[发明专利]具有太阳辐射防护性的聚合物覆盖物

说明书

技术领域

本发明涉及一种防紫外线(UV)并反射红外线的聚合物覆盖物，其包括比密度大于1的聚合物材料的基底、UV阻断添加剂和施加在所述聚合物基底上的对可见光透明并反射红外线的至少一个选择性日光滤片。

本发明还涉及所述聚合物覆盖物的用途。

背景技术

塑料材料，由于其结构性质，正逐步代替具有金属或无机性质的其他传统材料，如玻璃。

塑料材料由于它们的“易”成型性、形变、重量、维护和不容易氧化的耐性而比金属具有优势。然而，因为它们也具有有机材料的典型局限性，而并非没有缺点。一些限制是：硬度、耐磨性、耐热性和机械一致性。近年来，利用混合不同塑料材料的工艺，即加入添加剂或加入矿物填料，如玻璃纤维或碳纤维，已经可以改善或实现等于或甚至优于传统金属材料的性能。

关于透明度方面，存在如玻璃一样透明的塑料。它们是非晶聚合物，如聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯。这些塑料具有类似于玻璃的透射率值。添加剂可以很容易地加入到其中，它们可以很容易地着色，它们具有更低的重量(与玻璃的2.5Kg/m2.mm相比，聚碳酸酯为1.13Kg/m2.mm)，它们不太脆，但另一方面，它们具有较低的耐磨性。已经尝试利用表面涂层的使用和处理来补偿后一种缺陷。

还有一些应用中，由于能源、实用或美感的原因，必须设置透明的盖子、顶部或包罩，以允许可见光通过。对于该应用优异的传统材料是玻璃，因为其日光透射率接近90％，并且其机械特性使得它可广泛用于这些应用中。透明塑料材料的发展使得这些类型的材料比传统材料更具有竞争力，因为其物理和化学特性的原因：容易形变、柔韧性和适应性以及低重量。对于百货公司和住宅楼宇的天窗正是这种情况，使用天窗将亮度提供到远离建筑物侧窗的内部领域，并且塑料材料的低重量允许减少支持结构。农业温室也是这种情况，其中使用极轻质结构的塑料允许农作物的质量和产量大大增加。

由于太阳辐射是最难以控制的环境因素之一，尤其是在从赤道起高于25°的纬度，因此需要具有太阳辐射控制系统。例如，在约40°N纬度，在12月份时表面接收到的辐射大约是在6月份接受的辐射的三分之一。

用于构造透明包罩的塑料或玻璃材料的使用涉及到在春季和夏季的温暖月份，特别是在地球的温带和热带，室内部的温度大大增加。太阳辐射引起的这种增加对于正常入射达到约1000W/m²的值。这种情况迫使利用自然通风或空气调节，以将室内温度降低到舒适或合适的值。需要使用空调具有减少内部温度所需的高功率消耗的缺点和与之相关的经济成本。

对于在温室中使用的薄膜而言，透明度是在植物生长和发育中使用的辐射的极为重要的性质。在这个意义上说，必须指出，从整个太阳辐射光谱中，只有一部份的辐射被认为是对植物生长有益的辐射。因此，被称作“光合有效辐射”(PAR)的400-700纳米的辐射强度是直接影响植物生长和发育的辐射。下表显示在地球表面入射的总辐射的各个波长范围的百分比：

表1

范围                    ％

UV(280-400nm)           8.6-6.4

PAR(400-700nm)          38.2-42.9

FR(700-850nm)           16.5-15.2

IR(850-2800nm)          33.9-34.2

热(＞2800nm)            2.7-1.3

太阳辐射控制在农业方面的兴趣日益增大，其中透明塑料材料已广泛用于园艺和花卉作物的覆盖物。在温室的精耕细作中和夏季期间，所有的植物接受热应激，所述应激导致其成长和最终产量降低。下面的解决方案目前正被用于控制温室内部的辐射：使用特别加入了添加剂的薄膜，蒸发其中的水份，用白垩粉涂布温室的外部，使用网格产生人造遮蔽并迫使温室内部的通风。除了不能完全防止植物的热应激之外，这些作用并不会减缓高耗水，因为温室内部的水蒸发和因为必要的通风会造成水损失。此外，在温室保持开放以方便内部通风和曝气的期间，存在有害昆虫穿透其中的可能性，而对农作物产生恶性影响。另一方面，在冬季夜晚，温室的温度下降，主要是由于白天和晚上的温差以及薄膜的高红外线透射率。这种温度下降使得有必要施加额外的热量，从而产生能源成本。