【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涂层材料，具体涉及一种制冷涂层及其制备方法。
技术介绍
1、根据斯特藩-波尔兹曼定律，当物体的温度越高时，其辐射功率越强。被动辐射制冷是一种利用自然现象的技术，通过物体表面的热辐射来实现散热。地球上的物体可以通过辐射将热量以电磁波的形式散发到外层空间。在研究者们不断探索的过程中，被动辐射制冷技术的出现为解决全球气候问题提供了新的思路。这种技术的独特之处在于它能够在不需要任何额外能量输入的情况下有效地反射太阳光，并通过大气窗口将能量辐射到外太空，从而实现冷却。
2、由于地球大气中的各种粒子对辐射的吸收和反射作用，只有某些波段范围内的辐射才能到达地面。根据范围的不同，这些波段可以分为光学窗口、红外窗口和射电窗口等。被动辐射制冷主要研究的是热红外辐射效应，因此其研究范围主要集中在红外窗口。在大气中各成分的综合效应下，8-13μm波段内的大气辐射较低，同时大气透射率也较高且相对稳定，所以这一波段通常被称为“第一大气窗口”，具有显著的热力学应用价值。
3、与目前大多数情况下需要消耗能源来散热的制冷方式相比，被动辐射制冷技术通过利用“大气透明窗口(8-13μm)”将多余的热量辐射到周围环境中，包括大气中的二氧化碳、臭氧和水蒸气等，从而给地球上的物体提供制冷效果。这一过程不需要消耗任何能源，使得被动辐射制冷技术成为近几十年来最具吸引力的制冷技术。
4、早期，被动辐射制冷体主要采用有机或无机金属多孔结构材料、金属聚合物层状涂层、高聚物薄膜、白色涂料、氧化物薄膜等材料，这些材料在8-13μm波段辐
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种制冷涂层及其制备方法，通过添加层状结构、纳米颗粒或孔隙等手段增强涂层的波段选择性辐射，通过添加界面剂增加涂层与附着材质的附着力。此外，为了兼顾装饰性和建筑的美学需求，添加功能性颜料，提高涂层机械强度、防锈性能以及红外线反射率的同时，也能使涂层呈现不同的颜色。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、本专利技术第一方面提供了一种制冷涂层，所述制冷涂层包括由下至上依次设置的：
4、反射层；所述反射层包括以下质量份的制备原料：80-95份基料、10-20份纳米颗粒、5-10份界面剂和0.1-1份成膜助剂；所述基料为环氧树脂乳液、丙烯酸乳液、纯丙乳液、苯丙乳液、水性丙烯酸树脂中的至少一种；
5、界面层；所述界面层的材料包括丙烯酸酯、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物中的至少一种；
6、辐射层；所述辐射层包括以下质量份的制备原料：50-80份有机溶剂、10-50份聚合物、1-8份助剂、0.1-2份颜料；
7、保护层；所述保护层的材料为丙烯酸树脂光油。
8、本专利技术的制冷涂层为多层复合制冷涂层，第一层顶层为透明保护层，其主要作用是为制冷涂层的功能层提供耐候性、耐光性，能够解决现有制冷涂层的使用寿命短，粉化脱落的问题。第二层为辐射层，主要成分为高反射性功能颜料配合高红外透射性纳米颗粒以及聚合物，提供涂层制冷所需的8-13微米中红外发射功能。第三层为界面层，其主要作用在辐射层与反射层之间形成共价键或氢键等强烈的化学吸引力，提高辐射层与反射层之间的粘结力和相容性，从而提高涂层的耐久性。第四层为反射层，其主要作用是与基材表面相互作用，形成一层均匀、牢固的附着层，同时提供极高的太阳反射功能。
9、本专利技术的制冷涂层所使用的各原料均可来着市售。
10、优选地，所述反射层的厚度为50-200μm，所述界面层的厚度为20-50μm，所述辐射层的厚度为120-400μm，所述保护层的厚度为50-100μm。
11、优选地，所述纳米颗粒包括zno、zno2、zns、caf2、caco3、siox、云母、稀土硅酸盐、钼酸盐、al2o3、tio2、baso4、fe2o3、cuo、pbco3、mgco3、mgo、bn、y2o3中的至少一种。
12、优选地，所述纳米颗粒的粒径为0.02-50μm；进一步优选地；所述纳米颗粒的粒径为20-2000nm。
13、优选地，所述反射层中的所述界面剂包括有机官能硅烷、氯化聚丙烯和二甲苯混合溶液中的至少一种；进一步优选地，氯化聚丙烯和二甲苯混合溶液中氯化聚丙烯质量分数为40％-60％。
14、本专利技术的界面层材料选自含有羧基、羟基、氨基等极性基团的高分子化合物，包括丙烯酸酯、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物。
15、优选地，所述辐射层中的所述有机溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基氨基甲酸乙酯、三甲基胺、三甲基磷酸酯、丙烯腈、四氢呋喃中的至少一种。
16、优选地，所述辐射层中的所述聚合物为聚氯乙烯、聚乙基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚苯并咪唑、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚醚醚酮中的至少一种。
17、优选地，所述辐射层中的所述助剂为分散剂、湿润剂、消泡剂、增稠流平剂、防缩孔助剂和成膜助剂中的至少一种。
18、优选地，所述辐射层中的所述颜料包括钛白粉(tio2)、镍钛黄(tio2·nio)、钛铬棕(tio2·cr2o3)、钴蓝(coo·al2o3)、钴绿(coo·zno)、铁铬黑(feo·cr2o3)、铁锌铬棕(feo·zno·cr2o3)、锌铁黄(zno·fe2o3)、钴铬蓝(coo·cr2o3)中的至少一种；本专利技术对颜料的来源并不做要求，采用常规市售的颜料均可。
