【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑节能涂料领域，尤其是涉及三元共掺的vo2粉末、制法、其制备的具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料及其制法。
技术介绍
1、自上世纪七十年代第一次能源危机开始，建筑节能逐步成为一个全球性课题。在我国南方地区，传统的空调和制冷系统在高温季节消耗大量电力，导致了显著的能源浪费和环境负担。为了应对这一挑战，建筑行业已经提出了各种节能降温技术，包括传统的隔热材料、太阳能反射涂料和辐射制冷涂料。然而，这些节能技术存在一些局限性。例如，传统的隔热材料如岩棉、一体板等存在吸水结露、容易脱落的风险；而热反射涂料通常只能减轻太阳光的热效应，无法主动降温。
2、辐射制冷涂料通过辐射热交换来实现降温，它基于热辐射这一自然现象，通过改变建筑表面的热辐射特性来实现降低建筑温度的目标。具体而言就是，辐射制冷涂料反射来自太阳的可见光和红外波段的大部分热辐射，同时将多余热量以8～13.5μm波长的电磁波通过大气窗口向外辐射，直接与太空这一巨大冷场进行换热，进而实现建筑表面降温到环境温度以下的高效降温功能。得益于热辐射的自发性，涂料能够被动地降低建筑的温度而无需任何能源消耗，减少了对传统机械空调系统的依赖，提高了建筑节能性能，同时改善了室内舒适度。
3、但目前市场上的产品通常在高温和低温条件下均保持降温效果，这导致在冬季或者寒冷的夜间可能会让建筑物内部温度过低反而造成额外的能源浪费，因此，有必要开发一种新型温控辐射制冷涂料，使其能够根据环境温度智能调节降温效果，最大程度地提高能源效率和舒适性。二氧化钒是一种具有相变性质的金属
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供三元共掺的vo2粉末、制法、其制备的具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料及其制法。本专利技术的三元共掺的vo2粉末是三元共掺的vo2粉末，它的相变温度可降至室温，而且具有抗氧化的长效服役优势(室外放置90天后仍具有温度响应功能)；用其制备的具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料能在高温条件下长久保持高反射高发射率，实现建筑高效降温，且在温度降低时提高红外透过率，允许部分热量进入室内，保持不同温度下居住环境长久舒适。
2、本专利技术通过以下技术实现：
3、三元共掺的vo2粉末，所述钨氟硫三元共掺的二氧化钒粉中含有1.46～4.95at％钨、0.98～4.93at％氟、和0.48-0.54at％硫。
4、三元共掺的vo2粉末的制备方法，包括如下步骤：将钨氟掺杂的二氧化钒与升华硫粉末混合，然后用乙醇浸没混合后的粉末，接着加入烷基苯磺酸盐或十二烷基硫酸盐，随后在氮气氛围下并在50-60℃下超声30-60min；然后保持氮气氛围下对混合物干燥成膏状物；然后以800-1200r/min的速率对制得的膏状物进行机械研磨15min以上，接着在氮气氛围下干燥，得到钨氟硫三元共掺的二氧化钒粉；
5、其中，钨氟掺杂的二氧化钒中的钨、氟和升华硫的原子比为1.5～5：1～5：0.5；
6、钨氟掺杂的二氧化钒中含有1.5～5at％钨和1～5at％氟；
7、烷基苯磺酸盐或十二烷基硫酸盐与钨氟掺杂的二氧化钒和升华硫粉末的和的质量比为3-5:1000。
8、一种具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料，由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
9、水性高分子树脂22～38份、辐射制冷填料20～35份、钛白粉15～28份、钨氟硫三元共掺的二氧化钒粉3～10份、功能性助剂4～10份和稀释剂10～20份。
10、具体地，所述水性高分子树脂为硅丙乳液、苯丙乳液、聚氨酯乳液或丙烯酸乳液中的一种或任意两种以上的任意组合。
11、具体地，所述辐射制冷填料包括范围在1～100μm之间的氧化铝、二氧化硅、氧化锌、磷酸氢镁中的一种或任意两种以上的任意组合。
12、具体地，所述钛白粉为粒径范围在0.5～1μm之间的金红石型二氧化钛。
13、具体地，所述功能性助剂包括增稠剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、偶联剂和ph调节剂的一种或任意两种以上的任意组合。
14、优选地，所述稀释剂为去离子水。
15、一种上述技术方案所述具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料的制备方法，包括以下步骤：
16、采用将稀释剂加入带分散盘的立式搅拌机中，然后加入功能性助剂搅拌均匀，
17、然后加入辐射制冷填料、钛白粉、钨氟硫三元掺杂的二氧化钒粉体搅拌均匀；
18、接着加入水性高分子树脂搅拌均匀，
19、最后将上述物料转移至行星式研磨机中研磨30分钟以上，然后过滤即得所述的具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料。
20、vo2存在多种晶体结构，vo2的m1相(单斜，空间群：p21/c)在室温下对红外波段的光透过率较高，当温度升高超过其相变温度(68℃)时，则转变为r相(四方，空间群：p42/mnm)。本专利技术所采用的钨氟硫三元掺杂的二氧化钒粉体和vo2一样存在多种晶体结构，钨氟硫三元掺杂的二氧化钒的m1相(单斜，空间群：p21/c)在室温下对红外波段的光透过率较高，当温度升高超过其相变温度(接近室温)时，则转变为r相(四方，空间群：p42/mnm)。
