稀土硅酸盐、辐射制冷组合物、辐射制冷涂料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土硅酸盐、辐射制冷组合物、辐射制冷涂料及制备方法，属于材料技术领域。所述稀土硅酸盐包括采用稀土氧化物、碳酸盐和硅源反应后得到的化合物。本发明专利技术提供的稀土硅酸盐中的稀土氧化物不含有水合物，其与碳酸盐和硅源反应后得到的产物容易烘干，在辐射制冷混合物中易分散，制得的辐射制冷产品的辐射制冷效果佳。辐射制冷效果佳。辐射制冷效果佳。

【技术实现步骤摘要】
稀土硅酸盐、辐射制冷组合物、辐射制冷涂料及制备方法


[0001]本专利技术涉及材料
，特别涉及一种稀土硅酸盐、辐射制冷组合物、辐射制冷涂料及制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，一种新颖的制冷方式引起了人们的兴趣，并寄希望将该技术用于建筑物的无电冷却上。该制冷方式的原理为：根据普朗克黑体辐射定律，任何温度高于绝对零度的物体都会以电磁波的形式向外界辐射热能，物体由于向外辐射能量而导致自身温度降低，这就是辐射冷却。斯蒂芬
‑
波尔兹曼指出，黑体的全辐射功率与它的绝对温度的4次方成正比，据计算，1平方米的绝对黑体在300K时在全波段辐射出460W辐射能量。如果该黑体只辐射而不从环境中吸收能量，该黑体将会以显著的速度降低温度。在理论上，辐射冷却可以被用来开发出无需电能也不需要依赖外在能源制冷技术，这种技术就是辐射制冷技术。
[0003]2014年，斯坦福大学Shanhui Fan教授研究小组用二氧化硅和二氧化铪两种材料的不同厚度的薄膜周期交替形成共七层的层状结构。这种层状结构不仅能够将高达97％的阳光反射，从而尽量避免由于受到日晒而升温，而且它可以通过辐射8
‑
13μm波长的红外线向外界释放能量。8
‑
13μm波长的红外线是一个大气的红外窗口，这一波段的红外线不会被大气层吸收，可直接到达温度更低的外太空。实验表明，即便在白天且处于太阳直射的情况下，这种层状结构仍然能够将覆盖在它下方的物体的温度比环境大气的温度还要低5摄氏度。科罗拉多大学的Xiaobo Yin等对Shanhui Fan的工作进行了改进，在聚甲基戊烯(TPX)中掺入细小的二氧化硅微珠，把制成品拉成约50μm厚的薄片，再将背面镀上银，96％的太阳光就会被复合材料反射回去，同时，材料以红外特别是8
‑
13μm的大气红外窗口向太空辐射出热能，其辐射制冷的功率大约为100W/M2，但制冷效果依旧有限。
[0004]因此，如何提升材料的辐射制冷效果是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种辐射制冷材料、组合物、涂料及辐射制冷材料的制备方法，可以在现有技术的基础上进一步提高辐射制冷效果。
[0006]本申请采用的技术方案是：
[0007]第一方面，提供了一种稀土硅酸盐，所述稀土硅酸盐包括稀土氧化物、碳酸盐和硅源反应后得到的化合物。
[0008]进一步地，所述稀土氧化物中的稀土元素包括镧、钐、铕、钆、铽、镝、铒、铥、镱、钇、钪中的至少一种。
[0009]进一步地，所述碳酸盐包括碱金属碳酸盐，所述碱金属碳酸盐中的碱金属包括钾、钙、钠、镁中的至少一种。
[0010]进一步地，所述硅源包括纳米SiO
x
，其中0＜x≤2。
[0011]进一步地，所述稀土氧化物、所述碳酸盐和所述硅源的摩尔比为(1～3):(0.5～
2):(6～9)进一步地，所述稀土硅酸盐的粒径为50～200nm中任意一值；或，
[0012]所述稀土硅酸盐的粒径为1～10μm中任意一值。
[0013]第二方面，还提供了一种辐射制冷组合物，包括：所述的稀土硅酸盐。
[0014]进一步地，所述辐射制冷组合物还包括：二氧化硅粒子和钼酸盐化合物中的至少一种。
[0015]进一步地，所述稀土硅酸盐、所述二氧化硅粒子和所述钼酸盐化合物的粒径为50～200nm中任意一值。
[0016]进一步地，所述稀土硅酸盐、所述二氧化硅粒子和所述钼酸盐化合物的粒径为1～10μm中任意一值。
[0017]第三方面，还提供了一种辐射制冷涂料，包括：树脂及所述辐射制冷组合物。
[0018]进一步地，所述树脂包括：聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚四氟乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯
