一步法构筑梯度的辐射制冷防污涂层及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种一步法构筑梯度的辐射制冷防污涂层及制备方法，其特征在于，通过将动态有机硅溶液和辐射制冷颗粒混合后，简单浇筑在基材上，通过溶剂挥发，氢键自组装形成梯度复合涂层，所述复合涂层再溶胀润滑剂形成有机硅油凝胶膜，得到多功能梯度复合涂层。本发明专利技术可以高效的制备同时具有自修复，可回收，防污，被动辐射制冷性能的梯度复合节能涂层，制备工艺简单，所述复合涂层的自修复性能和防污性能可以有效延长涂层的服役寿命，同时有效提高辐射制冷性能的稳定性。高辐射制冷性能的稳定性。高辐射制冷性能的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一步法构筑梯度的辐射制冷防污涂层及制备方法


[0001]本专利技术涉及材料科学
，具体涉及一种一步法构筑梯度的辐射制冷防污涂层及制备方法。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，越来越关注环境和能源问题。辐射制冷作为一种不需要能源输入，而降低自身温度的技术，引起了广泛的关注。相比于空调制冷中大量使用的CFCS、HCFCS、HFC等制冷工质对臭氧层以及环境气候的威胁，辐射制冷是一种更加绿色的制冷技术，对于环境保护和能量利用都有着非常重要的意义。
[0003]被动辐射冷却聚合物涂层是目前研究热点，由于其通过聚合物基质中引入空腔或者填充颗粒来创建异质结构，从而实现反射太阳光(波长范围为0.3
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2.5μm)和通过大气窗口(波长范围为8
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13μm)向寒冷的外太空进行热辐射。目前已经市场化的辐射制冷产品却存在一些待解决的问题。如辐射制冷膜因较薄，在使用过程中容易破损，辐射制冷涂层因干胶过程中容易裂开。目前常见的做法是在辐射制冷功能层外涂布或粘贴保护层，保护层通常具有较好的力学性能，不易破损。但是，保护层对太阳光以及7～14μm波段的辐射并非100％透过，因此保护层的存在会影响辐射制冷功能层的辐射制冷效率。而且，保护层的设置也增加了辐射制冷膜的工艺复杂程度。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种一步法构筑梯度的辐射制冷防污涂层，可以高效的制得同时具有自修复，可回收，防污，被动辐射制冷性能的多功能梯度复合涂层，为扩展节能材料的使用提供了新的思路。
[0005]为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种一步法构筑梯度的辐射制冷防污涂层，通过将动态有机硅溶液和辐射制冷颗粒混合，浇筑在基材上，通过溶剂挥发，自发形成梯度复合涂层，再溶胀润滑剂，构筑了一种自修复，可回收，防污，被动辐射制冷性能集于一体的节能涂层。
[0006]进一步，所述防污涂层包括多层次功能结构，如图1所示，具有两个功能层，第一功能层为防污涂层的保护层，是由有机硅油凝胶形成的成膜层，有机硅油凝胶表面具有良好的润滑性，可为防污涂层提供自清洁/防污性能，第二层为辐射制冷功能层，有机硅作为辐射制冷功能粒子的载体，在成膜过程中自发形成粒径梯度的颗粒密堆积层，赋予防污涂层辐射制冷性能。
[0007]进一步，氢键交联有机硅凝胶由含脲键等氢键成键官能团的有机硅通过溶剂挥发自组装成膜后溶胀硅油形成，与常规的共价键交联的有机硅油凝胶相比，具有可回收的特性。
[0008]进一步，所述辐射制冷颗粒选自以下一种或者多种：三氧化二铝，二氧化钛，二氧化硅，氧化锌，三氧化二铁，氮化硅，氧化锆，硫酸钡，硅酸铝，氧化镁、陶瓷珠、玻璃珠。
[0009]进一步，所述有机硅油凝胶和辐射制冷填料的质量比例分别为：25％～60％，40％～75％。
[0010]进一步，辐射制冷功能填料颗粒具有多分散性，粒径范围为0.2～30μm。
[0011]进一步，所述辐射制冷涂层的断裂伸长率为200％～2000％。
[0012]上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本专利技术的目的。
[0013]本专利技术提供的一种一步法构筑梯度复合涂层，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：
[0014](1)本专利技术的辐射制冷涂层以超分子有机硅和辐射制冷颗粒混合，由于密度和氢键自组装过程共同影响，溶剂挥发过程中，自发形成有机硅富集层并作为柔性保护层，颗粒沉降于基材底部并由高分子缠绕形成颗粒密堆积层作为辐射制冷层，制备方法简单，简化施工工艺，不需要增加额外保护层。
