【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及辐射降温材料的，具体涉及一种辐射降温微孔弹性体复合膜及其方法和应用。
技术介绍
1、辐射降温材料可在无外界能量输入的情况下散发人体热量，为个人热管理提供持续性的降温，它在可穿戴领域具有广泛的应用前景。不过，不同的环境条件所需要的辐射冷却条件也不尽相同，当环境温度高于材料温度时，应防止外界环境对材料本身进行加热，需采用窄带发射器，即只在大气窗口8～13μm波段内具有高的发射率，而当环境温度小于材料温度时，需让材料尽可能散热，即采用宽带发射器，在全波段具有高的反射率的同时还应该具有良好的散热结构。
2、目前报道的、具有全波段辐射冷却效果的辐射降温膜是通过层叠多种具有不同波段吸收和/或反射性能的膜来实现的，所选择的膜基材为织物、聚合物膜等，所选择的功能微孔层采用涂覆、层压等方法来制备，多层薄膜层叠过程中通常采用粘合剂来粘接成型，这导致复合膜的密度大、硬度高、不易弯折的问题，同时，粘结工艺也存在加工工艺复杂、粘结层易于剥离、以及复合膜透气性差的问题，这限制了复合降温膜的商业应用范围，特别难以满足个人热管理领域对材料所需的柔韧性、轻量化、透气性等的要求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种辐射降温微孔弹性体复合膜及其方法和应用，具有光谱选择性好、反射率高、发射率高的特点，在夏季炎热户外环境可以显著降温，同时，微孔弹性体复合膜为一体化结构，层与层之间无需通过粘结剂进行粘结，具有轻量化、质地柔软、防水透湿，可以规模化生产，具有加工效率
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供了一种辐射降温微孔弹性体复合膜，包括微纳孔膜和设于所述微纳孔膜的防水涂层，所述微纳孔膜具有微纳泡孔结构；所述微纳孔膜包括基层和依次设于所述基层上的至少一层功能微孔层；其中，所述基层的制备原料为弹性体；所述功能微孔层的制备原料包括弹性体和功能填料。
4、本专利技术的复合膜的微纳孔膜具有微纳泡孔结构，其具有质轻、柔软、使用寿命长的优点，而且功能微孔层是由功能填料是通过与弹性体复合发泡而成，能使得功能填料能嵌入到微孔结构中，无需另外使用粘贴剂，所以功能填料使用过程中不易剥离，具有使用寿命长的优势。然后在功能微孔层附有具有防水涂层，能使得复合膜能应用在室外，增强其防水防腐性能。本专利技术的辐射降温微孔弹性体复合膜在太阳光0.3～2.5μm波段的反射率≥85％，优选≥92％；在大气窗口8～13μm的发射率≥85％，优选≥92％，相变焓180.4kj/kg。
5、优选地，所述微纳孔膜包括以下按重量份计的原料：弹性体70～100份、功能填料5～20份、润滑剂2～3份、交联剂0.2～1份、抗氧剂0.1～0.5份。
6、优选地，所述功能微孔层和所述微纳孔膜层的制备原料中的弹性体为聚氨酯热塑弹性体、聚酯热塑聚酯弹性体、尼龙弹性体、eva交联弹性体、聚烯烃交联弹性体、苯乙烯交联弹性体、硫化橡胶中的至少一种。
7、具体地，已知不同的分子结构的聚合物的不同振动模式在长波红外窗口内具有不同的消光峰，当选择上述弹性体作为基材时，能使得弹性体的分子振动集中在8-13μm波段，能够使来自太阳光的热增益保持在最低限度，有助于大气窗口中的大量红外吸收和发射；同时将微纳孔膜的孔径分布在0.1～2.0μm之间并远离中红外波段，则能够有效实现高的可见光反射率。
8、优选地，所述功能填料为二氧化硅、二氧化铬、二氧化钛、氮化硅、磷酸铝、氧化铝中的至少一种；所述功能填料的粒径为0.05～10μm。此类无机氧化物功能粒子在中远红外波段具有较高的发射率，以及近红外波段较高的反射率，在体系中能够进一步提高其降温作用。
9、优选地，所述涂层的制备原料包括γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(mptms)、n-甲基全氟辛基磺酰基胺基丙烯酸乙酯(mpsaea)、甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。上述三种材料均能提高复合膜的耐磨性和耐水性，所以涂层主要起到的作用是防水、耐磨和耐腐蚀的效果，从而提高复合膜的使用寿命。
10、优选地，所述微纳孔膜的平均泡孔尺寸为0.3～200μm，更优选为0.3～150μm，孔隙率为60～97％，更优选为70～95％。
11、太阳光包含了紫外线、可见光、红外线等，它们是波长为0.3～2.5μm的光波。当光波进入介质中时，光波会在不均匀介质中传播时会在界面处发生反射、折射和散射。微孔发泡会在透明或者半透明的聚合物中形成大量的、封闭的孔洞，微发泡材料呈现为白色，并随着泡孔尺寸的减少和孔隙率的增加而呈现增加的白度。当泡孔的尺寸与光波的波长相当时，微孔聚合物的泡孔会使太阳光发生显著的散射现象，而白色的微孔聚合物对太阳光则呈现出漫反射现象。基于此，本专利技术对功能微孔层和所述微纳孔膜层的泡孔尺寸和孔隙率进行限定，可以使其表现出良好的反射率和发射率。
12、优选地，所述辐射降温微孔弹性体复合膜的总厚度为0.3～5.0mm。
