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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于辐射制冷材料,具体涉及一种辐射制冷柔性薄膜及其制备方法与应用。
技术介绍
1、近年来,随着全球温室效应的不断加剧,绿色清洁材料的开发是目前研究的热点话题。传统的降温方法(如风扇、空调等)在使用过程中不仅会消耗大量的电力资源,同时还会产生很多温室气体,进一步加剧了温室效应,因此寻求环保清洁的降温方法是目前亟待解决的问题。
2、辐射制冷是一种零能耗、零排放的降温方式,根据基尔霍夫第三定律,物体的吸收等于辐射,地球上的物体通过“大气窗口”将自身的热量以中红外波段(8~13μm)的电磁波辐射到3k的宇宙中,从而实现降温。在汽车和建筑等应用领域中,不仅有降温需求,对窗户的可见光(450~780nm)透明度也具有较高需求,因此在阻挡太阳光近红外波段(780~2100nm)加热内部空间的同时要保证可见光透过率。将太阳波段光调控与被动辐射技术相结合,没有任何能量的输入与排放,可以最大化提高薄膜的降温性能,在汽车、建筑等应用领域具有很广阔的应用前景。
3、公开号为cn115838490a的专利文献公开了一种具有自清洁功能的柔性辐射制冷膜及其制备方法,制备方法包括:选取并清洗基底材料;配置聚二甲基硅氧烷和氧化铝颗粒的均匀混合溶液;将均匀混合溶液滴涂在基底表面,固化后揭膜得到一种柔性辐射制冷膜。该方法所用材料均为易获得的工业原料,成本低,制备简单,可以实现大规模制备。然而,该方法制备得到的薄膜在可见光波段的低透过率,限制了其在车窗及建筑窗户等场景的应用。
4、公开号为cn115572939a的专利文献
5、公开号为cn113698645a的专利文献公开了一种基于pmma混合多孔辐射制冷薄膜的制备方法,其主要制备方法为:将固态的pmma与溶剂四氢呋喃和非溶剂去离子水混合,磁力搅拌后使其分散均匀,得到透明溶液,用洗衣水清洗亚克力片,在清水中超声后用无水乙醇清洗,再用去离子水清洗后烘干待用。采用bevs1806b/150可调节刮刀,将透明的溶液滴到清洗过的亚克力表面,然后用可调节刮刀匀速刮过样品表面,形成平整涂层,放置于常温半个小时后蒸发除去四氢呋喃和水分。因专利技术材料价格低廉且制备方法简单,该薄膜在户外高压电气设备、建筑外墙和顶棚、户外用品、农业大棚领域中有广阔应用前景。然而,在太阳光紫外线的长时间照射下,有机物的老化问题会使其降温性能下降。
6、虽然现有技术对辐射制冷薄膜进行了较多的研究,但现有的辐射制冷薄膜仍存在透过率低、易老化、制备方法复杂等问题。因此,提供一种制备工艺简单、在可见光波段透过率高的辐射制冷柔性薄膜,以满足汽车及建筑等对采光和降温有需求的场所具有重要的意义。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足,本专利技术提供了一种辐射制冷柔性薄膜,该薄膜包括辐射层和阻热层,可在阻挡近红外太阳光对内部空间进行加热的同时被动辐射热量,且该薄膜具有较高的可见光透过率。
2、一种辐射制冷柔性薄膜,包括至少一层辐射层和至少一层阻热层,其中至少一侧的最外层为辐射层,所述的辐射层材料为在中红外波段吸收率大于80%的有机材料,所述的阻热层材料包括有机基底材料和分散在有机基底材料中的无机纳米粒子,其中所述的无机纳米粒子在近红外波段的吸收率大于80%。
3、本专利技术的辐射制冷柔性薄膜结合了不同的有机材料和无机材料在不同波段范围内的光学性质,在阻挡近红外太阳光对内部空间进行加热的同时可以被动辐射热量。所述结构的阻热层在近红外波段具有较高的吸收率,可以阻止近红外光进入到内部空间进行加热,通过调节无机纳米粒子尺寸和混合比例可以使薄膜具有较高的可见光透过率。此外,所述薄膜的辐射层和绝热层的层数及顺序可根据实际材料进行调整,在汽车及建筑等对采光和降温有需求的场所具有广泛的应用前景。
4、优选地,所述的辐射层的厚度为5~500μm。进一步优选地,所述的辐射层的厚度为50~500μm。更优选地,所述的辐射层的厚度为200μm,此厚度下可保证薄膜辐射能力的同时加快内部空间将热量传导到辐射层的速度。
5、优选地,所述的阻热层的厚度为5~500μm。更优选地,所述的阻热层的厚度为50~500μm。
6、优选地,所述的辐射制冷柔性薄膜的整体厚度为10~1000μm。
7、优选地,所述的在中红外波段吸收率大于80%的有机材料为聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚偏氟乙烯(pvdf)或聚二甲基硅氧烷(pdms)中的至少一种。
