单层双面非对称多孔辐射降温薄膜、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供的一种单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的制备方法，采用非溶剂致相分离法得到具有微米尺度孔洞结构的醋酸纤维素多孔聚合物基底材料，同时通过重力自沉积法将光谱调节微米氧化物粒子定向富集于醋酸纤维素多孔聚合物基底材料的单面上，制得单层双面非对称多孔辐射降温薄膜。本发明专利技术还提供了一种单层双面非对称多孔辐射降温薄膜及其应用。本案单层双面非对称多孔辐射降温薄膜具有较高的太阳光反射率和中红外辐射率，同时具有简单的制备工艺等优点，适合大规模低成本制造而且可独立自支撑。

【技术实现步骤摘要】
单层双面非对称多孔辐射降温薄膜、制备方法及其应用
本专利技术属于被动式降温材料领域，具体涉及一种单层双面非对称多孔辐射降温薄膜、制备方法及其应用。
技术介绍
建筑能耗约占发展中国家社会总能耗的20％～40％，其中，建筑物内部维持温度所消耗的能源在建筑能耗中占据较大比例。若采用空调调节室内温度，制冷温度提高2℃，制冷负荷将减少约20％。因此若采用新型降温材料，在不消耗额外能源的条件下实现建筑物的降温，可大幅降低建筑物的能耗。辐射降温是指功能材料通过对太阳光的高反射率及中红外的高辐射率，将热量以电磁波的方式通过“大气窗口”传递到外太空，从而实现辐射降温的过程。现有技术中，专利CN110305539A、CN208821312U、CN110103559A和CN108641155A中分别介绍了一种辐射降温材料的制备方法及其应用，虽具有一定的辐射降温效果，但其均需分层构筑的工艺，多层结构会增加其重量，对搭建支撑架构会有更高的要求而且操作工艺复杂要求高，辐射降温效果有限而且成本高；还有将功能材料涂刷在建筑物的外墙进行降温，降温效果一般。综上所述，一种易于大规模低成本制造、降温效果好且可独立自支撑的单层辐射降温功能材料亟待开发。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的制备方法以达到易于大规模低成本制造、降温效果好且可独立自支撑的单层辐射降温功能材料的目的。专利技术的目的还在于采用单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的制备方法制得一种单层双面非对称多孔辐射降温薄膜；专利技术的目的还在于提供一种单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的应用。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的制备方法，采用非溶剂致相分离法得到具有微米尺度孔洞结构的醋酸纤维素多孔聚合物基底材料，同时通过重力自沉积法将光谱调节微米氧化物粒子定向富集于醋酸纤维素多孔聚合物基底材料的单面上，制得单层双面非对称多孔辐射降温薄膜。优选的，包括以下步骤：步骤1，在烧杯中配置丙酮/水溶液、丙酮/N,N-二甲基乙酰胺溶液、四氢呋喃/水溶液或四氢呋喃/N,N-二甲基乙酰胺溶液，以100rpm～1000rpm的转速进行搅拌使溶液混合均匀，制得溶解溶液；步骤2，称取适量醋酸纤维素粉末，加入到步骤1的所述溶解溶液中，并继续以100rpm～1000rpm的转速搅拌1～48h，得到澄清透明溶液；步骤3，称取适量光谱调节微米氧化物，加入步骤2的所述澄清透明溶液中，保持烧杯封口状态，继续以100rpm～1000rpm的转速磁力搅拌1～48h，得到乳白色悬浊液；步骤4，取步骤3的乳白色悬浊液倒入培养皿中，自然挥发干燥或烘箱鼓风干燥6～48h，得到单层双面非对称多孔辐射降温薄膜。优选的，步骤1中搅拌方式为磁力搅拌或机械搅拌。优选的，步骤1丙酮与水的体积比为5:1～100:1；丙酮与N,N-二甲基乙酰胺的体积比为2:1～100:1。优选的，所述步骤1中，四氢呋喃与水的体积比为5:1～100:1；四氢呋喃与N,N-二甲基乙酰胺的体积比为2:1～100:1。优选的，步骤2中醋酸纤维素粉末质量为0.5～10g；醋酸纤维素分子量1～10W。优选的，步骤3中光谱调节微米氧化物为二氧化钛、三氧化铝、二氧化硅、氧化镁或氧化钇；所述光谱调节微米氧化物的质量为0.05～10g；光谱调节微米氧化物的粒径为1～20μm。优选的，培养皿直径为50～500mm，薄膜厚度50～500μm。采用上述制备方法制得的单层双面非对称多孔辐射降温薄膜。采用所述单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的应用，单层双面非对称多孔辐射降温薄膜独立自撑于待降温物体之外作为降温材料使用或者在所述辐射降温薄膜成膜前以液态状涂覆于待降温物体表面晾干作为降温材料使用。本案所述单层双面非对称多孔辐射降温薄膜及其制备方法具有以下有益效果：1)本专利技术辐射降温薄膜实现单层结构，适用于自支撑工况，制备工艺简单并且易于大规模低成本制造；2)本专利技术辐射降温薄膜兼具微米尺度的多孔结构和微米氧化物向单面定向富集的双面非对称结构；3)本专利技术辐射降温薄膜具有双面非对称光谱特性同时具有较高的太阳光反射率和中红外辐射率等优点。