21、对红外波段的光透过率降低，发射率和反射率升高，而且这个相变过程是可逆的。但是非掺杂的vo2相变温度较高，因此选用了钨氟对vo2进行掺杂以降低其相变温度，相变温度基本随掺杂量升高而降低，掺杂后其相变温度可低至室温。同时硫元素的加入大大延长增强了掺杂后二氧化钒的稳定性，确保了所制备涂料功能长久有效，因此适合于应用在辐射制冷涂料中。
22、较所公开的现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
23、本专利技术制备了三元共掺的vo2粉末，该三元共掺的vo2粉末相变温度降至室温，而且具有抗氧化的长效服役优势(室外放置90天后仍具有温度响应功能)，因此其性质更加稳定，因此服役时间更持久。
24、本专利技术制备的具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料，克服了现有辐射制冷涂料性能固定、无法根据实际需求改变制冷效率的缺点，实现了高温下长效地自动增强制冷效果，低温下降低制冷功率、允许部分红外热流透过的目的，且该转变完全可逆，进而避免了冬天或寒冷夜间额外的能源消耗，实现更加理想的全年节能效果。
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1.三元共掺的VO2粉末，其特征在于：所述三元共掺的二氧化钒粉中含有1.46～4.95at％钨、0.98～4.93at％氟、和0.48-0.54at％硫。
2.三元共掺的VO2粉末的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将钨氟掺杂的二氧化钒与升华硫粉末混合，然后用乙醇浸没混合后的粉末，接着加入烷基苯磺酸盐或十二烷基硫酸盐，随后在氮气氛围下并在50-60℃下超声30-60min；然后保持氮气氛围下对混合物干燥成膏状物；然后以800-1200r/min的速率对制得的膏状物进行机械研磨15min以上，接着在氮气氛围下干燥，得到三元共掺的二氧化钒粉；
3.一种具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料，其特征在于：由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
4.根据权利要求3所述的一种具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料，其特征在于：所述水性高分子树脂为硅丙乳液、苯丙乳液、聚氨酯乳液或丙烯酸乳液中的一种或任意两种以上的任意组合。
5.根据权利要求3所述的一种具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料，其特征在于：所述辐射制冷填料包括粒径范围在1～100μm之
6.根据权利要求3所述的一种具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料，其特征在于：所述钛白粉为粒径范围在0.5～1μm之间的金红石型二氧化钛。
7.根据权利要求3所述的一种具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料，其特征在于：所述功能性助剂包括增稠剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、偶联剂和pH调节剂的一种或任意两种以上的任意组合。
8.根据权利要求3所述的一种具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料，其特征在于：所述稀释剂为去离子水。
9.根据权利要求3-8中任一项所述的一种具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
10.根据权利要求求9所述的一种具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料的制备方法，其特征在于：搅拌机用带分散盘的立式搅拌机，研磨机用行星式研磨机。
...【技术特征摘要】
1.三元共掺的vo2粉末，其特征在于：所述三元共掺的二氧化钒粉中含有1.46～4.95at％钨、0.98～4.93at％氟、和0.48-0.54at％硫。
2.三元共掺的vo2粉末的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将钨氟掺杂的二氧化钒与升华硫粉末混合，然后用乙醇浸没混合后的粉末，接着加入烷基苯磺酸盐或十二烷基硫酸盐，随后在氮气氛围下并在50-60℃下超声30-60min；然后保持氮气氛围下对混合物干燥成膏状物；然后以800-1200r/min的速率对制得的膏状物进行机械研磨15min以上，接着在氮气氛围下干燥，得到三元共掺的二氧化钒粉；
3.一种具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料，其特征在于：由以下组分按照以下质量份数比的组分制备而成：
4.根据权利要求3所述的一种具有温度响应调节功能的辐射制冷涂料，其特征在于：所述水性高分子树脂为硅丙乳液、苯丙乳液、聚氨酯乳液或丙烯酸乳液中的一种或任意两种以上的任意组合。
5.根据权利要求3所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文彦，杨晨，
申请(专利权)人：三棵树上海新材料研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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