[发明专利]一种自动调温的智能热控复合薄膜及制备方法

权利要求书

1.一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：为辐射冷却层(1)、温控形变层(2)和辐射加热层(3)复合而成；其中，辐射加热层(3)固定在温控形变层(2)表面形成一体化结构，而温控形变层(2)部分固定在辐射冷却层(1)表面，便于卷曲形变。

2.根据权利要求1所述的一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：通过聚合物粘结剂将温控形变层(2)边缘与辐射冷却层(1)粘结，固定的部分为10％-15％温控形变层(2)的面积。

3.根据权利要求1所述的一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：所述辐射冷却层(1)采用纳米粒子和红外高发射率聚合物材料；所述温控形变层(2)采用延展性优异的铝薄膜和定向聚乙烯膜；所述辐射加热层(3)采用多壁碳纳米管和红外透明聚合物材料。

4.根据权利要求3所述的一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：辐射加热层(3)为掺杂有纳米粒子的红外高发射率聚合物材料，辐射冷却层(1)为掺杂有多壁碳纳米管的红外透明聚合物材料。

5.根据权利要求1或3所述的一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：所述辐射冷却层(1)和辐射加热层(3)均为通过静电纺丝制备的纤维叠层结构；所述温控形变层(2)为铝薄膜和定向聚乙烯膜通过低表面能粘结剂制备的。

6.根据权利要求1或3所述的一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：所述辐射冷却层(1)中的纳米粒子包括硅氧化物、钛氧化物或铝氧化物、硼氮化物中的一种或多种组合，其等效粒径为0.2-2μm；所述辐射冷却层(1)的红外高发射率聚合物包括聚偏氟乙烯、聚乳酸和聚二甲基硅氧烷中的任意一种，其纤维直径为0.2-2μm。

7.根据权利要求1或3所述的一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：辐射加热层(3)中掺杂粒子为多壁碳纳米管，粒径分布为0.1-0.5μm，红外透明聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺-6或者聚乙烯，纤维直径分布为0.2-2μm。

8.根据权利要求1～7任一项所述自动调温的智能热控复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备温控形变层(2)：

将低表面能粘结剂涂覆到铝膜表面，然后选取尺寸相同的定向聚乙烯膜贴于表面，使用低温滚筒碾压平整，通风3h，等待粘结剂凝固，其中铝膜为上表面，聚乙烯为下表面；

S2、配置辐射加热层纺丝液：

将红外透明聚合物加入有机试剂中，搅拌至完全溶解，获得固含量为8％-20％固含量的静电纺丝液A；向静电纺丝液中加入多壁碳纳米管颗粒，继续搅拌1-2h，得到均匀分散的辐射加热层纺丝液；

S3、制备辐射加热层(3)纤维膜：

采用静电纺丝设备，在接收装置底部铺设温控形变层，使喷丝口正对铝膜一面，调节静电纺丝参数，得到辐射加热层(3)纤维膜；

S4、配置辐射冷却层纺丝液：

将红外高发射率聚合物加入有机试剂中，搅拌至完全溶解，获得固含量为8-15％的静电纺丝液B，向静电纺丝液B中加入纳米粒子，继续搅拌1-2h，得到均匀分散的辐射冷却层纺丝液；

S5、制备辐射冷却层(1)纤维膜：

采用静电纺丝设备，调节纺丝参数，制备得到辐射冷却层(1)纤维膜；

S6、多层膜结构结合：

利用聚合物粘结剂，将辐射冷却层(1)的一部分粘结于定向聚乙烯一侧。

9.根据权利要求8所述自动调温的智能热控复合薄膜的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括二甲基甲酰胺、二氯甲烷、丙酮、甲酸中的任意一种或者多种组合。

10.根据权利要求8所述自动调温的智能热控复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，铝膜的厚度为10-20μm，定向聚乙烯厚度为40-80μm；步骤S2中，所述碳纳米管和红外透明聚合物质量比为10％-35％；步骤S4中，纳米粒子与红外高发射率聚合物质量比为10-15％；步骤S3和S5中，静电纺丝具体参数为：温度20-30℃，湿度为50％-80％，纺丝正电压为15-25kV，负电压为-2-0kV，接收距离为10-15cm，推进速度为0.1-2mL/h。