一种添加二氧化钛空心球的高分子薄膜复合辐射制冷材料制造技术

本发明专利技术提供了一种添加二氧化钛空心球的高分子薄膜复合辐射制冷材料。以偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物为复合辐射制冷材料的基体，可实现8～13μm范围的高发射率。添加二氧化钛空心球，以实现在太阳光辐射波段的高反射率。二氧化钛空心球具有特殊的空腔效应，当二氧化钛空心球分散到偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物基体中，由于空腔效应以及界面反射作用，使得复合辐射制冷材料具有显著增高的太阳光波段反射率，加上偏氟乙烯‑六氟丙烯共聚物基体本身具有的红外辐射特性，可以达到良好的辐射制冷效果。

A Polymer Film Composite Radiation Refrigeration Material with Titanium Dioxide Hollow Spheres

The invention provides a polymer film composite radiation refrigeration material with titanium dioxide hollow sphere. Using vinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer as the matrix of composite radiation refrigeration material, high emissivity in the range of 8-13 um can be achieved. Titanium dioxide hollow spheres are added to achieve high reflectivity in the solar radiation band. Titanium dioxide hollow spheres have special cavity effect. When titanium dioxide hollow spheres are dispersed in the matrix of vinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer, the reflectivity of solar band of composite radiation refrigeration materials is significantly increased due to the cavity effect and interface reflection, and the infrared radiation characteristics of the matrix of vinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer itself can be achieved. To achieve good radiation cooling effect.

