[发明专利]一种具有白天被动制冷功能的结构色涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种用于制备具有白天被动制冷功能的结构色涂层的工艺方法，其特征在于，该涂层由以无机粉体为核、以高分子聚合物为壳而组成的大量复合微球周期性排列而组成，且用于建筑类对象的辐射制冷和外观美化，该方法由下列步骤组成：

(i)制备包含核壳结构复合微球的乳液

将太阳光谱波段反射率高于0.85的无机粉体、以及中红外波段发射率高于0.85的高分子聚合物单体一同加入溶剂中配制成乳液，并通过聚合反应引发吸附在无机粉体表面上的高分子聚合物单体完成包裹，形成大量各自以无机粉体为核心、高分子聚合物为外壳的核壳结构复合微球；其中对于各个核壳结构复合微球而言，所述无机粉体构成微球的核心且其粒径在0.05μm～1μm之间，所述高分子聚合物包裹在该无机粉体的外侧且构成厚度在1nm～100nm之间的外壳，由此共同构成一种核壳结构的复合微球；

此外，所述无机粉体选自以下物质中的一种或任意两种的组合：SiO₂、BaSO₄、TiO₂、Al₂O₃、CaSO₄、MgO、CaCO₃；所述高分子聚合物选自非芳香烃类聚醚、氟化物或聚酯中的一种或任意两种的组合；

(ii)制备呈周期性排列结构的结构色涂层

向步骤(i)所制得的乳液中加入分散剂，然后将其均匀承载于基底上；将该基底放置在20℃～50℃的温度条件下干燥固化1小时～10小时，在此过程中，溶剂挥发而核壳结构复合微球自然沉积，形成周期性排列且呈现光子带隙的特性，由此制得所需的结构色涂层；

上述核壳结构用于同时反射太阳光谱和发射中红外光谱，由此保证制冷效果；上述具备核壳结构的大量复合微球呈周期性排列并且呈现光子带隙的特性，使得涂层在不同方向上可反射不同波长范围内的可见光，从而显示出结构色。

2.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，在步骤(i)中，还添加表面活性剂，并通过加热、超声和/或加催化剂的方式引发吸附在无机粉体表面上的高分子聚合物单体完成包裹。

3.如权利要求2所述的工艺方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或硬脂酸钠或聚季铵盐或十二烷基磷酸酯。

4.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，在步骤(ii)中，所述分散剂为聚丙烯酸钠与丙酰胺的共聚物，或者丙烯酸钠与丙酰胺的共聚物，并且通过喷涂、刷涂、旋涂的方式承载于基底上。

5.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述涂层的整体厚度被设定为0.1mm～1mm。

6.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述高分子聚合物选自以下物质中的一种或任意两种的组合：聚氧化乙烯(PEO)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙基纤维素(EC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、全氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙基丙烯酸甲酯(PEMA)。

7.一种具有白天被动制冷功能的结构色涂层，其特征在于，其通过如权利要求1-6任意一项所述的工艺方法而制得。