具有含氟聚合物的无源冷却制品制造技术

本发明专利技术公开了一种无源冷却制品，无源冷却制品设置在基底上以冷却基底。制品包括外层，外层在电磁光谱的大气窗区中具有高吸光度，并且在光谱的太阳区域中具有高透射度。制品还包括反射器，反射器在光谱的太阳区域中具有高反射度。外层和反射器中的至少一者包含含氟聚合物。微型粒子或表面结构可设置在外层或反射器中或设置在外层或反射器上以提高吸光度。金属层可设置在含氟聚合物和待被冷却的基底之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有含氟聚合物的无源冷却制品相关申请的交叉引用本申请要求于2017年12月29日提交的美国临时专利申请62/611639的权益，该临时专利申请的公开内容以引用方式全文并入本文。
技术介绍
无需外部能量源的无源冷却对于减少诸如制冷、空气调节和电动车辆的电池冷却的应用中所需的电力可能是有吸引力的。一些人已研究了在白天进行无源冷却的能力。一些人已开始将由用于无源冷却的膜制成的冷却面板商业化。
技术实现思路
本公开提供了无源冷却。具体地讲，本公开涉及具有含氟聚合物表面层的无源冷却制品。在一些实施方案中，该含氟聚合物表面层在大气窗区(例如，在8微米至13微米范围内的频带)中吸收不超过10％(在一些实施方案中，不超过5％，或甚至不超过1％)的太阳能，同时每单位厚度具有至少80％(在一些实施方案中，至少85％、90％、95％、或甚至至少99％)的吸收率。该含氟聚合物层可用于多层光学膜中的表层(例如，涂层)或光学层中的至少一者中。在一些实施方案中，该含氟聚合物表面层可包含无机粒子(例如，分散在层中或设置在层上)或表面结构(例如，微米复制或挤出到层上)以进一步提高吸收率或发射率。本公开的各个方面涉及无源冷却制品，该无源冷却制品包括反射器，该反射器在0.35微米至2.5微米的第一波长范围内具有至少85％的平均反射率，其中该反射器包括至少一个光学层(在一些实施方案中，至少两个、至少三个、或甚至至少100个光学层)。该制品还包括外层，该外层至少部分地覆盖该反射器，并且在8微米至13微米的第二波长范围内具有至少0.15(在一些实施方案中，至少1.0)的平均吸光度。该外层包含含氟聚合物。本公开的各个方面涉及无源冷却制品，该无源冷却制品包括在0.35微米至2.5微米的第一波长范围内具有至少85％的平均反射率的反射器，其中该反射器包括多个第一光学层和多个第二光学层，并且所述第一光学层中的每个包含含氟聚合物。该制品还包括外层，该外层至少部分地覆盖该反射器，并且具有无机粒子的阵列，这些无机粒子具有在1微米至40微米范围内的有效D90粒度。本公开的各个方面涉及无源冷却制品，该无源冷却制品包括外层，该外层至少部分地覆盖反射器，并且具有形成在该外层的表面上的表面结构的阵列。每个表面结构具有在1至40微米范围内的平均宽度。该反射器在0.35微米至2.5微米的第一波长范围内具有至少85％的平均反射率，其中该反射器包括多个第一光学层和多个第二光学层。所述第一光学层中的每个包含含氟聚合物。本公开的各个方面涉及一种装置，该装置包括能够被冷却的基底，该基底包括被配置为暴露于太阳能的表面的至少一部分。该装置还包括根据本公开的方面中的任一个的无源冷却制品，该无源冷却制品覆盖该基底的该表面的至少该部分，以反射引导向该表面的太阳能。如本文所用，术语“光”是指具有任何波长的电磁能。在一些实施方案中，光意指具有至多16微米或至多13微米的波长的电磁能。在一些实施方案中，光意指在0.25微米至16微米的电磁光谱区域中的辐射能。如本文所用，电磁光谱的“太阳区域”是指电磁光谱的部分地或完全包括太阳光或太阳能的部分。该太阳区域可包括可见波长、紫外波长或红外波长的光中的至少一者。该太阳区域可被定义为在0.35微米至2.5微米范围内或甚至更大范围内的波长。如本文所用，电磁光谱的“大气窗区”是指电磁光谱的部分地或完全包括可透射穿过大气层的波长的部分。该大气窗区可包括至少一些红外波长的光。该大气窗区可被定义为在8微米至13微米范围内或甚至更大的范围内的波长。如本文所用，术语“透射度”和“透射率”是指材料层的总透射率与由材料接收的总透射率相比的比率，这可解释吸收、散射、反射等的影响。透射度(T)可在0至1的范围内或表示为百分比(T％)。术语“平均透射度”是指样品在某一波长范围内的透射度测量值的算术平均值。可用ASTME1348-15e1(2015)中所述的方法测量透射率。使用配备有积分球的Lambda1050分光光度计进行本文所述的透射率测量。Lambda1050被配置为在透射模式下以5纳米的间隔从250纳米波长的光扫描至2500纳米波长的光。在积分球之前的光路中没有样品的情况下进行背景扫描，并且标准物材料覆盖在积分球端口之上。在进行背景扫描之后，通过用膜样品覆盖积分球的入射口而将该膜样品置于光路中。使用标准检测器进行250纳米至2500纳米范围内的光透射光谱扫描，并且由Lambda1050随附的软件进行记录。如本文所用，术语“最小透射度”是指某一波长范围内的最低透射度值。如本文所用，术语“反射率”和“反射度”是指物体表面反射光的效果。术语“平均反射率”是指以下中的至少一者：均匀非偏振光的反射率测量值(针对至少一个入射角)或光的两个或更多个偏振(例如，s偏振和p偏振，针对至少一个入射角)的反射率测量值的平均值。可用ASTME1349-06(2015)中所述的方法测量反射。使用配备有积分球的Lambda1050分光光度计进行本文所述的反射测量。Lambda1050被配置为在反射模式下以5纳米的间隔从250纳米扫描至2500纳米。在光路中没有样品且材料标准物覆盖积分球端口的情况下进行背景扫描。在进行背景扫描之后，用膜样品替换积分球背面的材料标准物。使用标准检测器进行250纳米至2500纳米范围内的光反射光谱扫描，并且由Lambda1050随附的软件进行记录。如本文所用，材料表面的“发射率”是其以热辐射发射能量的效果。发射率可被描述为表面的辐射出射度与黑体在与该表面相同的温度下的辐射出射度的比率，并且可在0至1的范围内。可使用红外成像辐射计以ASTME1933-99a(2010)中所述的方法测量发射率。如本文所用，术语“吸光度”是指入射辐射功率与透过材料的透射辐射功率的比率的以10为底的对数。该比率可被描述为由材料接收的辐射通量除以由材料透射的辐射通量。可根据以下公式1基于透射度(T)计算吸光度(A)：A＝-log10T＝2-log10T％(1)。如本文所用，术语材料表面的“吸光率”是其在吸收辐射能方面的效果。吸光率可被描述为由表面吸收的辐射通量与由表面接收的辐射通量的比率。如本领域的普通技术人员所知，发射率等于材料表面的吸光率。换句话讲，高吸光度意指高发射率，并且低吸光度意指低发射率。因此，在整个本公开中，发射率和吸光率可互换使用以描述材料的这种特性。可用ASTME903-12(2012)中所述的方法测量太阳区域中的吸光度。通过如前所述进行透射率测量并然后使用公式1计算吸光度来进行本文所述的吸光度测量。如本文所用，术语“最小吸光度”是指某一波长范围内的最低吸光度值。术语“平均吸光度”是指样品在某一波长范围内的吸光度测量值的算术平均值。例如，可在8微米至13微米范围内对该范围内的吸光度测量值进行平均。如本文所用，术语“聚合物”和“聚合物材料”包括但不限于有机均聚物，共聚物，诸如嵌段、接枝、无规和间规共聚物、三聚物等，以及它们的共混物和改性物。此外，除非另外明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无源冷却制品，所述无源冷却制品包括：/n反射器，所述反射器在0.35微米至2.5微米的第一波长范围内具有至少85％的平均反射率，并且包括至少一个光学层；和/n外层，所述外层至少部分地覆盖所述反射器，并且在8微米至13微米的第二波长范围内具有至少0.15的吸光度，其中所述外层包含含氟聚合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171229 US 62/611,6391.一种无源冷却制品，所述无源冷却制品包括：
反射器，所述反射器在0.35微米至2.5微米的第一波长范围内具有至少85％的平均反射率，并且包括至少一个光学层；和
外层，所述外层至少部分地覆盖所述反射器，并且在8微米至13微米的第二波长范围内具有至少0.15的吸光度，其中所述外层包含含氟聚合物。


