[发明专利]用于辐射制冷的卤化物材料

说明书

技术领域

本发明属于材料科学与工程科学技术领域，涉及一种具有辐射制冷效果的新材料，尤其是一种用于辐射制冷的卤化物材料。

背景技术

当今世界能源危机和环境污染已成为两大难题，研发出新能源、新技术已是刻不容缓的任务。被动式辐射制冷顺应时代的要求作为一种建筑物空调手段，得到了蓬勃的发展，表现出明显的实际意，并被预言将会象半导体等功能材料的发展带来电信和计算机产业的兴起和发展一样，给能源领域带来重大的变革，使人类在环境保护和能源利用两方面得到和谐的发展。

人们知道大气层对不同波长的电磁波有不同的透射率，透射率较高的波长段称为“大气窗口”，8～13μm波段就是一个人们感兴趣的大气窗口，因为常温下的物体热辐射主要集中在这一波段。通过辐射换热，物体在不耗能的情况下，将自身热量以8～13μm的电磁波形式排放到外宇宙绝对零度空间，达到自身冷却的目的，这就是被动式辐射制冷。

实现辐射制冷的关键是寻找理想的光谱选择性材料。假设一理想选择性辐射体，在8～13μm波段内辐射率为1，而在8～13μm波段外反射率为1，那么它就只在8～13μm波段内吸收和辐射能量，而将8～13μm波段外的辐射全部反射掉，外空间通过大气窗口透射的热辐射只有很少一部分被辐射体吸收，而辐射体通过8～13μm窗口大量向外空辐射热量，温度不断下降。当然这种理想的选择性辐射体是不存在的，但是人们可以选择一些光谱选择性材料，通过复合或者组合，制成接近理想的选择性辐射体。近十年来，已经找到了一些不错的辐射制冷材料，但是有些材料的自然辐射冷却极限功率均低于100W/m²，用来改善人们居住和劳动条件还是很不现实的，有些材料制备工艺复杂，价格昂贵，不宜用于大量生产。因而寻找更为优良的辐射制冷材料，将是其研究领域的首要任务。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有辐射制冷作用效果的新型材料，该材料为卤化物材料。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种用于辐射制冷的卤化物材料，所述的卤化物材料为碱金属卤化物或碱土金属卤化物。采用卤化物材料可使在不消耗矿物能源的情况下，使降温空间的温度比外部温度下降5～12℃。

在上述方案的基础上，所述的卤化物材料包括氟化钠、氟化钙、氯化镁、溴化钡中的一种或其组合，且不限于上述卤化物，还可以为氯化钙、溴化钾、碘化钠、碘化钾等。

所述的卤化物材料为由碱金属、碱土金属氢氧化物与氢氟酸、盐酸等反应制得，或为天然矿物卤化物。

针对上述的用于辐射制冷的卤化物材料的使用方法，将卤化物材料研磨，用粘胶剂混合，涂覆在需制冷的环境中，或涂覆在基材上，无尘晾干，置于需制冷的环境中。

卤化物材料发射率的测定包括：采用FXL-1的吸收/发射比测定仪测定涂覆有卤化物的基板的发射率。

卤化物材料辐射制冷效果的测定包括：辐射制冷装置为一容器，容器内设有保温材料，容器内有一制冷空间，制冷空间尺寸为120mm×50mm×60mm，有效制冷面积为100mm×50mm，将涂覆有卤化物材料的基板置于该容器中，容器开口处设有透明盖板，为0.03mm的聚乙烯薄膜，制冷空间四壁和底部用铝板贴上，将此装置置于晴朗夜空下测试制冷空间温度，以其与环境温度相比下降幅度表示其辐射制冷效果。

在上述方案的基础上，所述的粘合剂为丙烯酸粘合剂或有机硅粘合剂。

所述的卤化物与粘合剂的质量比为1∶0.03～0.15，优选1∶0.05～0.12。

本发明的有益效果是：

1、由于本发明用于辐射制冷的卤化物材料为无机材料，相对于已探索出的有机辐射制冷材料具有更好的耐大气老化性能和优异的经济性能；

2、本发明材料制作工艺简单，使用操作方便，对环境无毒无害，降温空间相对外部空间的辐射制冷降温效果可达5～12℃，具有很大的实际应用价值和社会价值。

附图说明

图1为本发明卤化物辐射制冷实验装置示意图。

附图中标号说明

1-容器        2-制冷空间

3-基材        4-卤化物材料层

5-保温材料    6-盖板

具体实施方式

实施例1

一种用于辐射制冷的卤化物材料，采用氟化钠作为辐射制冷体，将氟化钠研磨成粉后，与丙烯酸粘结剂按质量比为1∶0.05混合，涂覆于40mm×40mm×1mm的铝板基材试片上，置于室内环境中无尘晾干。

采用FXL-1的吸收/发射比测定仪测定其发向发射率为0.90。