13、第二方面，本专利技术提供了所述的辐射降温微孔弹性体复合膜的制备方法，包括以下步骤：
14、(1)将弹性体以及弹性体和功能填料的组合物分别制成复合膜；
15、(2)对所述复合膜进行发泡处理，得到具有微纳泡孔结构的微纳孔膜，所述微纳孔膜包括所述基层和附着所述基层和至少一层功能微孔层；
16、(3)对所述微纳孔膜进行热压和冷却定型，然后在所述功能微孔层表面复合所述涂层，得到所述辐射降温微孔弹性体复合膜。
17、上述方法将弹性体、弹性体/功能填料膜熔融层叠，形成包括基底膜和功能弹性膜的复合膜，然后对其进行发泡处理，得到具有微纳泡孔结构的微纳孔膜后再进行热压和冷却定型，再在第二复合膜上的功能微孔层的表面涂覆形成涂层，制备得到结构一体化的微纳孔膜，然后在所述功能微孔层表面复合所述涂层，得到所述辐射降温微孔弹性体复合膜。本专利技术通过控制层叠结构、泡孔结构、功能填料种类、含量和分散状态，实现复合膜对不同波段太阳光的反射和红外波发射，获得全波段日光辐射降温效果良好的、轻量化、软质的微孔弹性体辐射降温复合膜
18、优选地，所述步骤(1)中，所述复合膜的制备步骤依次包括将分别将所述基层和所述功能微孔层的制备原料混合，共挤双螺杆挤出流延、辊压、冷却，得到所述复合膜。更优选地，挤出是在挤出机中进行，各温区的温度依次为110℃、180℃、190℃、185℃、180℃。
19、优选地，所述步骤(1)中，所述复合膜的制备步骤依次包括：先将所述基层和所述功能微孔层的制备原料制备成膜，再将得到的膜进行层叠，最后硫化，得到所述复合膜；其中，所述成膜的温度为90～130℃，所述硫化的温度为160～190℃；所述复合膜属于交联型一体化弹性体复合膜，采用薄膜制备、薄膜层叠、热压硫化来制备，更易于控制层内的组份、层间的组份搭配和多层结构设计。通过对薄膜制备温度、硫化温度进行限定，控制弹性体的交联过程，可以制备结构致密且均匀的一体化弹性体复本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种辐射降温微孔弹性体复合膜，其特征在于，包括微纳孔膜和设于所述微纳孔膜的防水涂层，所述微纳孔膜具有微纳泡孔结构；所述微纳孔膜包括基层和依次设于所述基层上的至少一层功能微孔层；其中，所述基层的制备原料为弹性体；所述功能微孔层的制备原料包括弹性体和功能填料。
2.如权利要求1所述的辐射降温微孔弹性体复合膜，其特征在于，所述微纳孔膜包括以下按重量份计的原料：弹性体70～100份、功能填料5～20份、润滑剂2～3份、交联剂0.2～1份、抗氧剂0.1～0.5份。
3.如权利要求1或2所述的辐射降温微孔弹性体复合膜，其特征在于，所述功能微孔层和所述微纳孔膜层的制备原料中的弹性体为聚氨酯热塑弹性体、聚酯热塑聚酯弹性体、尼龙弹性体、EVA交联弹性体、聚烯烃交联弹性体、苯乙烯交联弹性体、硫化橡胶中的至少一种。
4.如权利要求1所述的辐射降温微孔弹性体复合膜，其特征在于，所述功能填料为二氧化硅、二氧化铬、二氧化钛、氮化硅、磷酸铝、氧化铝中的至少一种；所述功能填料的粒径为0.05～10μm。
5.如权利要求1所述的辐射降温微孔弹性体复合膜，其特征在
6.如权利要求1所述的辐射降温微孔弹性体复合膜，其特征在于，所述微纳孔膜的平均泡孔尺寸为0.3～200μm，孔隙率为60～97％。
7.权利要求1～6任一项所述的辐射降温微孔弹性体复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的辐射降温微孔弹性体复合膜的制备方法，其特征在于，如下(II)～(III)中的至少一种：
9.如权利要求7所述的辐射降温微孔弹性体复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述热压的温度为130～160℃，所述冷却的温度为4～15℃。
10.权利要求1～7任一项所述辐射降温复合膜在制备建筑外墙、汽车内饰、服饰、帐篷中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种辐射降温微孔弹性体复合膜，其特征在于，包括微纳孔膜和设于所述微纳孔膜的防水涂层，所述微纳孔膜具有微纳泡孔结构；所述微纳孔膜包括基层和依次设于所述基层上的至少一层功能微孔层；其中，所述基层的制备原料为弹性体；所述功能微孔层的制备原料包括弹性体和功能填料。
2.如权利要求1所述的辐射降温微孔弹性体复合膜，其特征在于，所述微纳孔膜包括以下按重量份计的原料：弹性体70～100份、功能填料5～20份、润滑剂2～3份、交联剂0.2～1份、抗氧剂0.1～0.5份。
3.如权利要求1或2所述的辐射降温微孔弹性体复合膜，其特征在于，所述功能微孔层和所述微纳孔膜层的制备原料中的弹性体为聚氨酯热塑弹性体、聚酯热塑聚酯弹性体、尼龙弹性体、eva交联弹性体、聚烯烃交联弹性体、苯乙烯交联弹性体、硫化橡胶中的至少一种。
4.如权利要求1所述的辐射降温微孔弹性体复合膜，其特征在于，所述功能填料为二氧化硅、二氧化铬、二氧化钛、氮化硅、磷酸铝、氧化铝中的至少一种；...
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