[发明专利]一种具有长余辉发光性能的辐射制冷涂层及其制备方法

说明书

本发明属于新材料领域，更具体地，涉及一种具有长余辉发光性能的辐射制冷涂层及其制备方法。该涂层包括辐射制冷层，还包括设置于该辐射制冷层表面的长余辉发光层；辐射制冷层通过在中红外波段范围内的热辐射，以及同时在可见光波段范围内的光反射而实现制冷；长余辉发光层中含有长余辉发光材料，长余辉发光材料的吸收峰位于太阳光波段之间，发射峰位于可见光波段之间；使用时，长余辉发光层吸收太阳光能量，并将其转换为容易被所述辐射制冷层反射的可见光，从而减少了辐射制冷层吸收的能量，提高了辐射制冷层的辐射制冷功率；另一方面，经辐射制冷层反射的能量进一步被所述长余辉发光层吸收并发光，从而提高了所述长余辉发光层的发光效率。

技术领域

本发明属于新材料领域，更具体地，涉及一种具有长余辉发光性能的辐射制冷涂层及其制备方法。

背景技术

全球变暖、能源危机两大问题日益严重并影响着人们的生活。近年来，能够同时缓解上述两大问题的辐射制冷技术逐渐兴起。

辐射制冷技术是一种零能耗的制冷技术，是指热源以热辐射的形式，通过大气红外窗口与外太空冷源(～3K)实现换热。辐射制冷技术对于环境保护和降温节能具有重大意义。辐射制冷的具体原理是：一方面，材料表面在8-13μm波长范围内的进行热辐射；另一方面，材料对于太阳光波段的热辐射具有高反射率而不吸收其能量，二者综合下材料就有可能在白天具有正的制冷功率并实现降温。

虽然已有较多辐射制冷技术的公开发表，但它们多存在如下两方面的问题：第一，现有辐射制冷材料多在紫外和近红外波段仍有部分吸收，这是由材料本征决定的，如TiO₂在紫外波段几乎全部吸收，绝大多数聚合物黏合剂在近红外波段也有一定吸收，导致其辐射制冷功率降低；第二，现有的辐射制冷涂层或薄膜多为白色或金属银色，这种单调的颜色无法满足人们对于色彩的多样化需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有长余辉发光性能的辐射制冷涂层及其制备方法，其通过结合现有辐射制冷涂层的制冷原理和特点，以及长余辉发光材料的原理和特性，创造性地在传统辐射制冷涂层表面引入长余辉发光层，利用长余辉发光层能够将太阳光转化为极容易被辐射制冷层反射的可见光，相应减少辐射制冷层吸收的能量，从而提高其制冷效率；而且还利用长余辉发光材料发光颜色多变，巧妙解决了现有辐射制冷涂层颜色单一的技术缺陷，尤其适用于建筑、汽车等外表面的降温节能。

为实现上述目的，本发明提供了一种具有长余辉发光性能的辐射制冷涂层，所述涂层包括辐射制冷层，还包括设置于该辐射制冷层表面的长余辉发光层；

所述辐射制冷层通过在中红外波段范围内的热辐射，以及同时在可见光波段范围内的光反射而实现制冷，所述长余辉发光层中含有长余辉发光材料，所述长余辉发光材料的吸收峰位于太阳光波段之间，发射峰位于可见光波段之间；

使用时，所述长余辉发光层吸收太阳光能量，并将其转换为容易被所述辐射制冷层反射的可见光，从而减少了辐射制冷层吸收的能量，提高了辐射制冷层的辐射制冷功率；另一方面，经所述辐射制冷层反射的能量进一步被所述长余辉发光层吸收并发光，从而提高了所述长余辉发光层的发光效率。

优选地，所述涂层总厚度为0.1-1mm，其中所述长余辉发光层厚度为0.2-10μm。

优选地，所述长余辉发光层中包括聚合物黏合剂和长余辉发光材料；所述长余辉发光层中聚合物黏合剂与长余辉发光材料的质量比为1-20:1；

所述辐射制冷层包括聚合物黏合剂和白色无机粉体；所述辐射制冷层中聚合物黏合剂与白色无机粉体的质量比为1:1-50。