一种膜材的制作方法、复合膜及其应用和辐射降温制品技术

一种膜材的制作方法、复合膜及其应用和辐射降温制品，属于新材料领域。膜材中包括高分子纤维膜以及均匀分布于所述高分子纤维膜中的二氧化硅颗粒。该膜材的制作方法包括：提供混合溶液，其中的混合溶液包括聚(偏二氟乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种膜材的制作方法、复合膜及其应用和辐射降温制品


[0001]本申请涉及新材料领域，具体而言，涉及一种膜材的制作方法、复合膜及其应用和辐射降温制品。

技术介绍

[0002]近些年来，全球变暖和环境压力越来越严重，而普遍采用的空调制冷方法会消耗大量能源，同时又加剧了环境污染。而在户外，实现降温更多的是采用镀银纤维织物，但是其造价很高。因此，寻找一种节能制冷方法—尤其在户外—是目前面临的一个问题。
[0003]辐射降温能够利用材料本身的光谱特性和地球大气对电磁波的透射性质，将热量排放到外太空，而不消耗能源且也不产生额外排放，因此是一种清洁的制冷方式。
[0004]设计并制备辐射降温纤维材料并实现在户外太阳直射下的辐射降温，以对人体温度进行调节，具有广泛的应用前景，但也有许多问题有待解决。
[0005]目前，人们已经对辐射降温纤维开展了研究，对纤维性能的设计主要有以下几个方向：
[0006](1)利用某些材料—如聚乙烯—本身在中红外波段的透过性。将这类材料制成纤维织物，以尽可能促进人体热量向周围环境耗散。
[0007](2)将辐射降温颗粒附着在纤维织物表面，以提高织物向外辐射热量的能力。
[0008](3)对纤维表面进行光子结构设计，使纤维可强烈反射可见
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近红外光，同时增加在中红外的发射率，以实现辐射降温。
[0009]但目前的许多研究成果仍不能满足实际使用要求，主要存在以下问题：降温效果不显著、具有辐射降温效果的颗粒易脱落、纤维厚度大、柔韧性差或透气性差等。

