[发明专利]一种被动辐射冷却薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种被动辐射冷却薄膜及其制备方法，涉及冷却技术领域，首先将六方氮化硼微米颗粒与UV光固化胶均匀混合形成混合溶液；接着，将混合溶液均匀涂布在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上并通过紫外光照固化后形成复合薄膜；然后，将光引发剂184与DPHA均匀混合形成DPHA前聚体溶液；最后，将DPHA前聚体溶液均匀涂布在第一次成膜的复合薄膜表面，并通过紫外光照固化后形成被动辐射冷却薄膜。本发明制备的辐射冷却薄膜对太阳光的全反射率较高且具有良好的被动辐射制冷效果，还具备了低成本、批量化制备的技术优势，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及冷却技术领域，特别是涉及一种被动辐射冷却薄膜及其制备方法。

背景技术

建筑物夏季空调制冷能耗约占全球总能耗的15％。直到2014年，斯坦福大学的研究人员利用昂贵复杂的纳米光子镀银被动辐射制冷器，从实验层面成功实现了阳光直射下表面温度低于环境气温的零能耗被动辐射制冷，为人类科学史上首次。被动辐射冷却技术基本原理是：将大部分太阳光谱散射或反射(0.3μm～2.5μm)，同时利用地表大气层的特殊光谱特性，将自身热量通过波长为8μm～13μm的“大气窗口”散逸到寒冷的外太空，从而实现降温。可见，被动辐射冷却技术无需消耗电能就能实现物体表面的自发降温，也不会造成环境污染，是解决温室效应的有效途径之一。作为一种新兴的被动制冷方式，被动辐射冷却技术可广泛应用于光伏阵列、建筑物节能、空间探测器温度调控，在全球范围内具有较大的应用潜力。然而，现有的被动辐射冷却技术往往需要使用复杂昂贵的加工设备，制备工艺复杂，难以大规模推广。而且，现有的被动辐射冷却薄膜往往通过在冷却薄膜背面加入较薄的铝膜或银膜来实现高效的太阳光谱反射，这对辐射冷却薄膜的实际应用也造成了巨大障碍，不仅增加了制造成本，而且不可避免造成光污染。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对上述现有技术不足，提出一种制作简单、成本低廉的被动辐射冷却薄膜及其制备方法。通过该方法制备的被动辐射冷却薄膜具备较高的太阳光谱反射率和较高的“大气窗口”发射率，在炎热夏季，实现了比环境温度低约3.2℃的降温效果。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种被动辐射冷却薄膜，包括由下至上依次设置的柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底、紫外(UV)光固化胶层和双季戊四醇五丙烯酸酯(DPHA)薄膜层，所述紫外光固化胶层中填充有六方氮化硼微米颗粒。

进一步地，所述柔性PET衬底的厚度为0.05mm～0.15mm，所述紫外光固化胶层的厚度为300μm～800μm，所述双季戊四醇五丙烯酸酯薄膜层的厚度为100μm～500μm。

进一步地，所述六方氮化硼微米颗粒直径为1μm～8μm。

一种所述被动辐射冷却薄膜的制备方法，包括如下步骤：

S1.混合溶液制备：将六方氮化硼微米颗粒与光固化胶均匀混合，形成混合溶液；

S2.第一次成膜：将所述混合溶液均匀涂布在柔性PET衬底上，并通过光照固化后形成复合薄膜；

S3.前聚体溶液制备：将光引发剂与双季戊四醇五丙烯酸酯混合均匀，形成双季戊四醇五丙烯酸酯前聚体溶液；

S4.第二次成膜：将所述双季戊四醇五丙烯酸酯前聚体溶液均匀涂布在第一次成膜的复合薄膜表面，紫外光照固化。

进一步地，步骤S1中六方氮化硼微米颗粒与光固化胶的体积比为5％～10％。

进一步地，所述光固化胶为紫外光固化胶。

进一步地，步骤S3中光引发剂与双季戊四醇五丙烯酸酯的体积比为0.09～0.11，所述光引发剂优选1-羟基环已基苯基酮(光引发剂184)。

本发明公开了以下技术效果：