一种日夜双效能透明辐射降温器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种日夜双效能透明辐射降温器及其制备方法。该降温器由透明反射基底和其表面涂覆在8～14μm具有红外强选择性辐射降温涂层组成。其中所述的在8～14μm具有红外强选择性辐射降温涂层是由可见

【技术实现步骤摘要】
一种日夜双效能透明辐射降温器及其制备方法


[0001]本专利技术属于热辐射
，尤其涉及一种日夜双效能透明辐射降温器及其制备方法。

技术介绍

[0002]全球对降温制冷的需求增加，但传统空调使用的制冷剂消耗能源、排放温室气体。天空辐射降温技术成为节能环保的解决方案，将热量辐散至外层空间。研究发现红外辐射在8～14μm波段能透过大气层，被称为“大气窗口”。这种技术有助于应对气候变暖、环境污染和能源危机等问题，发展节能环保技术势在必行。
[0003]通常，辐射降温器由红外辐射层和太阳光反射层构成。红外辐射层通过红外大气窗口排出热量，太阳光反射层高效反射太阳光，减少热吸收。传统的辐射降温材料在8～14μm的红外波段具有高发射率，将物体的热量辐射至外太空，并在0.38～2.5μm的太阳光谱波段具有高反射率，减少太阳光热的吸收。传统的辐射降温技术主要在太阳光波段实现全反射，并在8～14μm的红外波段实现高发射率。然而，这限制了辐射降温技术的应用范围。传统的辐射降温技术在服装、建筑墙体等领域广泛应用，但在需要透明性的光伏、阳光房、建筑和汽车窗户等场景中，研究还较少。因此，制备既能传输可见光又能实现降温效果的透明辐射降温器成为一个值得探索的课题。
[0004]目前公开报道的透明辐射降温器主要有两种方法：一种是构筑纳米结构的透明辐射降温器，但该结构造价高、无法大规模生产，且结构强度低、易破坏、长期稳定性差。另一种方法是使用无机功能物质与聚合物复合制备透明辐射降温器，但该方法缺乏光谱选择性和反射近红外光的功能，吸收的多余太阳光能量会影响其降温性能，且红外波段的选择性辐射能力也较差。到目前为止，还没有报道能够同时在白天和黑暗环境下使用、并能够大规模低成本制造的全天透明辐射降温器及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种能解决现有技术中存在缺陷的日夜双效能透明辐射降温器，本专利技术的另一目的是提供上述日夜双效能透明辐射降温器的制备方法。
[0006]本专利技术的技术方案为：一种日夜双效能透明辐射降温器，其特征在于由透明反射基底及其表面涂覆的在8～14μm具有红外强选择性辐射降温涂层组成；其中所述的在8～14μm具有红外强选择性辐射降温涂层是由可见
‑
红外透明聚合物和活性纳米功能粉体组成，活性纳米功能粉体与可见
‑
红外聚合物的质量比为0.02～0.08；活性纳米功能粉体由纳米氮化硅和/或纳米稀土硅酸盐化合物组成，其中纳米稀土硅酸盐化合物的化学计量比为SiO2‑
(0.5～2.0)RE2O3‑
(0.1～1.0)Na2O，RE为La、Sm或Dy中的任意一种或几种组合。
[0007]所述的纳米稀土硅酸盐化合物参照本专利技术人以前申请专利(2019106944279)中提及的方法制备得到。优选上述的纳米稀土硅酸盐化合物由以下方法制备得到：根据稀土硅酸盐化合物的化学计量比，准确称取纳米二氧化硅、稀土硝酸盐和硝酸钠，混合分散到乙醇
水混合溶液中；在70～80℃水浴搅拌条件下蒸发溶剂得到凝胶；经120～150℃低温预烧处理3～6小时后，再在600～900℃热处理3～12小时得到稀土硅酸盐化合物。
[0008]优选上述的在8～14μm具有红外强选择性辐射降温涂层厚度为20～40μm。
[0009]优选上述的透明反射基底为Ag
‑
PET膜或ITO导电玻璃，在可见光波段透明，在红外光波段高反射，减少降温器对多余太阳光能量的吸收。上述的透明反射基底市场有售。
[0010]优选所述的可见
‑
红外透明聚合物为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)或聚四氟乙烯(PTFE)。
[0011]优选所述的活性纳米功能粉体的粒径为20～40nm。
[0012]本专利技术还提供了一种制备上述的日夜双效能透明辐射降温器的方法，其具体步骤如下：
[0013](a)称取纳米氮化硅粉体和/或纳米稀土硅酸盐粉体，加入分散溶剂与改性剂混合，利用超声进行分散，分散至均匀，即获得分散改性活性纳米功能粉体分散液；
