低辐射薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低辐射薄膜及其制备方法。所述低辐射薄膜包括：基体，所述基体包括透明聚合物材料；以及分布在所述基体中的银纳米线，所述银纳米线构成网络状结构。

【技术实现步骤摘要】
低辐射薄膜及其制备方法
本专利技术的实施例涉及节能材料，特别涉及一种低辐射薄膜及其制备方法。
技术介绍
节能减排是当今社会的一个重要课题。在能源消耗方面，有关建筑物的能源消耗占很大比重。建筑物外玻璃的热损失占建筑能耗的50％以上，其中普通的浮法玻璃的辐射率高达0.84，其表面以辐射传热的热损失达到58％。冬季，由于室内热量向外流散，需要供暖设备提供更多的热量，可以通过增加太阳的直接辐射热同时增加室内中红外的反射来提高室内温度；夏季，由于室外热量向室内辐射，需要增加制冷用电，由此增大了能源消耗。为了有效的降低室内温度，可以通过增加室外中红外的反射的方式进行。因此，增加可见光透过及抑制表面的红外辐射是减少建筑物能源消耗的重要手段。现有技术通过采用低辐射(Low-E)玻璃用于建筑外墙以降低建筑能耗。但是，Low-E玻璃的制作主要采用化学气相沉积法(CVD)或真空磁控溅射工艺，存在工艺复杂、制备过程能耗大、效率低、成本高、安装不便、寿命短等缺点。因此，有必要研究一种辐射率低、工艺简单、成本低、使用方便的建筑节能材料。
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薄膜及其制备方法。根据本专利技术的一个方面，提出一种低辐射薄膜，包括：基体，所述基体包括透明聚合物材料；以及分布在所述基体中的银纳米线，所述银纳米线构成网络状结构。根据一些实施方式，所述透明聚合物材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。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。根据一些实施方式，所述低辐射薄膜中银纳米线的体积分数为1～15％，以及所述低辐射薄膜的厚度为50nm～10μm。根据一些实施方式，所述低辐射薄膜的可见光透过率大于85％，红外反射率大于90％。根据一些实施方式，所述低辐射薄膜为单层结构或多层结构。根据本专利技术的另一方面，提出一种低辐射薄膜的制备方法，包括：提供银纳米线分散液，其中银纳米线的浓度为1～15mg/mL；提供透明聚合物分散液，其中透明聚合物的质量分数为2～12％；将所述银纳米线分散液与所述透明聚合物分散液混合，得到的混合液中银纳米线的浓度为1～10mg/mL；提供衬底，并将所述混合液在衬底上成膜；将形成于衬底上的薄膜在真空环境中进行干燥处理。根据一些实施方式，所述银纳米线分散液的溶剂为异丙醇；以及所述透明聚合物分散液中透明聚合物为PMMA，溶剂为苯甲醚。根据一些实施方式，成膜的方法包括精密涂布、浸渍式提拉法、旋涂法、喷涂法和刮涂法中的一种。根据一些实施方式，进行干燥处理包括：将形成于衬底上的薄膜在50～150℃下干燥10～100min。在根据本专利技术的实施例的低辐射薄膜中，通过将银纳米线分布于透明聚合物材料构成的基体中，使得银纳米线分散均匀、结构稳定，并且，低辐射薄膜的可见光透过率高、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。此外，薄膜柔性好，可即贴即用，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薄膜的结构示意图；图2示出了根据本专利技术的另一实施例的低辐射薄膜的结构示意图；图3示出了图1的低辐射薄膜的可见光透过率随波长变化的示意图；图4示出了图1的低辐射薄膜的红外反射率随波长变化的示意图；以及图5示出了图1的低辐射薄膜的制备方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。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。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术的保护范围。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薄膜100的结构示意图。如图1所示，低辐射薄膜100包括基体1，基体1包括透明聚合物材料；以及分布在基体1中的银纳米线2，银纳米线2构成网络状结构。在根据本专利技术的实施例的低辐射薄膜100中，通过将银纳米线2分布于透明聚合物材料构成的基体1中，使得银纳米线2分散均匀、结构稳定，并且，低辐射薄膜的可见光透过率高、红外反射率高，由此红外辐射率低、太阳能利用率高，有利于减少能源消耗。此外，薄膜柔性好，可即贴即用，使用方便。基体1用于容纳银纳米线2并填充银纳米线2构成的网络状结构的空隙。一方面，由于银纳米线2被基体1覆盖，可避免银纳米线2接触空气而被氧化；另一方面，基体1还可起到固定银纳米线2位置的作用，保证低辐射薄膜100结构的稳定性。如图1所示，低辐射薄膜100可沉积于衬底3表面，可选地，低辐射薄膜100也可从衬底3表面剥离。虽然图1示出了低辐射薄膜100为单层结构，但是在其他实施例中，低辐射薄膜也可以为多层结构，例如，图2示出了三层结构的低辐射薄膜200。在实际应用中，可根据具体需求设置低辐射薄膜的层数。基体1可包括透明聚合物材料，在本文中，透明聚合物材料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薄膜主要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材料。在本专利技术的实施例中，透明聚合物材料可包括但不限于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。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基体1中形成高性能的网络状结构的同时具有一定的可见光透过率。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，可根据所需的隔热效果，采用不同直径及长度的银纳米线。低辐射薄膜的厚度可控且均匀，例如，厚度可以为50nm～10μm。并且，低辐射薄膜中银纳米线的体积分数可以为1～15％。图3示出了图1的低辐射薄膜100的透过率随波长变化的示意图。如图3所示，低辐射薄膜100在波长为500～900nm的可见光区域的透过率可达85％以上，具有很好的透光性，当用作建筑物外墙时，可为室内环境提供充足的光线，以及很好的利用可见光能量为室内提供热量。图4示出了图1的低辐射薄膜100的反射率随波长变化的示意图。如图4所示，低辐射薄膜100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，一方面低辐射薄膜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，低辐射薄膜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(例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低辐射薄膜，包括：基体，所述基体包括透明聚合物材料；以及分布在所述基体中的银纳米线，所述银纳米线构成网络状结构。

【技术特征摘要】
1.一种低辐射薄膜，包括：基体，所述基体包括透明聚合物材料；以及分布在所述基体中的银纳米线，所述银纳米线构成网络状结构。2.根据权利要求1所述的低辐射薄膜，其特征在于，所述透明聚合物材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。3.根据权利要求1所述的低辐射薄膜，其特征在于，所述银纳米线的直径为5～100nm，长度为5～50μm。4.根据权利要求1所述的低辐射薄膜，其特征在于，所述低辐射薄膜中银纳米线的体积分数为1～15％，以及所述低辐射薄膜的厚度为50nm～10μm。5.根据权利要求1所述的低辐射薄膜，其特征在于，所述低辐射薄膜的可见光透过率大于85％，红外反射率大于90％。6.根据权利要求1所述的低辐射薄膜，其特征在于，所述低辐射薄膜为单层结构或多层结构。7.一种低辐射薄膜的制备方法，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张航，丁丁，高殷，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