一种具有自清洁功能的辐射致冷膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于辐射致冷技术领域，尤其涉及一种具有自清洁功能的辐射致冷膜及其制备方法，所述辐射致冷膜包括基底膜以及分散于基底膜内的辐射体和疏水性纳米粒子，所述辐射体的红外发射峰位于8～13μm的红外辐射波段范围内且至少覆盖8～13μm范围内的一个波段区间。本发明专利技术利用纳米疏水粒子的高疏水性，使辐射致冷膜具有自清洁效果，避免了因灰尘堆积降低致冷效果的现象。本发明专利技术辐射致冷膜在8～13μm波段具有高发射率，在可见光波段透过率大，采光性能良好，还能减少物体对其余波段能量的吸收，保证致冷效果。本发明专利技术进一步采用两种不同粒径大小的辐射体，拓宽了辐射范围，将地面热量最大程度上辐射至外太空，提高了致冷效果。

【技术实现步骤摘要】
一种具有自清洁功能的辐射致冷膜及其制备方法
本专利技术属于辐射致冷
，尤其涉及一种具有自清洁功能的辐射致冷膜及其制备方法。
技术介绍
进入二十一世纪以来，能源问题备受关注，节能降耗也成为人们关注的重点，其中致冷控温领域的节能降耗是重要的研究领域。辐射致冷作为无耗能的致冷方式逐渐被研究者所关注，其原理是传热学中辐射传热的四次方定律，大气层外宇宙空间的温度接近绝对零度，是理想的冷源，如果实现地面物体与接近0K的太空冷源进行直接辐射换热将达到良好的降温效果，但是大气层阻碍了地面向太空辐射散热，然而在大气窗口(8-13μm)波段之间，大气层的吸收率很低，透过率很大，而此波段恰好处于地面物体常温辐射的远红外区，辐射致冷膜在大气窗口波段有高发射率，将膜贴附到物体表面，地面的能量可通过这波段辐射到外层空间，从而达到致冷的效果。但传统的辐射致冷膜缺少自我清洁功能，使得灰尘及污浊物质容易附着在辐射致冷膜表面，降低辐射致冷膜的致冷效果。
技术实现思路
为解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有自清洁功能的辐射致冷膜及其制备方法。本专利技术的技术方案：一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，所述辐射致冷膜包括基底膜以及分散于基底膜内的辐射体和疏水性纳米粒子，所述辐射体的红外发射峰位于8～13μm的红外辐射波段范围内且至少覆盖8～13μm范围内的一个波段区间。进一步的，所述辐射体由粒径为0.4～0.9μm的无机纳米粒子Ⅰ组成、或者由粒径为1～4μm的无机纳米粒子Ⅱ组成、或者由粒径为0.4～0.9μm的无机纳米粒子Ⅰ和粒径为1～4μm的无机纳米粒子Ⅱ按一定体积比组成。进一步的，所述无机纳米粒子Ⅰ和无机纳米粒子Ⅱ的体积比为1:(3～5)。进一步的，所述无机纳米粒子Ⅰ和无机纳米粒子Ⅱ均为SiO2纳米粒子、CuO纳米粒子、TiO2纳米粒子或Fe2O3纳米粒子中的一种或几种的组合。进一步的，所述基底膜由树脂材料制成。进一步的，所述树脂材料为丙烯酸树脂、聚氟乙烯、EVA树脂或聚甲基戊烯中的一种。进一步的，所述疏水性纳米粒子为粒径为0.005～0.5μm的无机纳米硅、纳米二氧化钛或疏水纳米金颗粒中的一种或几种的组合。本专利技术提供的一种具有自清洁功能的辐射致冷膜的制备方法，所述制备方法步骤如下：(一)制备基底铸膜液：将树脂材料与潜溶剂按一定体积比混合，加入辐射体和疏水性纳米粒子，充分搅拌混匀、超声振荡，得到辐射体和疏水性纳米粒子分散均匀的基底铸膜液；(二)制备致冷膜：待基底铸膜液达到标准黏度时，将基底铸膜液涂制成膜，干燥成型后获得具有自清洁功能的辐射致冷膜。进一步的，步骤(一)所述树脂材料与潜溶剂的体积比为1:(3～5)，所述潜溶剂为异构十二烷或二甲苯，所述辐射体的加入量为树脂材料体积的3～6％，所述疏水性纳米粒子的加入量为树脂材料体积的1～3％。进一步的，步骤(二)所述基底铸膜液达到标准黏度是指用玻璃棒蘸起基底铸膜液，其可以沿着玻璃棒流下来，形成一条线即可。进一步的，步骤(二)所述将基底铸膜液涂制成膜使用的是涂膜器，所述干燥是指烘干或静置自然干燥。进一步的，步骤(二)获得的具有自清洁功能的辐射致冷膜的厚度为20～500μm。本专利技术提供的具有自清洁功能的辐射致冷膜在建筑降温、光伏电池、冷链运输或电子设备降温中的应用。本专利技术的有益效果：1、本专利技术提供的具有自清洁功能的辐射致冷膜利用纳米疏水粒子的高疏水性使水无法完全附着在辐射致冷膜的表面，而是因自身的表面张力形成水滴，水滴由膜表面滑落的过程中带走尘埃，使辐射致冷膜具有自清洁效果，避免了因灰尘堆积降低致冷效果的现象。2、本专利技术提供的具有自清洁功能的辐射致冷膜在8～13μm的大气窗口波段具有高发射率，可将地面的能量通过此波段辐射到外层空间，与太空进行辐射换热从而达到致冷的效果；同时本专利技术提供的膜在380～760nm的可见光波段的整体透过率大，吸收率小，不仅在可见光波段具有良好的采光性能，还能够减少物体对其余波段能量的吸收，保证膜的致冷效果。3、为了进一步提高致冷效果，本专利技术采用两种不同粒径大小的辐射体，利用不同粒径辐射体的红外发射峰相叠加，拓宽了红外复合波段的辐射范围，能够将地面热量最大程度上辐射至温度接近绝对零度的外部太空，从而提高致冷效果。4、本专利技术具有成本低廉、工艺简单、易于操作的优点，与涂层材料脆性较大相比，本专利技术制备的辐射致冷膜具有良好的拉伸性能和柔韧性，可覆盖在现已建成的房屋建筑、光伏电池、冷链运输设备和电子设备等需要降温的物体表面，具有更为广阔的应用范围。5、本专利技术提供的具有自清洁功能的辐射致冷膜及其制备方法节能降耗、绿色环保，具有巨大的社会效益和经济效益，市场前景十分广阔。附图说明图1为实施例12制备的具有自清洁功能的辐射致冷膜的表面SEM图；图2为实施例11制备的具有自清洁功能的辐射致冷膜的光谱性质图；图3为实施例12制备的具有自清洁功能的辐射致冷膜的光谱性质图；图4为实施例12制备的具有自清洁功能的辐射致冷膜与水滴的接触角照片；图5为对比例1制备的不添加疏水性纳米粒子的辐射致冷膜与水滴的接触角照片；图6为实施例12制备的具有自清洁功能的辐射致冷膜的致冷效果图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。实施例1一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，所述辐射致冷膜包括基底膜以及分散于基底膜内的辐射体和疏水性纳米粒子，所述辐射体的红外发射峰位于8～13μm的红外辐射波段范围内且至少覆盖8～13μm范围内的一个波段区间。实施例2一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，所述辐射致冷膜包括基底膜以及分散于基底膜内的辐射体和疏水性纳米粒子，所述辐射体由粒径为0.4～0.9μm的无机纳米粒子Ⅰ组成、或者由粒径为1～4μm的无机纳米粒子Ⅱ组成、或者由粒径为0.4～0.9μm的无机纳米粒子Ⅰ和粒径为1～4μm的无机纳米粒子Ⅱ按一定体积比组成。实施例3一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，所述辐射致冷膜包括基底膜以及分散于基底膜内的辐射体和疏水性纳米粒子，所述辐射体由粒径为0.4～0.9μm的无机纳米粒子Ⅰ和粒径为1～4μm的无机纳米粒子Ⅱ按体积比1:(3～5)组成。实施例4一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，所述辐射致冷膜包括基底膜以及分散于基底膜内的辐射体和疏水性纳米粒子，所述辐射体由粒径为0.4～0.9μm的无机纳米粒子Ⅰ组成、或者由粒径为1～4μm的无机纳米粒子Ⅱ组成、或者由粒径为0.4～0.9μm的无机纳米粒子Ⅰ和粒径为1～4μm的无机纳米粒子Ⅱ按体积比1:(3～5)组成；其中无机纳米粒子Ⅰ和无机纳米粒子Ⅱ均为SiO2纳米粒子、TiO2纳米粒子、CuO纳米粒子或Fe2O3纳米粒子中的一种或几种的组合，所述基底膜由树脂材料制成，所述树脂材料为丙烯酸树脂、聚氟乙烯、EVA树脂或聚甲基戊烯中的一种；所述疏水性纳米粒子为粒径为0.005～0.5μm的无机纳米硅、纳米二氧化钛或疏水纳米金颗粒中的一种或几种的组合。实施例5一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，包括由丙烯酸树脂制成的基底膜，以及分散于基底膜内的辐射体和疏水性纳米粒子，所述辐射体为粒径为0.4～0.9μm的SiO2纳米粒子，疏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，其特征在于所述辐射致冷膜包括基底膜以及分散于基底膜内的辐射体和疏水性纳米粒子，所述辐射体的红外发射峰位于8～13μm的红外辐射波段范围内且至少覆盖8～13μm范围内的一个波段区间。

