.16kg时的熔融指数为5～25g/10min。实施例1本实施例的一种辐射降温薄膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)分别称取800g粒径为10微米的二氧化硅颗粒、200g粒径为15微米的碳化硅颗粒和4000g高密度聚乙烯树脂，将各原料分别进行超声波振动处理30min打散结团后放入混合搅拌机中，再向搅拌机中加入10L酒精浸没物料，充分搅拌30min，使各物料混合均匀，制得悬浊液；(2)将步骤(1)制得的悬浊液置于真空干燥箱中干燥，控制干燥箱的温度为50℃，干燥时间为6h，制得干燥混合物料；(3)将步骤(2)制得的干燥混合物料放入螺旋挤出机中加热挤出，并利用挤出端薄膜模具和双圆辊牵引机构，将熔化的混合料挤出成膜，充分冷却后，形成所述的辐射基膜；其中，螺杆转速为200r/min，熔料温度为150℃，双圆辊直径为8cm，转速为15r/min。(4)将步骤(3)所述辐射基膜放入真空蒸镀箱中进行真空镀铝，将卷筒基膜置放于真空室内，关闭真空室抽真空，当真空度达到3×10-3Pa时，将蒸发舟升温至1300℃，然后再把预处理的纯度为99.9％的铝丝连续送至蒸发舟上。控制工作真空为5×10-3Pa，，源基距为18cm，冷却系统的工作温度为5℃，送铝速度为1.0m/min，基膜卷取速度为20m/min，通过基膜卷曲速度控制铝层厚度，使基膜表面沉积一层铝膜，制得所述辐射降温薄膜。本实施例制得的辐射降温薄膜由辐射基膜层和铝膜层组成，所述铝膜层覆盖在辐射基膜层表面，其中，所述辐射基膜层厚度为0.2mm，所述铝膜层厚度为0.3μm。将本实施例制得的辐射降温薄膜置于图2所示的模拟降温实验装置的样品台上，分别用温度计同时记录从上到下编号分别为1、2、3、4号探头处在不同时间点的温度值，温度数值变化如图3所示。由图3可知，本专利技术的辐射降温膜对于密封环境隔热环境有降温的功效，密封空间内不同位置处的温度均低于环境温度，且随着探测温度点位置从上至下温度逐渐下降。实施例2本实施例的辐射降温薄膜，按实施例1相同的方法制备，区别仅在于本实施例的辐射降温薄膜的二氧化硅颗粒用量为600g，碳化硅颗粒用量为400g。实施例3本实施例的辐射降温薄膜，按实施例1相同的方法制备，区别仅在于本实施例的辐射降温薄膜的二氧化硅颗粒用量为400g，碳化硅颗粒用量为600g。实施例4本实施例的辐射降温薄膜，按实施例1相同的方法制备，区别仅在于本实施例的辐射降温薄膜的二氧化硅颗粒用量为200g，碳化硅颗粒用量为800g。分别研究实施例1、实施例2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被动辐射降温薄膜，其特征在于所述薄膜由辐射基膜层和铝膜层组成，所述Al膜层覆盖在辐射基膜层表面；所述辐射基膜层厚度为0.05～1mm，所述铝膜层厚度为0.2～1μm；其中，所述辐射基膜层由如下质量份的原料制备而成：聚乙烯树脂70～95份，复合填料5～30份；所述复合填料由二氧化硅和碳化硅组成。

【技术特征摘要】
1.一种被动辐射降温薄膜，其特征在于所述薄膜由辐射基膜层和铝膜层组成，所述Al膜层覆盖在辐射基膜层表面；所述辐射基膜层厚度为0.05～1mm，所述铝膜层厚度为0.2～1μm；其中，所述辐射基膜层由如下质量份的原料制备而成：聚乙烯树脂70～95份，复合填料5～30份；所述复合填料由二氧化硅和碳化硅组成。2.如权利要求1所述被动辐射降温薄膜，其特征在于所述二氧化硅的粒径为1～20μm。3.如权利要求1所述被动辐射降温薄膜，其特征在于所述碳化硅的粒径为1～20μm。4.如权利要求1所述被动辐射降温薄膜，其特征在于聚乙烯树脂为颗粒粒料，分子量不匀度指数范围为4～20；所述聚乙烯树脂在230℃、荷重2.16kg时的熔融指数为5～25g/10min。5.权利要求1所述被动辐射降温薄膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)取二氧化硅、碳化硅和聚乙烯树脂，分别进行超声波振动处理后混合搅拌，加入酒精浸没物料，混合搅拌制得悬浊液；2)将步骤1所得悬浊液置真空干燥，得到干燥混合物料；3)将步骤2所得干燥混合物料放入螺旋挤出机中加热挤出，利用挤出机端头的薄膜模具与双圆辊牵引机构，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏志林，张振飞，孟正华，蔡航，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42