低辐射涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低辐射涂料及其制备方法，所述低辐射涂料包括：银纳米线、透明聚合物以及有机溶剂；其中，所述银纳米线的浓度为1～10mg/mL；所述透明聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚4‑甲基戊烯(TPX)、聚乙烯(PE)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种。

【技术实现步骤摘要】
低辐射涂料及其制备方法
本专利技术的实施例涉及节能材料，特别涉及一种低辐射涂料及其制备方法。
技术介绍
低辐射材料在太阳能热利用、特种服饰等领域具有广阔的应用前景。例如，在建筑节能方面，对于3mm厚的普通玻璃，其可吸收89％以上的红外辐射能量而使玻璃温度升高，进而通过玻璃的辐射和与周围空气的热交换而散发热量，由此造成室内很大一部分热量的损失。对此，如果在玻璃表面涂覆低辐射材料，由于低辐射材料具有较高的可见光透过率以及较高的红外反射率，因此可较大程度地利用可见光能量，并减少室内热量的损失。在保暖服装方面，由于人体的正常体温(36～37℃)对应的辐射波长大约为9.4μm，因此增强对该波长的红外反射能力可有效减少人体热量的流失，从而达到保温效果。综上，有必要研究一种低辐射材料以满足建筑节能、特种服装等领域对低辐射性能的需求。
技术实现思路
本专利技术的实施例旨在提出一种具有较佳节能效果的低辐射涂料及其制备方法。根据本专利技术的一个方面，提出了一种低辐射涂料，包括：银纳米线、透明聚合物以及有机溶剂；其中，所述银纳米线的浓度为1～10mg/mL；所述透明聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚4-甲基戊烯(TPX)、聚乙烯(PE)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种。根据一些实施方式，所述透明聚合物包括PMMA，以及所述有机溶剂包括异丙醇和苯甲醚。根据一些实施方式，所述透明聚合物包括TPX；所述有机溶剂包括异丙醇，并且还包括环己烷和/或三氯乙烯。根据一些实施方式，所述银纳米线的直径为5～100nm，长度为5～50μm。根据本专利技术的另一方面，提出一种制备低辐射涂料的方法，包括：制备银纳米线分散液，其中银纳米线的浓度为1～15mg/mL；制备透明聚合物分散液，其中透明聚合物的质量分数为1～15％；将所述银纳米线分散液与所述透明聚合物分散液混合得到低辐射涂料，所述低辐射涂料中银纳米线的浓度为1～10mg/mL。根据一些实施方式，利用多元醇法制备银纳米线分散液。根据一些实施方式，所述银纳米线分散液的溶剂为异丙醇。根据一些实施方式，所述透明聚合物分散液中透明聚合物为PMMA，溶剂为苯甲醚；并且，PMMA溶解于苯甲醚在常温下进行。根据一些实施方式，所述透明聚合物分散液中透明聚合物为TPX，溶剂为环己烷和/或三氯乙烯；并且，TPX溶解于环己烷和/或三氯乙烯在60℃的温度下进行。根据一些实施方式，在真空环境以及50～60℃的温度下，将银纳米线分散液与TPX分散液混合。在根据本专利技术的实施例的低辐射涂料中，通过加入银纳米线、透明聚合物以及有机溶剂，使得银纳米线在涂料中分散均匀、结构稳定，并且，低辐射涂料形成的涂层的可见光透过率高、红外反射率高，由此红外辐射率低、太阳能热利用效率高，有利于减少能源消耗以及增强保温效果。进一步地，高红外反射能力可以起到很好的理疗功效，有利于人体健康。此外，涂料可根据具体使用情况进行涂覆，灵活性好、使用方便。附图说明通过下文中参照附图对本专利技术所作的描述，本专利技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本专利技术有全面的理解。图1示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的低辐射涂料的扫描电镜照片，其中示出了银纳米线在低辐射涂料中的分布情况；图2示出了图1的低辐射涂料形成的涂层的红外反射率随波长变化的示意图；以及图3示出了图1的低辐射涂料的制备方法的流程图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。根据本专利技术的一个方面，提出一种低辐射涂料，包括：银纳米线、透明聚合物以及有机溶剂；其中，所述银纳米线的浓度为1～10mg/mL；所述透明聚合物包括但不限于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚4-甲基戊烯(TPX)、聚乙烯(PE)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种。在根据本专利技术的实施例的低辐射涂料中，通过加入银纳米线、透明聚合物以及有机溶剂，使得银纳米线在涂料中分散均匀、结构稳定，并且，低辐射涂料形成的涂层的可见光透过率高、红外反射率高，由此红外辐射率低、太阳能热利用效率高，有利于减少能源消耗以及增强保温效果。