[發明專利]一種耐熱、可降解的輻射制冷薄膜及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 202010172445.3
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111334012B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 陳劍洪;唐仕成;莊子哲;劉躍軍;鐘海長;鄭偉;陳曦
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08K13/02;C08K3/36;C08K5/544;C08K5/3475;C08K5/20;C08K5/52;C08J5/18;C08J7/06;C23C14/10;C23C14/20;C23C14/35
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 陳槐萱

本發明提供了一種耐熱、可降解的輻射制冷薄膜及其制備方法和用途，涉及輻射制冷技術領域，該薄膜包括依次設置的輻射制冷層、反射層和保護層，其中，所述輻射制冷層包括聚乳酸基體以及分散于所述聚乳酸基體中的制冷微粒和選擇性成核劑，所述聚乳酸基體包括聚L?乳酸與聚D?乳酸的熔融混合物、光穩定劑和偶聯劑，所述反射層為金屬層。本發明利用聚乳酸中兩種最為常見的對映立構體聚L?乳酸與聚D?乳酸的熔融共混得到立構復合晶體對聚乳酸輻射制冷薄膜進行改性，提高了其耐熱性能，拓寬了應用范圍。

技術領域

本發明涉及輻射制冷技術領域，且特別涉及一種耐熱、可降解的輻射制冷薄膜及其制備方法和用途。

背景技術

進入21世紀，人類面臨著越來越嚴峻的石化能源枯竭問題，過度的能源消耗也導致溫室氣體過量排放，從而引起全球變暖和各種極端氣候變化。因此，人們一方面在努力開發新的綠色可再生能源如氫能、太陽能、風能、水伏能等，另一方面，也在積極尋找降低能源消耗的新路徑。此時，輻射制冷，作為一種零能耗、安全高效清潔的被動冷卻方式，在過去幾年內受到了越來越多的關注，在節約能源方面極具應用前景。

在眾多的輻射制冷新材料中，我們特別關注一種具有日間輻射制冷功能的高分子復合薄膜，它是由美國科羅拉多大學的科研團隊在2017年首次研制成功的，通過在高分子-制冷微球復合薄膜表面鍍銀或鍍鋁，實現全天候的輻射制冷。這種高分子薄膜材料具有較好的柔性，可適應不同曲率的表面，有廣泛的應用場景，此外，它還具有成本低廉，工藝簡單等優點。然而在現有的公開資料中，所涉及的高分子薄膜基材主要包括TPX、PET、PE、PMMA、PS等具有高透明度的通用樹脂材料，但這些材料一般不可降解，廢棄之后容易對自然環境造成比較大的污染。在“限塑令”越來越嚴格的今天，這種材料的使用將越來越受到限制。

聚乳酸(PLA)，作為一種高度透明的易加工可降解樹脂材料，可成為上述不可降解樹脂材料的良好替代者。除了上述性能，聚乳酸還具有無毒、高強度、可生物相容、可再生等優良性能以及在綠色塑料中相對較低的生產成本，現已在生物醫藥、包裝工業、農業、化妝品、汽車、電子等領域獲得廣泛應用。聚乳酸存在三種立體異構體，即聚L-乳酸(PLLA)，聚D-乳酸(PDLA)和消旋聚乳酸(PDLLA)，其中最為常見的為對映立構體PLLA和PDLA。盡管聚乳酸(以市場上最為常見的PLLA為例)是熔點約為170℃的半結晶聚合物，可是它的結晶速率非常低，在通常的加工條件下一般只能得到耐熱性能非常差的無定形產品，其熱變形溫度不到60℃，這大大限制了它的應用范圍，比如在車用領域，夏日陽光直射下外層車身溫度可達70度以上，此時聚乳酸輻射制冷車衣并不適用。因此，有必要對聚乳酸輻射制冷薄膜進行改性，以拓展其應用范圍。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐熱、可降解的輻射制冷薄膜，此薄膜具有耐熱、可降解性能。

本發明的另一目的在于提供一種耐熱、可降解的輻射制冷薄膜的制備方法，工藝簡單、利于推廣。

本發明的又一目的在于提供一種耐熱、可降解的輻射制冷薄膜在輻射制冷領域中的應用。

本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。

本發明提供了一種耐熱、可降解的輻射制冷薄膜，包括依次設置的輻射制冷層、反射層和保護層，其中，所述輻射制冷層包括聚乳酸基體以及分散于所述聚乳酸基體中的制冷微粒和選擇性成核劑，所述聚乳酸基體包括聚L-乳酸與聚D-乳酸的熔融混合物、光穩定劑和偶聯劑，所述反射層為金屬層。

進一步地，所述輻射制冷層厚度為35-80μm，按照重量份數計，所述輻射制冷層包括聚L-乳酸50-85份、聚D-乳酸15-50份、選擇性成核劑0.1-1份、制冷微粒2-19份、光穩定劑0.1-1份和偶聯劑0.02-0.19份。

進一步地，所述聚L-乳酸和聚D-乳酸的質量比為1-5.67:1。