[0014](b)称取可见
‑
红外透明聚合物，加入到步骤(a)获得的分散改性活性纳米功能粉体分散液中进行混合，在室温下搅拌至可见
‑
红外透明聚合物完全溶解，即获得在8～14μm具有红外强选择性辐射降温涂料，其中，活性纳米功能粉体质量与可见
‑
红外聚合物的质量的比值为0.02～0.08；
[0015](c)将步骤(b)中获得的在8～14μm具有红外强选择性辐射降温涂料，使用刮涂的方式涂覆在经过超声清洗的透明反射基底上，利用水热烘箱烘干，即获得日夜双效能透明辐射降温器。
[0016]优选所述的分散溶剂为N，N
‑
二甲基甲酰胺或乙酸乙酯。所述的分散溶剂的量能够完全溶解可见
‑
红外透明聚合物即可。
[0017]优选所述的改性剂为KH
‑
560、KH
‑
570或TEGO
‑
655。
[0018]优选所述的改性剂与活性纳米功能粉体的质量比为0.5～1。
[0019]优选所述的水热烘箱设置温度为150℃～210℃，烘干时间1～3min。
[0020]本研究所专利技术的日夜双效能透明辐射降温器，以瑞利散射原理为基础，成功实现了透明辐射降温的低成本、高性能和可大规模生产的目标。我们的创新型透明辐射降温器具备出色的红外选择发射性能，不仅能够降低对多余太阳光能量的吸收，还能减少对周围黑体辐射和大气热辐射的吸收。这一设计优化最大限度地提升了透明辐射降温器的降温效能。同时，该辐射降温器能够在白天和黑夜均可使用，并能够以大规模低成本进行制造。
[0021]有益效果：
[0022]本专利技术将纳米氮化硅、纳米稀土硅酸盐化合物粉体按照一定质量比例进行组合，在8～14μm大气窗口获得了理想的红外强选择性吸收/辐射特性。本专利技术透明辐射降温器制备方法简单，其优异的可见高透过、红外高反射和8～14μm红外强选择性吸收辐射特性，使其在日光照射下和无日光照射下均能实现自主辐射降温功能，为建筑物、汽车、阳光房等设备装置的零能耗降温冷却节能提供新的技术途径。
具体实施方式
[0023]为了更好地理解本专利技术，特例举以下实施例对本专利技术进行详细阐述，但本专利技术的内容绝不仅仅限于下面的实施例。本专利技术的优点和特点会随着描述而更加清楚，但并不作
为对本专利技术做任何限制的依据。本领域技术人员应该理解的是，在阅读了本专利技术之后，对本专利技术的各种形式的修改或替换均落后于本专利技术保护范围内。
[0024]实施例1
[0025]本实施例公开了一种日夜双效能透明辐射降温器的制备方法，包括以下步骤：
[0026](1)按照改性剂质量和活性纳米功能粉体质量的比值1，称取1g纳米氮化硅粉体与1g的TEGO
‑
655，活性纳米功能粉体的平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种日夜双效能透明辐射降温器，其特征在于由透明反射基底及其表面涂覆的在8～14μm具有红外强选择性辐射降温涂层组成；其中所述的在8～14μm具有红外强选择性辐射降温涂层是由可见
‑
红外透明聚合物和活性纳米功能粉体组成，活性纳米功能粉体与可见
‑
红外聚合物的质量比为0.02～0.08；活性纳米功能粉体由纳米氮化硅和/或纳米稀土硅酸盐化合物组成，其中纳米稀土硅酸盐化合物的化学计量比为SiO2‑
(0.5～2.0)RE2O3‑
(0.1～1.0)Na2O，RE为La、Sm或Dy中的任意一种或几种组合。2.根据权利要求1所述的日夜双效能透明辐射降温器，其特征在于所述的在8～14μm具有红外强选择性辐射降温涂层厚度为20～40μm。3.根据权利要求1所述的日夜双效能透明辐射降温器，其特征在于所述的透明反射基底为Ag
‑
PET膜或ITO导电玻璃。4.根据权利要求1所述的日夜双效能透明辐射降温器，其特征在于所述的可见
‑
红外透明聚合物为聚偏氟乙烯、聚氟乙烯或聚四氟乙烯。5.根据权利要求1所述的日夜双效能透明辐射降温器，其特征在于所述的活性纳米功能粉体的粒径为20～40nm。6.一种制备如权利要求1所述的日夜双效能透明辐射降温器的方法，其具体步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆春华，许颖，房正刚，陶爽，倪亚茹，徐超，李文军，许仲梓，
申请(专利权)人：中建三局科创产业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：