[发明专利]一种辐射制冷涂料及其制备方法和辐射制冷涂层

说明书

本发明属于涂层材料领域，尤其涉及一种辐射制冷涂料及其制备方法和辐射制冷涂层。本发明提供的辐射制冷涂料的成分包括：笼型聚倍半硅氧烷、硅烷偶联剂、pH调节剂和有机溶剂。实验结果表明：本发明提供辐射制冷涂料所形成的涂层在400～2500nm波段具有高效的反射率，并在红外大气窗口区(波长8～13μm)具有高效的发射率，同时具备超疏水能力，与水的接触角为140°左右。可见，该涂料在热带地区以及潮湿地区具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于涂层材料领域，尤其涉及一种辐射制冷涂料及其制备方法和辐射制冷涂层。

背景技术

全球气候变化问题日益突出所导致的能源消耗和热量管理问题日益严峻。诸如电子元器件的散热问题、居民建筑降温问题、工业废热管理问题等均是新时期需要解决的棘手问题。因此发展新型的冷却技术替代传统的风机散热、空调制冷等势在必行。

近年来，一种不需要能源输入便可以实现降温的被动冷却技术得到了广泛关注。属于被动冷却技术之一的辐射冷却通过反射可见光和近红外光波段(波长400～2500nm)，并向宇宙发射不被大气所吸收的光波(波长8～13μm)实现了环境的有效冷却。因此要求辐射制冷涂层在400～2500nm波段具有高效的反射率，并在红外大气窗口区(波长8～13μm)具有高效的发射率，对材料的制备提出了更高的要求。

公开号为CN115403887A的中国专利文献公开了一种彩色的辐射制冷涂料，该涂料将无机纳米粒子和无机颜料粒子分散于有机溶剂中配置成分散液，并向分散液中加入有机聚合物和聚乙烯吡咯烷酮，搅拌溶解均匀后将其通过相转化的方法在基材上进行涂覆，随后在水中进行凝固浴，脱落成膜并干燥即可得到彩色日间被动辐射冷却多孔膜。该涂料的制备方法操作简单、灵活，且制备的多孔膜具有良好的降温效果，但其仅适用于白天降温，且由于聚合物的加入使得在400～2500nm波段的吸收较强，反射较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种辐射制冷涂料及其制备方法和辐射制冷涂层，本发明提供的辐射制冷涂料所形成的涂层在400～2500nm波段具有高效的反射率，并在红外大气窗口区(波长8～13μm)具有高效的发射率，且其被赋予有超疏水功能，可以适用于各种潮湿环境。

本发明提供了一种辐射制冷涂料，所述辐射制冷涂料的成分包括：笼型聚倍半硅氧烷、硅烷偶联剂、pH调节剂和有机溶剂。

优选的，所述笼型聚倍半硅氧烷的化学结构如式(I)所示：

式(I)中，R为乙烯基、烯丙基、环氧基、异丁基、苯基、环己基、联苯乙烯基、环己烯基、丙烯酰基和氨基中的一种或多种。

优选的，所述硅烷偶联剂为烷基甲氧基硅烷、烷基乙氧基硅烷、乙烯基甲氧基硅烷、乙烯基乙氧基硅烷、γ-巯丙基甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲氧基硅烷和含氟甲氧基硅烷中的一种或多种。

优选的，所述笼型聚倍半硅氧烷和硅烷偶联剂的质量比为1：(0.01～1)。

优选的，所述辐射制冷涂料的pH值为3～4。

优选的，所述辐射制冷涂料的成分中还包括催化剂和/或水。

优选的，所述催化剂为安息香二甲醚和/或二月桂酸二丁基锡。

优选的，所述催化剂和笼型聚倍半硅氧烷的质量比为(0～0.05)：1。

本发明提供了一种上述技术方案所述辐射制冷涂料的制备方法，包括以下步骤：

将组成所述辐射制冷涂料的各成分混合均匀，得到辐射制冷涂料。

本发明提供了一种辐射制冷涂层，由上述技术方案所述的辐射制冷涂料涂布后固化形成。