【技术特征摘要】
1.一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，其特征在于所述辐射致冷膜包括基底膜以及分散于基底膜内的辐射体和疏水性纳米粒子，所述辐射体的红外发射峰位于8～13μm的红外辐射波段范围内且至少覆盖8～13μm范围内的一个波段区间。2.根据权利要求1所述一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，其特征在于所述辐射体由粒径为0.4～0.9μm的无机纳米粒子Ⅰ组成、或者由粒径为1～4μm的无机纳米粒子Ⅱ组成、或者由粒径为0.4～0.9μm的无机纳米粒子Ⅰ和粒径为1～4μm的无机纳米粒子Ⅱ按一定体积比组成。3.根据权利要求2所述一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，其特征在于所述无机纳米粒子Ⅰ和无机纳米粒子Ⅱ的体积比为1:(3～5)。4.根据权利要求3所述一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，其特征在于所述无机纳米粒子Ⅰ和无机纳米粒子Ⅱ均为SiO2纳米粒子、CuO纳米粒子、TiO2纳米粒子或Fe2O3纳米粒子中的一种或几种的组合。5.根据权利要求4所述一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，其特征在于所述基底膜由树脂材料制成。6.根据权利要求5所述一种具有自清洁功能的辐射致冷膜，其特征在于所述疏水性纳米粒子为粒径...

【专利技术属性】
技术研发人员：王富强，程子明，龚大洋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东,37