包括无机荧光材料的复合涂料制造技术

本发明专利技术涉及一种包括无机荧光材料的复合涂料，所述复合涂料包括辐射制冷涂料和无机荧光材料，所述复合涂料中无机荧光材料的质量百分数为0.01％～20％，其中，所述无机荧光材料包括发光基质以及掺杂于所述发光基质中的激活剂，所述发光基质的带隙≥4eV，所述复合涂料形成的涂层在可见光波段具有吸收峰，所述复合涂料形成的涂层与所述辐射制冷涂料形成的辐射制冷涂层对太阳光全波段的平均反射率的差值为‑5％～5％，从而不会因无机荧光材料的添加而大幅降低涂层的反射率和发射率，且长久有效。

Composite coatings including inorganic fluorescent materials

【技术实现步骤摘要】
包括无机荧光材料的复合涂料
本专利技术涉及辐射制冷
，特别是涉及包括无机荧光材料的复合涂料。
技术介绍
高反射、高发射的涂层可减少热量聚集，实现空调能耗的降低。但是，高反射、高发射的涂层通常呈现白色，要使高反射、高发射的涂层呈现颜色，需要加入颜料、染料等色彩添加剂，而颜料、染料等色彩添加剂在可见光某些波段会有较高的吸收，导致涂层的反射率降低。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种包括无机荧光材料的复合涂料；所述复合涂料在呈现颜色的同时，形成的涂层具有非常高的太阳辐射波段反射率，并长效耐久。一种包括无机荧光材料的复合涂料，所述复合涂料包括辐射制冷涂料和无机荧光材料，所述复合涂料中无机荧光材料的质量百分数为0.01％～20％，其中，所述无机荧光材料包括发光基质以及掺杂于所述发光基质中的激活剂，所述发光基质的带隙≥4eV，所述复合涂料形成的涂层在可见光波段具有吸收峰，所述复合涂料形成的涂层与所述辐射制冷涂料形成的辐射制冷涂层对太阳光全波段的平均反射率的差值为-5％～5％。进一步地，所述复合涂料形成的涂层对300nm至400nm波段的紫外光线的平均反射率比所述辐射制冷涂料形成的辐射制冷涂层对300nm至400nm波段的紫外光线的平均反射率高10％至20％。进一步地，所述发光基质的带隙为4eV～8eV。进一步地，所述发光基质包括SrSiO4、Y3Al5O12、CaAlSiN3、Y3(Al,Ga)5O12中的至少一种。进一步地，所述激活剂包括过渡元素中的至少一种。进一步地，所述激活剂包括Eu元素、Ce元素、Mn元素、Cr元素中的至少一种。进一步地，所述无机荧光材料包括Eu掺杂的SrSiO4、Ce掺杂的Y3Al5O12、Eu掺杂的CaAlSiN3、Ce掺杂的Y3(Al,Ga)5O12中的至少一种。进一步地，所述Eu掺杂的SrSiO4的化学式包括Sr2-aEuaSiO4、Sr3-eEueSiO4中的至少一种，Ce掺杂的Y3Al5O12的化学式包括Y3-bCebAl5O12、Eu掺杂的CaAlSiN3的化学式包括Ca1-cEucAlSiN3、Ce掺杂的Y3(Al,Ga)5O12的化学式包括Y3-dCed(Al,Ga)5O12，其中，a、b、c、d和e均为原子百分含量，a、b、c、d和e均为0.0001～0.5。进一步地，所述复合涂料中无机荧光材料的质量百分数为8％～20％。进一步地，所述辐射制冷涂料形成的辐射制冷涂层对太阳光全波段的平均反射率大于等于90％；及/或，所述复合涂料形成的涂层对太阳光全波段的平均反射率大于等于90％。材料从紫外光波段到可见光波段的吸收主要来源于电子跃迁，红外光波段的吸收主要来源于声子振动。本专利技术的无机荧光材料中，带隙≥4eV的发光基质在太阳辐射波段不会有电子跃过带隙产生的吸收，也不会有声子振动产生的吸收，而激活剂的选择可使无机荧光材料仅在可见光波段选择性地吸收，产生一个吸收峰，并根据不同的吸收峰位置而呈现不同的颜色。所以，本专利技术的无机荧光材料可以提高复合涂料形成的涂层在紫外光波段的反射率，综合在可见光波段的吸收，使得添加无机荧光材料后的复合涂料形成的涂层与所述辐射制冷涂料形成的辐射制冷涂层对太阳光全波段的平均反射率的差值维持在-5％～5％。因此，本专利技术包括无机荧光材料的复合涂料在呈现颜色的同时，形成的涂层不会大幅降低太阳辐射波段反射率，并长效耐久。附图说明图1为电子吸收跃迁示意图；图2为f电子能级示意图；图3为本专利技术实施例2以及实施例6～11提供的具有不同质量分数的荧光材料的复合涂料形成的涂层对300nm～600nm波段的反射率的曲线图；图4为本专利技术实施例1～4和对比例2～5中采用的有色添加剂的吸收光谱图；图5为本专利技术实施例1～4与对比例1中的复合涂料形成的涂层的反射光谱图；图6为本专利技术实施例2～4中复合涂料形成的涂层的降温效果图。具体实施方式以下将对本专利技术提供的包括无机荧光材料的复合涂料作进一步说明。涂料的颜色调节通过添加颜料、染料等色彩添加剂即可实现，方法简单。但是，对于要求高反射、高发射的涂料的颜色调节，需要严格控制色彩添加剂的吸收光谱，要求色彩添加剂具有窄带吸收。