‑
六氟丙烯中的至少一种。
[0019]第四方面，还提供了一种辐射制冷膜，包括：由所述辐射制冷涂料形成的辐射制冷功能层。
[0020]进一步地，所述辐射制冷膜还包括：金属反射层。
[0021]进一步地，所述金属反射层的厚度为0.15
‑
1μm中任意一值；和/或，
[0022]所述辐射制冷功能层的厚度为0.15
‑
1μm中任意一值。
[0023]进一步地，所述金属反射层中的金属包括铝、银、银合金中的至少一种。
[0024]进一步地，所述辐射制冷功能层中辐射制冷组合物占所述辐射制冷功能层的体积分数为5～20％中的任意一值。
[0025]第五方面，还提供了一种稀土硅酸盐的制备方法，包括将稀土氧化物、碳酸盐、硅源进行球磨，球磨后烘干，烘干后在高温炉中反应得到所述稀土硅酸盐。
[0026]进一步地，在所述高温炉中反应的反应温度为700～900℃中的任意一值。
[0027]进一步地，在所述高温炉中反应的反应时间为12～16h中的任意一值。
[0028]本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0029]本专利技术实施例提供的制备稀土硅酸盐的稀土氧化物不含有水合物，其与碳酸盐和硅源反应后得到的产物容易烘干，在混合物中易分散，制得的稀土硅酸盐的辐射制冷效果佳。进一步地，所述碳酸盐中的金属离子能破坏所述硅源中硅氧化物的网络结构，可以与所述稀土氧化物中的稀土离子共同调节辐射制冷材料中的[Si04]四面体单元的连接方式。稀土离子是一类具有高场强的离子，对硅氧四面体存在较强的作用，其对氧原子具有较强的积聚能力，可以抢夺硅酸盐硅氧网络结构中的氧原子，使硅氧网络结构不断的断裂，使得稀土离子在稀土硅酸盐中也较更容易占据具有较高对称性的晶格位置，从而有利于提高红外幅射能力。
[0030]进一步地，碱金属离子具有较高的离子活性，争夺氧的能力较强，对硅氧网络结构具有很强的破坏作用。制备稀土硅酸盐时加入碱金属源时，碱金属对硅氧网络结构的很强的破坏及调节作用，使得稀土离子在硅酸盐中也较更容易占据具有较高对称性的晶格位置，有利于提高粒子红外幅射能力。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1是本专利技术实施例1提供的辐射制冷膜对各个波段的光的透过率。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]为了进一步提高辐射制冷的制冷效果，本专利技术提出了一种稀土硅酸盐。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土硅酸盐，其特征在于，所述稀土硅酸盐包括采用稀土氧化物、碳酸盐和硅源反应后得到的化合物。2.根据权利要求1所述的稀土硅酸盐，其特征在于，所述稀土氧化物中的稀土元素包括镧、钐、铕、钆、铽、镝、铒、铥、镱、钇、钪中的至少一种。3.根据权利要求1所述的稀土硅酸盐，其特征在于，所述碳酸盐包括碱金属碳酸盐，所述碱金属碳酸盐中的碱金属包括钾、钙、钠、镁中的至少一种。4.根据权利要求1所述的稀土硅酸盐，其特征在于，所述硅源包括纳米SiO
x
，其中0＜x≤2。5.根据权利要求1所述的稀土硅酸盐，其特征在于，所述稀土氧化物、所述碳酸盐和所述硅源的摩尔比为1:(0.5～2):(1～5)。6.根据权利要求1所述的稀土硅酸盐，其特征在于，所述稀土硅酸盐的粒径为50～200nm中任意一值；或，所述稀土硅酸盐的粒径为1～10μm中任意一值。7.一种辐射制冷组合物，其特征在于，包括权利要求1～6任一项所述的稀土硅酸盐。8.根据权利要求7所述的辐射制冷组合物，其特征在于，还包括：二氧化硅粒子和钼酸盐化合物中的至少一种。9.根据权利要求8所述的辐射制冷组合物，其特征在于，所述稀土硅酸盐、所述二氧化硅粒子和所述钼酸盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹晓峰，冯亦奇，张文谦，陆春华，倪亚茹，房正刚，
申请(专利权)人：江苏博云塑业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：