[0015](2)本专利技术的辐射制冷涂层以超分子有机硅为基质，由动态氢键交联，可快速修复涂层表面划痕且进行回收利用。有机硅油凝胶表面具有良好的润滑性，显示出防污能力以及具有富含无机颗粒的底部的梯度结构有利于将涂层附着在刚性无机基材上，从而提高涂层的稳定性以及使用寿命。
附图说明
[0016]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0017]图1显示了本申请梯度复合涂层结构示意图；
[0018]图2显示了本申请梯度复合涂层的SEM图；
[0019]图3显示了本申请梯度复合涂层的自修复前后拉伸图；
[0020]图4显示了本申请梯度复合涂层的可回收性能；
具体实施方式
[0021]实施例1
[0022]将2mmol甲苯
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2,4
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二异氰酸酯活性小分子溶于24g四氢呋喃中，再加入2mmol胺丙基封端的线性有机硅在室温下搅拌24h，得到线性有机硅溶液。再向上述线性有机硅溶液加入6g三氧化二铝颗粒，室温搅拌成均相溶液，滴加到基材上，室温下空气中挥发1d，使其厚度为600
±
50μm，然后喷涂黏度为100cSt的甲基硅油，在室温条件下溶胀1d，得梯度复合涂层。
[0023]实施例2
[0024]将2mmol甲苯
‑
2,4
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二异氰酸酯活性小分子溶于24g四氢呋喃中，再加入2mmol胺丙基封端的线性有机硅在室温下搅拌24h，得到线性有机硅溶液。再向上述线性有机硅溶液加入12g三氧化二铝颗粒，室温搅拌成均相溶液，滴加到基材上，室温下空气中挥发1d，使其厚度为600
±
50μm，然后喷涂黏度为100cSt的甲基硅油，在室温条件下溶胀1d，得梯度复合涂层。
[0025]实施例3
[0026]将2mmol甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯活性小分子溶于24g四氢呋喃中，再加入2mmol胺丙
基封端的线性有机硅在室温下搅拌24h，得到线性有机硅溶液。再向上述线性有机硅溶液加入18g三氧化二铝颗粒，室温搅拌成均相溶液，滴加到基材上，室温下空气中挥发1d，使其厚度为600
±
50μm，然后喷涂黏度为100cSt的甲基硅油，在室温条件下溶胀1d，得梯度复合涂层。
[0027]实施例4
[0028]将2mmol甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯活性小分子溶于24g四氢呋喃中，再加入2mmol胺丙基封端的线性有机硅在室温下搅拌24h，得到线性有机硅溶液。再向上述线性有机硅溶液加入24g三氧化二铝颗粒，室温搅拌成均相溶液，滴加到基材上，室温下空气中挥发1d，使其厚度为600
±
50μm，然后喷涂黏度为100cSt的甲基硅油，在室温条件下溶胀1d，得梯度复合涂层。
[0029]实施例5
[0030]将2mmol甲苯
‑
2,4
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二异氰酸酯活性小分子溶于24g四氢呋喃中，再加入2mmol胺丙基封端的线性有机硅在室温下搅拌24h，得到线性有机硅溶液。再向上述线性有机硅溶液加入18g二氧化硅颗粒，室温搅拌成均相溶液，滴加到基材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一步法构筑梯度的辐射制冷防污涂层，其特征在于，所述防污涂层包括氢键交联的有机硅油凝胶及不同粒径的辐射制冷功能填料，通过溶剂挥发法一步自组装形成，所述防污涂层兼具有可回收、自清洁和辐射制冷性能。2.根据权利要求1所述的一步法构筑梯度的辐射制冷防污涂层，其特征在于，包括多层次功能结构。3.根据权利要求2所述的一步法构筑梯度的辐射制冷防污涂层，其特征在于，所述多层次功能结构包括两个功能层，第一功能层为防污涂层的保护层，是由有机硅油凝胶形成的成膜层，有机硅油凝胶表面具有良好的润滑性，能够为防污涂层提供自清洁或防污性能；第二功能层为辐射制冷功能层，有机硅作为辐射制冷功能粒子的载体，赋予所述防污涂层辐射制冷性能。4.根据权利要求1所述的一步法构筑梯度的辐射制冷防污涂层，其特征在于，通过溶剂挥发法一步自组装形成有机硅交联的过程中，辐射制冷功能填料会自发形成粒径梯度的密堆积结构，从而赋予所述防污涂层辐射制冷性能。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔家喜，吴倩，杨莉，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：