如图1所示，从能带结构考虑，具有窄带吸收的色彩添加剂应具有一定的禁带宽度Eg。从而，在室温下，当光子能量(hv)等于Eg-kBT时，该光子可激发价带电子跨越禁带，进入导带。此时该光子被吸收，电子可以跃迁回价带，也可以通过弛豫产生声子。但如果导带或者价带存在扩展态，光子能量大于Eg-kBT时，均可以被吸收。如Eg较大，则吸收峰接近紫色或紫外光波段，对整体吸收影响较小。但对于Eg较小的色彩添加剂，可能会造成吸收峰过宽，导致最终色彩添加剂吸收过高。所以，为实现窄带吸收，色彩添加剂的导带和价带需要尽量为局域态。另外，如果色彩添加剂具有非常大的带隙，太阳辐射光谱中的光子均无法激发价带电子进入导带，但在禁带中存在一些杂质带，也可以形成窄带吸收。结合图2所示，如在一些绝缘体中引入稀土原子，在晶体场作用下f电子能级劈裂，2个f能级正好落在禁带之中，可以形成窄带吸收。除此之外，还需要对色彩添加剂的红外波段进行筛选，避免声子振动对红外波段的光吸收。所以，为得到一种既可以呈现各种色彩，又具有非常高的太阳辐射波段反射率，同时还对大气窗口波段的红外线具有高发射率的复合涂料，本专利技术提供一种包括无机荧光材料的复合涂料，所述复合涂料包括辐射制冷涂料和无机荧光材料，所述复合涂料中无机荧光材料的质量百分数为0.01％～20％，其中，所述无机荧光材料包括发光基质以及掺杂于所述发光基质中的激活剂，所述发光基质的带隙≥4eV，所述复合涂料形成的涂层在可见光波段具有吸收峰，所述复合涂料形成的涂层与所述辐射制冷涂料形成的辐射制冷涂层对太阳光全波段的平均反射率的差值为-5％～5％。本专利技术的无机荧光材料中，带隙≥4eV的发光基质在太阳辐射波段不会有电子跃过带隙产生的吸收，也不会有声子振动产生的吸收，而激活剂的选择可使无机荧光材料仅在可见光波段选择性地吸收，产生一个吸收峰，并根据不同的吸收峰位置而呈现不同的颜色。所以，本专利技术的无机荧光材料仅在可见光波段有一个吸收峰，在紫外光波段和红外光波段均没有吸收峰。因此，本专利技术的无机荧光材料可以在实现颜色调节的同时，提高复合涂料形成的涂层在紫外光波段的反射率，综合其在可见光波段的吸收，使得包括该无机荧光材料的复合涂料形成的涂层相对于辐射制冷涂料形成的辐射制冷涂层的整体反射率的变化率维持在-5％～5％，进一步维持在-3％～2％，不会因无机荧光材料的添加而大幅降低涂层的反射率和发射率。同时，本专利技术中的无机荧光材料还能使得所述复合涂料形成的涂层对300nm至400nm波段的紫外光线的平均反射率比所述辐射制冷涂料形成的辐射制冷涂层对300nm至400nm波段的紫外光线的平均反射率高10％至20％。在一些实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括无机荧光材料的复合涂料，其特征在于，所述复合涂料包括辐射制冷涂料和无机荧光材料，所述复合涂料中无机荧光材料的质量百分数为0.01％～20％，其中，所述无机荧光材料包括发光基质以及掺杂于所述发光基质中的激活剂，所述发光基质的带隙≥4eV，所述复合涂料形成的涂层在可见光波段具有吸收峰，所述复合涂料形成的涂层与所述辐射制冷涂料形成的辐射制冷涂层对太阳光全波段的平均反射率的差值为-5％～5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种包括无机荧光材料的复合涂料，其特征在于，所述复合涂料包括辐射制冷涂料和无机荧光材料，所述复合涂料中无机荧光材料的质量百分数为0.01％～20％，其中，所述无机荧光材料包括发光基质以及掺杂于所述发光基质中的激活剂，所述发光基质的带隙≥4eV，所述复合涂料形成的涂层在可见光波段具有吸收峰，所述复合涂料形成的涂层与所述辐射制冷涂料形成的辐射制冷涂层对太阳光全波段的平均反射率的差值为-5％～5％。


2.根据权利要求1所述的包括无机荧光材料的复合涂料，其特征在于，所述复合涂料形成的涂层对300nm至400nm波段的紫外光线的平均反射率比所述辐射制冷涂料形成的辐射制冷涂层对300nm至400nm波段的紫外光线的平均反射率高10％至20％。


3.根据权利要求1所述的包括无机荧光材料的复合涂料，其特征在于，所述发光基质的带隙为4eV～8eV。


4.根据权利要求1所述的包括无机荧光材料的复合涂料，其特征在于，所述发光基质包括SrSiO4、Y3Al5O12、CaAlSiN3、Y3(Al,Ga)5O12中的至少一种。


5.根据权利要求4所述的包括无机荧光材料的复合涂料，其特征在于，所述激活剂包括过渡元素中的至少一种。


6.根据权利要求4所述的包括无机荧光材料的复合涂料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐静涛，万容兵，王明辉，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：宁波瑞凌新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33