2.一种无源冷却制品，所述无源冷却制品包括：
反射器，所述反射器在0.35微米至2.5微米的第一波长范围内具有至少85％的平均反射率，所述反射器包括多个第一光学层和多个第二光学层，其中所述第一光学层中的每个包含含氟聚合物；和
外层，所述外层至少部分地覆盖所述反射器，并且包含具有至多40微米的有效D90粒度的无机粒子的阵列。


3.一种无源冷却制品，所述无源冷却制品包括：
反射器，所述反射器在0.35微米至2.5微米的第一波长范围内具有至少85％的平均反射率，所述反射器包括多个第一光学层和多个第二光学层，其中所述第一光学层中的每个包含含氟聚合物；和
外层，所述外层至少部分地覆盖所述反射器，并且包含形成在所述外层的表面上的表面结构的阵列，每个表面结构具有最高达40微米的平均宽度。


4.根据权利要求2或3所述的制品，其中所述外层包含含氟聚合物。


5.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中所述反射器在所述第一波长范围内的平均反射率为至少90％。


6.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中所述制品在所述第二波长范围内的吸光度为至少0.8。


7.根据前述权利要求中任一项所述的制品，其中所述含氟聚合物包括下列中的至少一者：
四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的聚合物，
四氟乙烯、六氟丙烯、偏二氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚的聚合物，
聚偏二氟乙烯，
乙烯三氟氯乙烯聚合物，
乙烯四氟乙烯聚合物，
全氟烷氧基烷烃聚合物，
氟化乙烯丙烯聚合物，
聚四氟乙烯，或
四氟乙烯、六氟丙烯和乙烯的聚合物。


8.根据权利要求1所述的制品，其中所述反射器包括多层光学膜，所述多层光学膜包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·J·赫布林克，威廉姆·B·布拉克，史蒂芬·A·约翰逊，肯尼斯·A·P·迈尔，克雷格·A·米勒，德里克·W·帕茨曼，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US