[发明专利]一种双层有机无机复合建筑节能涂层材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种双层有机无机复合建筑节能涂层材料及其制备方法，包括界面结合诱导层和辐射冷却保护层，其中：所述的界面结合诱导层包括以下质量份的组分：70～115份有机粘结剂、40～90份纳米CaCO₃、10～70份水、60～100份磷酸镁水泥和5～10份硼酸；所述的辐射冷却保护层包括以下质量份的组分：60～120份γ‑C₂S、40～120份水、0.1～5份太阳辐射反射剂、5～30份保温填料以及3～20份聚四氟乙烯乳液。本发明涂层具有优异的太阳辐射反射效果和长波中红外透明窗口制冷效果，能实现4‑9℃的降温，制冷功率超过61W·m^‑2。

技术领域

本发明涉及建筑辐射冷却涂料领域，具体涉及一种双层有机无机复合建筑节能涂层材料及其制备方法。

背景技术

尽管气候科学界正在努力为全球变暖和温室气体排放的加速找到有效的解决方案，但解决措施所带来的效果十分有限。从概念上讲，最有效的策略之一是减少地球吸收的太阳辐照量。例如，通过太阳辐射管理，减缓或扭转全球变暖，太阳辐射管理背后的基本理念是将反射粒子播种到地球平流层中，以减少太阳吸收，这可能对地球的基本气候活动造成潜在危险的威胁。另一种可能的方法是被动辐射冷却，地球可以通过大气的长波红外透明度窗口(8-13μm)将热量辐射到超冷的外层空间，从而实现地球自发冷却。

然而，被动的日间辐射冷却(PDRC)在阳光直射下低于环境温度是一个特别的挑战，因为大多数天然的热辐射材料也吸收了太阳辐射，并暴露在太阳下迅速升温。因此，设计和制造高效的太阳反射率(0.3-2.5μm)，以尽量减少太阳热增益和同时增大的中红外透明窗口的热发射率；同时，减小辐射冷却装置与暴露大气的温差，避免由温差导致的热量的对流扩散。当来自太阳的辐射热被外向的辐射热达到辐射平衡时，地球的温度可以达到其稳定的状态。因此，PDRC技术非常有希望大幅减少基于压缩机的冷却系统的使用(例如空调)，并对全球能源消耗产生重大影响。

专利CN210390369U公开了一种抗氧化的辐射制冷薄膜，具有较好的反射能力和发射能力，但是薄膜的机械强度不高，复杂的建筑环境下寿命低。专利CN202110184247.3公开了一种具有长余辉发光性能的辐射制冷涂层及其制备方法，具有较好的制冷性能和装饰效果，但是该涂层的制备需要悬浮液的水分蒸发，无法直接涂在建筑外墙，并且施工环境严格。

另外，目前关于日间辐射冷却的研究多为有机材料，耐久性差。而且与建筑表面的相容性差，导致了界面热阻的增大，导致真实效率低下。如何将辐射冷却技术高效的应用到建筑领域成为一个难点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种双层有机无机复合建筑节能涂层材料及其制备方法，利用有机无机复合涂层的方式实现辐射冷却在建筑领域的高效利用，以达到低碳环保的目的。

为达到上述技术目的，本发明涂层材料的技术方案是：

包括界面结合诱导层和辐射冷却保护层，其中：

所述的界面结合诱导层包括以下质量份的组分：70～115份有机粘结剂、40～90份纳米CaCO₃、10～70份水、60～100份磷酸镁水泥和5～10份硼酸；

所述的辐射冷却保护层包括以下质量份的组分：60～120份γ-C₂S、40～120份水、0.1～5份太阳辐射反射剂、5～30份保温填料以及3～20份聚四氟乙烯乳液。

进一步地，所述的有机粘结剂为环氧树脂、丙烯酸乳液、丁苯乳液、可再分散性乳胶粉、纯丙乳液和硅丙乳液中的一种或多种，其中乳液的固含量均为48％。

进一步地，所述的磷酸镁水泥是由MgO和可溶性磷酸盐组成，可溶性磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵和磷酸二氢钾中的一种或多种，磷酸镁水泥中Mg/P摩尔比为0.65～1.25。