19、本专利技术中，丙烯酸树脂光油是一种以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等乙烯基类单体为主要原料合成的共聚物。优选地，所述丙烯酸树脂光油包括以下质量份的制备原料：8-20份单体、0.1-5份引发剂和75-92份溶剂；所述单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸中的至少一种；所述单体的酸值为40-60mgkoh/g(树脂)；所述引发剂包括过氧类和偶氮类；所述溶剂包括甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯(bac)、丙二醇甲醚乙酸酯(pma)中的至少一种。
20、本专利技术第二方面提供了一种所述的制冷涂层的制备方法，包括以下步骤：
21、在基材表面涂覆反射层涂料；待干燥2-4h后，在反射层涂料表面喷涂界面层涂料；待干燥20-40min后，将稀释的辐射层涂料涂敷或喷涂在界面层表面；待干燥2-4h后，在辐射层涂层表面喷涂保护层，即得到所述的制冷涂层。
22、优选地，所述制备方中，所述辐射层涂料的制备方法包括以下步骤：将有机溶剂与聚合物混合至完全溶解，然后再加入颜料和助剂搅拌；进一步优选地，所述辐射层涂料的制备方法包括以下步骤：将有机溶剂与聚合物混合至完全溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制冷涂层，其特征在于，所述制冷涂层包括由下至上依次设置的：
2.根据权利要求1所述的制冷涂层，其特征在于，所述反射层的厚度为50-200μm，所述界面层的厚度为20-50μm，所述辐射层的厚度为120-400μm，所述保护层的厚度为50-100μm。
3.根据权利要求1所述的制冷涂层，其特征在于，所述纳米颗粒包括ZnO、ZnO2、ZnS、CaF2、CaCO3、SiOx、云母、稀土硅酸盐、钼酸盐、Al2O3、TiO2、BaSO4、Fe2O3、CuO、PbCO3、MgCO3、MgO、BN、Y2O3中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制冷涂层，其特征在于，所述反射层中的所述界面剂包括有机官能硅烷、氯化聚丙烯和二甲苯混合溶液中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制冷涂层，其特征在于，所述辐射层中的所述有机溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基氨基甲酸乙酯、三甲基胺、三甲基磷酸酯、丙烯腈、四氢呋喃中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的制冷涂层，其特征在于，所述辐射层中的所述聚合物为聚氯乙烯、聚乙基丙烯
7.根据权利要求1所述的制冷涂层，其特征在于，所述辐射层中的所述助剂为分散剂、湿润剂、消泡剂、增稠流平剂、防缩孔助剂和成膜助剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的制冷涂层，其特征在于，所述辐射层中的所述颜料包括钛白粉、镍钛黄、钛铬棕、钴蓝、钴绿、铁铬黑、铁锌铬棕、锌铁黄、钴铬蓝中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的制冷涂层，其特征在于，所述丙烯酸树脂光油包括以下质量份的制备原料：8-20份单体、0.1-5份引发剂和75-92份溶剂；所述单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸中的至少一种；所述单体的酸值为40-60mg KOH/g。
10.一种权利要求1-9任一项所述的制冷涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种制冷涂层，其特征在于，所述制冷涂层包括由下至上依次设置的：
2.根据权利要求1所述的制冷涂层，其特征在于，所述反射层的厚度为50-200μm，所述界面层的厚度为20-50μm，所述辐射层的厚度为120-400μm，所述保护层的厚度为50-100μm。
3.根据权利要求1所述的制冷涂层，其特征在于，所述纳米颗粒包括zno、zno2、zns、caf2、caco3、siox、云母、稀土硅酸盐、钼酸盐、al2o3、tio2、baso4、fe2o3、cuo、pbco3、mgco3、mgo、bn、y2o3中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制冷涂层，其特征在于，所述反射层中的所述界面剂包括有机官能硅烷、氯化聚丙烯和二甲苯混合溶液中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制冷涂层，其特征在于，所述辐射层中的所述有机溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基氨基甲酸乙酯、三甲基胺、三甲基磷酸酯、丙烯腈、四氢呋喃中的至...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺伟，朱龙潜，张骏升，
申请(专利权)人：广州亚熵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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