技术实现思路

[0010]本申请提供了一种膜材的制作方法、复合膜及其应用和辐射降温制品。该方案可以实现一种具有优异的辐射降温性能的纤维制品。
[0011]本申请是这样实现的：
[0012]在第一方面，本申请的示例提供了一种膜材的制作方法。该膜材中包括高分子纤维膜以及均匀分布于高分子纤维膜中的二氧化硅颗粒。该膜材的制作方法包括：提供混合溶液以及对混合溶液进行静电纺丝。其中的混合溶液包括聚(偏二氟乙烯
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六氟丙烯)、聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚硫醇丙酸纤维素或聚三氟氯乙烯溶解于有机溶剂所形成的高分子溶液，以及由正硅酸乙酯预水解成的溶胶。
[0013]根据本申请的一些示例，有机溶剂包括N,N
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二甲基甲酰胺。
[0014]根据本申请的一些示例，在高分子溶液中的聚(偏二氟乙烯
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六氟丙烯)的浓度为0.1g/mL至0.5g/mL。
[0015]根据本申请的一些示例，在高分子溶液中的聚(偏二氟乙烯
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六氟丙烯)的浓度为0.2g/mL。
[0016]根据本申请的一些示例，正硅酸乙酯预水解成的溶胶的方法包括：将正硅酸乙酯溶解于乙醇中，然后加入盐酸。
[0017]根据本申请的一些示例，根据本申请的一些示例，在将正硅酸乙酯溶解于乙醇的步骤中，正硅酸乙酯的浓度为20wt％至50wt％。
[0018]根据本申请的一些示例，正硅酸乙酯预水解成的溶胶的方法包括：将正硅酸乙酯溶解于乙醇中，然后加入盐酸，并监控pH值；
[0019]其中的盐酸的浓度为0.1mol/L，且盐酸的加入量通过使pH值达到3至4而被限定。
[0020]根据本申请的一些示例，混合溶液的制作方法包括：在对高分子溶液搅拌的条件下，先高分子溶液中加入溶胶。
[0021]根据本申请的一些示例，静电纺丝的参数如下：混合溶液的推进速度为0.9mL/h至1.8mL/h，喷丝针头与收集板之间的距离为10cm至20cm，纺丝电压为15kV至18kV。
[0022]在第二方面，本申请示例提出了一种用于辐射降温的复合膜。该复合膜主要由聚(偏二氟乙烯
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六氟丙烯)材质的基材和均匀分散于基材的二氧化硅颗粒构成。并且，复合膜在可见光
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近红外波段有超过95％的反射率，并且在8μm
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13μm波段具有超过90％的发射率。
[0023]根据本申请的一些示例，复合膜是采用纤维织造而成；其中，纤维通过上述膜材的制作方法获得。
[0024]在第三方面，本申请示例提出了一种辐射降温制品，其采用前述的复合膜制作而成。
[0025]在以上实现过程中，本申请实施例提供的膜材通过静电纺丝制作而成，因此，其具有很高的孔隙率，从而据此具有好的透气性。并且构成该膜材的丝材(或称纤维或细丝)的直径很小—例如可以达到纳米尺度—从而使该膜材可以很薄(可以减重)并且具有很好柔软性。另外，由于膜材中得到高分子纤维膜和二氧化硅颗粒是通过静电纺丝形成并结合，因此二者是原位复合的。这可以显著地提高微球与纤维之间的结合强度，解决了颗粒易掉落的问题，同时提高了辐射致冷降温效果。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0027]图1为本申请实施例1中的复合纤维膜的扫描电子显微照片；
[0028]图2为本本申请实施例中的进行降温测试的装置示意图；
[0029]图3为本申请实施例1中复合纤维膜的降温性能曲线图；
[0030]图4为本申请实施例2中复合纤维膜的降温性能曲线图；
[0031]图5为本申请实施例3中复合纤维膜的降温性能曲线图；
[0032]图6为本申请实施例4中复合纤维膜的降温性能曲线图；
[0033]图7为本申请实施例5中复合纤维膜的降温性能曲线图；
[0034]图8为本申请实施例6中复合纤维膜的降温性能曲线图；
[0035]图9为本申请示例中的纳米纤维的结构示意图。
[0036]图标：100
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木框架；101
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立柱；102
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盖板；103
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通孔；104
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铝化密拉反射膜；105
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聚
乙烯膜；106
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亚克力透明玻璃；1061
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底壁；1062
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周壁；107
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聚苯乙烯泡沫块；108
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铝化密拉反射膜；109
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测试样品；900
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纳米纤维；901
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基材；902
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二氧化硅颗粒；903
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二氧化硅颗粒。
具体实施方式
[0037]如前文所述，辐射降温/辐射制冷是一种非常环保的降温方案。通常辐射降温可以从材料和结构等方面着手进行方案设计。虽然有关研究已经开展了很多，但是目前而言，仍然存在一些问题需要改善或者克服。
[0038]本申请示例中的辐射制冷方案主要从材料和结构上着手进行设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膜材的制作方法，其特征在于，所述膜材中包括高分子纤维膜以及均匀分布于所述高分子纤维膜中的二氧化硅颗粒，所述制作方法包括：提供混合溶液，所述混合溶液包括聚(偏二氟乙烯
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六氟丙烯)、聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚硫醇丙酸纤维素或聚三氟氯乙烯溶解于有机溶剂所形成的高分子溶液，以及由正硅酸乙酯预水解成的溶胶；对所述混合溶液进行静电纺丝。2.根据权利要求1所述的膜材的制作方法，其特征在于，所述有机溶剂包括N,N
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二甲基甲酰胺；可选地，在所述高分子溶液中的聚(偏二氟乙烯
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六氟丙烯)的浓度为0.1g/mL至0.5g/mL；可选地，在所述高分子溶液中的聚(偏二氟乙烯
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六氟丙烯)的浓度为0.2g/mL。3.根据权利要求1所述的膜材的制作方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯预水解成的溶胶的方法包括：将正硅酸乙酯溶解于乙醇中，然后加入盐酸；可选地，在所述将正硅酸乙酯溶解于乙醇的步骤中，正硅酸乙酯的浓度为20wt％至50wt％。4.根据权利要求3所述的膜材的制作方法，其特征在于，所述正硅酸乙酯预水解...

【专利技术属性】
技术研发人员：林梓家，张云龙，于杰，王恩哥，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：