[发明专利]一种超疏水日间被动辐射制冷多孔膜及制备方法

说明书

本发明公开了一种超疏水日间被动辐射制冷多孔膜及制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)将无机纳米粒子分散于水中，配置成无机纳米粒子分散液；(2)向无机纳米粒子分散液中加入含氟基团改性剂，20～40℃下磁力搅拌15‑24h，对无机纳米粒子进行改性，获得改性无机纳米粒子分散液；改性无机纳米粒子的粒径分布为50～1000nm；(3)将有机聚合物溶解于有机溶剂中，形成有机聚合物溶液；(4)将改性无机纳米粒子分散液加入到有机聚合物溶液中，分散均匀，形成前驱液；(5)将所述的前驱液涂覆在基材上，干燥，即得超疏水日间被动辐射制冷多孔膜。本发明的制备方法简单、成本低廉，制得的日间被动辐射制冷多孔膜具有超疏水自清洁能力。

技术领域

本发明涉及涂层结构技术领域，具体是一种超疏水日间被动辐射制冷多孔膜及制备方法。

背景技术

在全球变暖的情况下，人类对于降温技术的需求越来越急剧，尤其是在炎热的夏天。为容纳更多人口而大力发展的城市基础设施，加剧了能源消耗。随着空调等制冷设备的增多，有害气体的排放和空气污染对人类的健康及环境热岛效应产生了重大影响。因此，辐射降温这种既能达到冷却效果又不消耗任何能源的冷却技术被迫切需要。

地球上的物体可以通过辐射冷却将热量以电磁波的形式散发到寒冷的外太空，被动辐射降温技术要求物体在可见光和近红外波段(0.3-3μm)具有高反射，而在大气窗口波段(8-13μm)具有高发射。此技术应用前景广阔，近几十年来对于辐射降温结构的设计层出不穷。

例如，公开号为CN111574878A的中国专利文献公开了一种多层辐射降温涂料，包括了通过添加了一种或多种金属氧化物、合成树脂乳液、填料、助剂和水制备的紫外反射顶层、可见光反射中层和近红外反射底层的三层结构，来实现太阳光谱区域的高反射及稳定的辐射降温功能。该方法制备的涂层虽效果良好，但其多粒子、多助剂及填料的添加，各种材料比例和用量的调控，无疑加大了操作难度、制作成本及制备周期。另外该发明的适用性只指出用于建筑设施，有一定的局限性。

又如，公开号为CN110305539A的中国专利文献公开了一种日夜双效能辐射降温器，由宽光谱强反射型金属质底材及其表面涂覆的8～14μm红外强选择性辐射涂层组成；其中8～14μm红外强选择性辐射涂层由可见-红外透明聚合物和在8～14μm红外强选择性辐射活性纳米功能组合物组成，可见-红外透明聚合物质量含量为10％～80％；8～14μm红外强选择性辐射活性纳米功能组合物由纳米二氧化硅、稀土硅酸盐化合物和钼酸盐化合物按照质量比为1∶(0.5～2)∶(0.5～2)组成。该辐射降温器依赖反射性金属质底材来达到高反射，成本较高。

现有技术中，多层结构的辐射制冷设计虽然降温效果明显，但这种多层设计无疑增加了制备难度，且有些涂层结构需依赖贵金属基底来达到高反射，这在实际应用中大大增加了成本和周期。

发明内容

本发明提供了一种超疏水日间被动辐射制冷多孔膜及制备方法，该制备方法简单、成本低廉，制得的日间被动辐射制冷多孔膜具有超疏水自清洁能力。

本发明的技术方案如下：

一种超疏水日间被动辐射制冷多孔膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将无机纳米粒子分散于水中，配置成无机纳米粒子分散液；

(2)向无机纳米粒子分散液中加入含氟基团改性剂，20～40℃下磁力搅拌15-24h，对无机纳米粒子进行改性，获得改性无机纳米粒子分散液；

改性无机纳米粒子的粒径分布为50～1000nm；

(3)将有机聚合物溶解于有机溶剂中，形成有机聚合物溶液；

(4)将改性无机纳米粒子分散液加入到有机聚合物溶液中，分散均匀，形成前驱液；

(5)将所述的前驱液涂覆在基材上，干燥，即得超疏水日间被动辐射制冷多孔膜。