[发明专利]具有相变-红外散热性能的纤维素双层膜的制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种具有相变‑红外散热性能的纤维素双层膜的制备方法，包括：将细菌纤维素膜加入到熔融的相变材料中，真空吸附到纤维素膜中，相变材料为聚乙二醇、石蜡中的一种或其组合，所得的复合相变膜材料中相变材料的质量分数不超过90％；金属LDHs纳米片包覆的细菌纤维素膜，是以金属铝包覆的细菌纤维素膜为基底，金属离子X为前驱体，原位生长而成，其中金属离子X为Zn²⁺、Na²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mg²⁺中的一种，将二种膜压制而成。本发明制备方法简单，所制得的双层膜具有较高的相变储能性，在红外波段范围内具有较高的红外发射率，两种机制共同作用下，达到良好的隔热效果，适用于炎热夏季的建筑隔热和个人热管理。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及隔热控温材料，尤其涉及一种具有相变-红外散热性能的纤维素双层膜的制备方法及其应用。

背景技术

在炎热的夏天，墙壁直接暴露于太阳辐射下(1000W·m^-2)，热量的聚集导致室内温度不断升高；同时室内制冷需要消耗大量电力资源，造成能源危机和全球变暖。为了保持室内尽可能凉爽而消耗更少的能源，开发一种材料同时具有良好隔热性能和散热性能对于夏季室内制冷具有重要意义。

本发明通过制备具有相变隔热和红外散热性能的复合膜材料，达到有效降温的目的。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是公开一种具有相变-红外散热性能的纤维素双层膜及其制备方法。

技术方案：

本发明将细菌纤维素膜加入到熔融的相变材料中，真空吸附到纤维素膜中，相变材料的储热性能使复合膜具有良好的隔热性能，相变材料为聚乙二醇、石蜡中的一种或其组合，所得的复合相变膜材料中相变材料的质量分数不超过90％；所述的金属LDHs纳米片包覆的细菌纤维素膜，是以金属铝包覆的细菌纤维素膜为基底，金属离子X为前驱体，原位生长而成，其中金属离子X为Zn²⁺、Na²⁺、Ni²⁺、Co²⁺、Mg²⁺中的一种。

一种具有相变-红外散热性能的纤维素双层膜的制备方法，包括如下步骤：

a)按细菌纤维素膜与醇溶液的比例50～300g/L计，将细菌纤维素膜在0.25～1mol/L的醇溶液中浸润2～10h进行溶剂交换，取出，冻干12～24h，得到内部孔径100～2000nm的预处理后的细菌纤维素膜；

b)将预处理后的细菌纤维素膜加入到熔融的相变材料中，温度60～80℃、真空度100～133Pa，放置6～12h以达到饱和吸附，使相变材料真空吸附到细菌纤维素膜中成为相变复合膜，其中相变材料的质量分数不超过相变复合膜的90％；

c)氮气气氛中，将Al靶材装入磁控溅射仪中，调节靶距为8～20mm，溅射功率5～30W，溅射时间10～40min，将Al溅射到预处理后的细菌纤维素膜表面，得到金属铝包覆的细菌纤维素膜；

d)以金属铝包覆的细菌纤维素膜为基底，硝酸盐为前驱体，加入六亚甲基四胺溶液，置于高压反应釜中，80～120℃水热反应5～24h，原位生长制得金属LDHs纳米片包覆的复合膜；

e)上述所制得的相变复合膜和金属LDHs纳米片包覆的复合膜在3～10kPa压力下，压制成具有相变-红外散热性能的纤维素双层膜。

本发明较优公开例中，步骤a)中所述醇溶液为叔丁醇或叔丁醇与正丁醇质量比为5:1～2:1的混合液。

本发明较优公开例中，步骤a)中所述冻干的工艺条件为：-53℃、0.113mbar。

本发明较优公开例中，步骤b)中所述熔融相变材料为聚乙二醇、石蜡中的一种或以任意比例混合。