【技术实现步骤摘要】
一种添加二氧化钛空心球的高分子薄膜复合辐射制冷材料
本专利技术涉及功能材料领域，具体涉及一种添加二氧化钛空心球的高分子薄膜复合辐射制冷材料。
技术介绍
能源的消耗和气候变暖是21世纪人类面临的两大问题。高能耗直接导致温室气体排放过多，严重扰乱了气候平衡，导致全球变暖和极端天气。供暖和制冷是住宅和商业能耗的主要组成部分。因此，减少对室内温度调节的需求将对全球能源使用产生实质性影响。虽然传统的方法一直致力于改善建筑的绝热性并启用智能温度控制，但是效果甚微。通过辐射制冷材料的使用，可以在不消耗额外能量的条件下，有效降低室内温度，从而减轻夏季的制冷能耗。在夏季温度条件下，建筑物辐射的热量主要集中在中红外波段(约8-13μm范围)。因此要求辐射制冷材料在中红外波段有较高发射率，并且在可见光和近红外波段有较高的反射率。然而，现有的材料难以满足上述要求。与整个建筑物相比，人体的散热量少得多。对人体及其局部环境提供加热或冷却，而不浪费多余的功率来加热和冷却整个建筑物，会产生更高的能量效率。为了实现这一目标，有必要对室内环境中的人体散热过程进行更好的控制。然而，传统纺织品不是为控制红外辐射而设计的。对于炎热天气中的个人制冷，需要大量发射红外线，以充分消散人体辐射的热量。人体皮肤是一个优秀的红外线发射器(发射率＝0.98)，发射的红外线波长范围在8-13μm。为了达到最佳的制冷效果，要求红外辐射材料在8-13μm范围内有较高的发射率，同时在太阳光辐射波段(主要400纳米到2500纳米范围)有较高的反射率，从而使得外源输入热量尽量少，向外辐射热量尽量多。无论是建筑物还是人体的辐射制冷都遵循相同的原理，即向外辐射的热量大于物体吸收的热量，物体的温度得以降低，达到致冷目的。存在的问题在于，很少有高分子基体材料在8-13μm范围有较高的发射率。目前知道的聚合物材料中，偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物在8-13μm范围有较高的发射率。但是，偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物在太阳光辐射波段的反射率比较低，单独使用难以达到较好的辐射制冷效果，需要通过添加第二相来制备新颖的复合材料以获得所需的性能。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种添加二氧化钛空心球的高分子薄膜复合辐射制冷材料。以偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物为复合辐射制冷材料的基体，实现8～13μm范围内的高发射率。添加二氧化钛空心球，以实现在太阳光辐射波段的高反射率。二氧化钛在太阳光辐射波段具有一定的反射率，但是不足以实现良好的辐射制冷效果。而二氧化钛空心球具有特殊的空腔效应，能够有效反射太阳光。这种空腔效应与二氧化钛空心球的几何尺寸有关。当二氧化钛空心球分散到偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物基体中，只有当二氧化钛空心球的外径范围在500纳米到2微米，壁厚范围在100纳米到500纳米时，才会由于空腔效应以及界面反射作用使得复合辐射制冷材料具有显著增高的太阳光波段反射率，其他尺寸的二氧化钛空心球不具备这样的特征，而这一点是以前没有被发现的。添加二氧化钛空心球带来的太阳光波段高反射加上偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物基体本身具有的红外辐射特性，可以使复合辐射制冷材料具有良好的辐射制冷特性。上述复合辐射制冷材料可以通过以下步骤制得：首先将偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物溶解在丙酮中，形成均匀透明的高分子溶液；然后加入二氧化钛空心球，置于脱泡搅拌机内搅拌脱泡得到混合均匀的料浆；然后用线棒涂布器将料浆涂覆在玻璃板表面，选择相应的线棒涂布器来控制厚度，经干燥得到复合辐射制冷材料。具体实施方式以下将结合实施例对本专利技术作进一步说明。实例1本实施例提供的复合辐射制冷材料，由偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和二氧化钛空心球组成。二氧化钛空心球的外径为1微米，壁厚为200纳米，添加的质量分数为0.5％。首先将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶解在丙酮中，形成均匀透明的高分子溶液；然后加入二氧化钛空心球，置于脱泡搅拌机内搅拌脱泡20分钟得到混合均匀的料浆；然后用线棒涂布器将料浆涂覆在玻璃板表面，经干燥得到厚度为46微米的复合辐射制冷材料。通过实验室自组装的测试系统评价所制备辐射制冷薄膜的制冷性能，测试时间为30min，平衡温度从未添加二氧化钛空心球的37.1℃下降到36.2℃。实例2本实施例提供的复合辐射制冷材料，由偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和二氧化钛空心球组成。二氧化钛空心球的外径为800纳米，壁厚为100纳米，添加的质量分数为2％。首先将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶解在丙酮中，形成均匀透明的高分子溶液；然后加入二氧化钛空心球，置于脱泡搅拌机内搅拌脱泡20分钟得到混合均匀的料浆；然后用线棒涂布器将料浆涂覆在玻璃板表面，经干燥得到厚度为43微米的复合辐射制冷材料。通过实验室自组装的测试系统评价所制备辐射制冷薄膜的制冷性能，测试时间为30min，平衡温度从未添加二氧化钛空心球的37.2℃下降到35.2℃。实例3本实施例提供的复合辐射制冷材料，由偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和二氧化钛空心球组成。二氧化钛空心球的外径为1.2微米，壁厚为400纳米，添加的质量分数为2.5％。首先将偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶解在丙酮中，形成均匀透明的高分子溶液；然后加入二氧化钛空心球，置于脱泡搅拌机内搅拌脱泡20分钟得到混合均匀的料浆；然后用线棒涂布器将料浆涂覆在玻璃板表面，经干燥得到厚度为52微米的复合辐射制冷材料。通过实验室自组装的测试系统评价所制备辐射制冷薄膜的制冷性能，测试时间为30min，平衡温度从未添加二氧化钛空心球的37.1℃下降到34.0℃。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种添加二氧化钛空心球的高分子薄膜复合辐射制冷材料，其特征在于，所用的高分子基体为偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，添加的二氧化钛空心球外径为500纳米到2微米，壁厚为100纳米到500纳米。

【技术特征摘要】
1.一种添加二氧化钛空心球的高分子薄膜复合辐射制冷材料，其特征在于，所用的高分子基体为偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，添加的二氧化钛空心球外径为500纳米到2微米，壁厚为100纳米到500纳米。2.如权利要求1所述的复合辐射制冷材料，其特征在于，添加的二氧化钛空心球的质量百分数为0.5％到10％。3.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海涛，张馨，李丙振，张帅，张灿英，吴大雄，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37