附图说明图1为实施例1中制备得到的单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的太阳光反射及中红外辐射光谱图(横坐标表示以微米为单位的光谱波长，纵坐标表示0-100％范围的光谱反射率；左侧背景为AM1.5标准太阳光谱数据，右侧背景为大气光谱透过率数据；CAS-T为本专利技术薄膜未沉积二氧化硅一面的反射光谱(0.3-20μm)，CAS-B为本专利技术薄膜沉积二氧化硅一面的反射光谱)。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。本专利技术提供一种单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的制备方法，采用非溶剂致相分离法得到具有微米尺度孔洞结构的醋酸纤维素多孔聚合物基底材料，同时通过重力自沉积法将光谱调节微米氧化物粒子定向富集于醋酸纤维素多孔聚合物基底材料的单面上，制得单层双面非对称多孔辐射降温薄膜。具体包括以下步骤：步骤1，在烧杯中配置丙酮/水溶液、丙酮/N,N-二甲基乙酰胺溶液、四氢呋喃/水溶液或四氢呋喃/N,N-二甲基乙酰胺溶液，以100rpm～1000rpm的转速进行搅拌使溶液混合均匀，制得溶解溶液；步骤2，称取适量醋酸纤维素粉末，加入到步骤1的所述溶解溶液中，并继续以100rpm～1000rpm的转速搅拌1～48h，得到澄清透明溶液；步骤3，称取适量光谱调节微米氧化物，加入步骤2的所述澄清透明溶液中，保持烧杯封口状态，继续以100rpm～1000rpm的转速磁力搅拌1～48h，得到乳白色悬浊液；步骤4，取步骤3的乳白色悬浊液倒入培养皿中，自然挥发干燥或烘箱鼓风干燥6～48h，得到单层双面非对称多孔辐射降温薄膜。步骤1中搅拌方式为磁力搅拌或机械搅拌。步骤1丙酮与水的体积比为5:1～100:1；丙酮与N,N-二甲基乙酰胺的体积比为2:1～100:1。所述步骤1中，四氢呋喃与水的体积比为5:1～100:1；四氢呋喃与N,N-二甲基乙酰胺的体积比为2:1～100:1。步骤2中醋酸纤维素粉末质量为0.5～10g；醋酸纤维素分子量1～10W。步骤3中光谱调节微米氧化物为二氧化钛、三氧化铝、二氧化硅、氧化镁或氧化钇；所述光谱调节微米氧化物的质量为0.05～10g；光谱调节微米氧化物的粒径为1～20μm。培养皿直径为50～500mm，薄膜厚度50～500μm。采用上述制备方法制得的单层双面非对称多孔辐射降温薄膜。采用所述单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的应用，单层双面非对称多孔辐射降温薄膜独立自撑于待降温物体之外作为降温材料使用或者在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的制备方法，其特征在于，采用非溶剂致相分离法得到具有微米尺度孔洞结构的醋酸纤维素多孔聚合物基底材料，同时通过重力自沉积法将光谱调节微米氧化物粒子定向富集于醋酸纤维素多孔聚合物基底材料的单面上，制得单层双面非对称多孔辐射降温薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的制备方法，其特征在于，采用非溶剂致相分离法得到具有微米尺度孔洞结构的醋酸纤维素多孔聚合物基底材料，同时通过重力自沉积法将光谱调节微米氧化物粒子定向富集于醋酸纤维素多孔聚合物基底材料的单面上，制得单层双面非对称多孔辐射降温薄膜。


2.根据权利要求1所述的单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在烧杯中配置丙酮/水溶液、丙酮/N,N-二甲基乙酰胺溶液、四氢呋喃/水溶液或四氢呋喃/N,N-二甲基乙酰胺溶液，以100rpm～1000rpm的转速进行搅拌使溶液混合均匀，制得溶解溶液；
步骤2，称取适量醋酸纤维素粉末，加入到步骤1的所述溶解溶液中，并继续以100rpm～1000rpm的转速搅拌1～48h，得到澄清透明溶液；
步骤3，称取适量光谱调节微米氧化物，加入步骤2的所述澄清透明溶液中，保持烧杯封口状态，继续以100rpm～1000rpm的转速磁力搅拌1～48h，得到乳白色悬浊液；
步骤4，取步骤3的乳白色悬浊液倒入培养皿中，自然挥发干燥或烘箱鼓风干燥6～48h，得到单层双面非对称多孔辐射降温薄膜。


3.根据权利要求2所述的单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中搅拌方式为磁力搅拌或机械搅拌。


4.根据权利要求3所述的单层双面非对称多孔辐射降温薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1丙酮与水的体积比...

【专利技术属性】
技术研发人员：相波，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32