8、优选地,所述的有机基底材料为聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚二甲基硅氧烷(pdms)中的至少一种。
9、优选地,所述的无机纳米粒子材料为可见光透过率>25%的材料。
10、进一步优选地,所述的无机纳米粒子材料为紫外波段透过率<20%的材料。
11、更优选地,所述的阻热层的无机纳米粒子材料为铯钨青铜(cwo)纳米粒子。由于铯钨青铜(cwo)纳米粒子在紫外波段和近红外波段均具有较高的吸收率,且粒子尺寸可通过珠膜等工艺进行调整,便于控制其在可见光波段的透过率。铯钨青铜(cwo)纳米粒子均匀分散在有机基底材料中,在紫外波段和近红外波段的吸收率随掺杂浓度发生改变。掺杂浓度越高,cwo纳米粒子吸收率越高,阻热效果越强;且光强越强,cwo纳米粒子阻止近红外光进入到内部空间进行加热的效果越明显,降温效果越显著。
12、优选地,所述的无机纳米粒子材料的尺寸为1~600nm。更优选地,所述的纳米粒子尺寸为30nm,此纳米粒子尺寸下辐射制冷柔性薄膜具有较高的可见光透过率。
13、优选地,所述的无机纳米粒子材料的质量为阻热层材料质量的3%~30%。进一步优选地,所述的无机纳米粒子材料的质量为阻热层材料质量的3%~20%。更优选地,所述的无机纳米粒子材料的质量为阻热层材料质量的6%,此掺杂浓度下可保证薄膜具有较高透明度的同时具有良好的近红外光吸收能力。
14、优选地,所述的辐射制冷柔性薄膜的最外侧包括抗刮耐磨层和/或抗老化层。
15、本专利技术还提供了上述的辐射制冷柔性薄膜的制备方法,该制备方法简单、工艺成熟且成本较低,适合工业上大规模生产。
16、一种上述的辐射制冷柔性薄膜的制备方法,包括以下步骤:
17、(1)采用具有热挥发功能和隔离包覆功能的溶剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种辐射制冷柔性薄膜,其特征在于,包括至少一层辐射层和至少一层阻热层,其中至少一侧的最外层为辐射层,所述的辐射层材料为在中红外波段吸收率大于80%的有机材料,所述的阻热层材料包括有机基底材料和分散在有机基底材料中的无机纳米粒子,其中所述的无机纳米粒子在近红外波段的吸收率大于80%。
2.根据权利要求1所述的辐射制冷柔性薄膜,其特征在于,所述的辐射层的厚度为5~500μm,所述的阻热层薄膜的厚度为5~500μm。
3.根据权利要求1所述的辐射制冷柔性薄膜,其特征在于,所述的有机基底材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的辐射制冷柔性薄膜,其特征在于,所述的无机纳米粒子材料为可见光透过率>25%的材料。
5.根据权利要求1所述的辐射制冷柔性薄膜,其特征在于,所述的无机纳米粒子材料为紫外波段透过率<20%的材料。
6.根据权利要求1所述的辐射制冷柔性薄膜,其特征在于,所述的无机纳米粒子材料的尺寸为1~600nm。
7.根据权利要求6所述的辐射制冷柔性薄膜,其特征
8.根据权利要求1-7中任一项所述的辐射制冷柔性薄膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
9.根据权利要求1-7中任一项所述的辐射制冷柔性薄膜在制备节能建材、散热制冷设备及户外用品中的应用。
10.一种辐射制冷制品,其特征在于,包括基材和权利要求1-7中任一项所述的辐射制冷柔性薄膜,所述的辐射制冷柔性薄膜设于基材上,远离所述基材的辐射制冷柔性薄膜的最外层为辐射层,所述的基材为金属基材、塑料基材、建筑材料基材或玻璃基材。
...【技术特征摘要】
1.一种辐射制冷柔性薄膜,其特征在于,包括至少一层辐射层和至少一层阻热层,其中至少一侧的最外层为辐射层,所述的辐射层材料为在中红外波段吸收率大于80%的有机材料,所述的阻热层材料包括有机基底材料和分散在有机基底材料中的无机纳米粒子,其中所述的无机纳米粒子在近红外波段的吸收率大于80%。
2.根据权利要求1所述的辐射制冷柔性薄膜,其特征在于,所述的辐射层的厚度为5~500μm,所述的阻热层薄膜的厚度为5~500μm。
3.根据权利要求1所述的辐射制冷柔性薄膜,其特征在于,所述的有机基底材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的辐射制冷柔性薄膜,其特征在于,所述的无机纳米粒子材料为可见光透过率>25%的材料。
5.根据权利要求1所述的辐射制冷柔性薄膜,其特征在于,所述...
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