进一步地，高红外反射能力可以起到很好的理疗功效，有利于人体健康。此外，涂料可根据具体使用情况进行涂覆，灵活性好、使用方便。图1示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的低辐射涂料的扫描电镜照片，其中示出了银纳米线在低辐射涂料中的分布情况。如图1所示，银纳米线在低辐射涂料中分布均匀。一方面，银纳米线分散在低辐射涂料的有机溶剂中，可避免银纳米线接触空气而被氧化；另一方面，有机溶剂包裹银纳米线表面，可起到固定银纳米线位置的作用，保证结构的稳定性。在本文中，透明聚合物指代透光度较好的聚合物材料，例如，在可见光中透光度在90％以上的聚合物材料。由于本专利技术的低辐射涂料可应用于建筑节能领域，例如用作建筑物外墙，因此良好的透光性是必要的，本领域技术人员可根据实际需求选择特定透光度的聚合物材料作为本专利技术的透明聚合物。在本专利技术的实施例中，透明聚合物可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚4-甲基戊烯(TPX)、聚乙烯(PE)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种。银纳米线是指以银为材料形成的在横向上尺寸被限制在100纳米以下(纵向没有限制)的一维结构，例如，长径比大于1000。银纳米线本身具有优异的透光性，它的高长径比有利于在低辐射涂料中形成高性能的网络状结构，由于等离子激元效应，使可见光透过率大大增加。在本专利技术的实施例中，银纳米线的直径可以为5～100nm，长度可以为5～50μm，实际应用中，可根据所需的节能保温效果，采用不同直径及长度的银纳米线。在本专利技术的低辐射涂料中，银纳米线的浓度可以为1～10mg/mL。在本专利技术的一个实施例中，透明聚合物可包括PMMA，同时有机溶剂可包括异丙醇和苯甲醚。在另一实施例中，透明聚合物可包括TPX；同时有机溶剂可包括异丙醇，并且还可包括环己烷和/或三氯乙烯。其中，“和/或”表示有机溶剂除包括异丙醇外，还可单独包括环己烷，或者单独包括三氯乙烯，或者同时包括环己烷和三氯乙烯。图2示出了图1的低辐射涂料形成的涂层的红外反射率随波长变化的示意图。如图2所示，低辐射涂料形成的涂层在波长为8～22μm的红外波段的反射率可达到90％以上。相应地，红外辐射率小于0.1，具有显著的加热效果，适于营造冬暖夏凉的室内环境，具体地，冬季，一方面低辐射涂料形成的涂层的良好透光性使得太阳光带入较多的热量，另一方面低红外辐射率保证了室内热量的低损失，可有效保持室内的温度；夏季，低辐射涂料形成的涂层可减少室外热量向室内辐射，有效阻隔室外的高温天气，使得室内温度不会过高。由此可利于减少室内为供暖或制冷而造成的大量能源消耗。当然，除建筑节能领域(例如建筑物的窗户和屋顶)之外，本专利技术的低辐射涂料还可广泛用于汽车车窗、汽车或房屋玻璃除冰除雾、救生毯、特种服装、红外隐身等方面。特别地，8～14μm波段的红外线能够促进人体血液循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低辐射涂料，包括：银纳米线、透明聚合物以及有机溶剂；其中，所述银纳米线的浓度为1～10mg/mL；所述透明聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚4‑甲基戊烯(TPX)、聚乙烯(PE)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种低辐射涂料，包括：银纳米线、透明聚合物以及有机溶剂；其中，所述银纳米线的浓度为1～10mg/mL；所述透明聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚4-甲基戊烯(TPX)、聚乙烯(PE)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种。2.根据权利要求1所述的低辐射涂料，其特征在于，所述透明聚合物包括PMMA，以及所述有机溶剂包括异丙醇和苯甲醚。3.根据权利要求1所述的低辐射涂料，其特征在于，所述透明聚合物包括TPX；所述有机溶剂包括异丙醇，并且还包括环己烷和/或三氯乙烯。4.根据权利要求1所述的低辐射涂料，其特征在于，所述银纳米线的直径为5～100nm，长度为5～50μm。5.一种制备低辐射涂料的方法，包括：制备银纳米线分散液，其中银纳米线的浓度为1～15mg/mL；制备透明聚合物分散液，其中透明聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：高殷，张航，淮秀兰，李涛，刘斌，陈哲，杨明，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11