[發(fā)明專(zhuān)利]一種三維多孔納米復(fù)合降溫薄膜的規(guī)模化制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110150147.9
• 申請(qǐng)日: 2021-02-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112679223A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐少春;張榮;相波;申煜椿
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京大學(xué);海安南京大學(xué)高新技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C04B38/00
• 分類(lèi)號(hào): C04B38/00;C04B26/24;B29D7/01
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種三維多孔納米復(fù)合降溫薄膜的規(guī)模化制備方法。CA基降溫薄膜材料由0.1?0.5份醋酸纖維素、1?5份丙酮、20?100份水、其他助劑以及10?20份納米微球制備得到。本發(fā)明三維多孔納米復(fù)合降溫薄膜，是通過(guò)醋酸纖維素、納米微球粒子和其他助劑三者協(xié)同配制備得到，其中采用醋酸纖維素與納米微球自沉積方式獲得復(fù)合薄膜，成膜過(guò)程中液體揮發(fā)導(dǎo)致三維多孔生成；該薄膜具有增強(qiáng)向太空輻射紅外熱量的效果，可顯著降低基體表面溫度，實(shí)現(xiàn)快速?gòu)?qiáng)降溫，該薄膜在無(wú)需外部電力等主動(dòng)降溫設(shè)備、有/無(wú)太陽(yáng)光照射的情況下，都能達(dá)到有效降溫的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子與無(wú)機(jī)復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種三維多孔納米復(fù)合降溫薄膜的制備方法。

背景技術(shù)

目前，全球變暖的趨勢(shì)不斷加劇，尤其在赤道附近低緯度地區(qū)，建筑物和汽車(chē)等在戶(hù)外直接暴露于太陽(yáng)照射下的物體，內(nèi)部溫度很高，需要消耗大量的能源來(lái)降溫。輻射降溫是一種有效的降溫方法，輻射降溫利用了所有大于絕對(duì)零度的物體表面都在以電磁波的形式向外輻射能量的基本物理學(xué)原理。大氣層外的外太空溫度接近于絕對(duì)零度，因此外太空的溫度接近絕對(duì)零度是一種“冷源”，紅外輻射可將地球表面的熱量傳輸?shù)酵馓铡５厍虻拇髿獯翱谠?7-14μm波段范圍對(duì)紅外輻射(熱輻射)是透明的。

被動(dòng)輻射冷卻(PRC)引起了人們的高度關(guān)注，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)將熱量以紅外輻射(8-13μm的形式輻射到冷外層空間，從而自發(fā)地冷卻表面，而對(duì)其大氣是高度透明的。 這種輻射冷卻機(jī)制導(dǎo)致了基于純被動(dòng)冷卻的最有前途的冷卻策略，而不需要任何額外的能量輸入，如電力、制冷劑或機(jī)械泵。只有通過(guò)依靠?jī)?yōu)良的紅外輻射性能，可以實(shí)現(xiàn)夜間PRC。 然而，高效率的白天PRC仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，因?yàn)殛?yáng)光在表面產(chǎn)生的熱量的影響，只有百分之幾的太陽(yáng)吸收率可以抵消甚至超過(guò)來(lái)自紅外輻射的冷卻效果。對(duì)比發(fā)明專(zhuān)利名稱(chēng)“高耐候性環(huán)境友好型散熱降溫涂料及其制備方法 CN102558988 A”，對(duì)比發(fā)明采用了二氧化硅、空心玻璃微球、空心陶瓷微球等微米材料助劑，具有散熱降溫等功能，但其達(dá)不到真正被動(dòng)式降溫效果（即涂料本體溫度低于環(huán)境溫度的現(xiàn)象，所述涂料無(wú)法實(shí)現(xiàn)白天在太陽(yáng)光照下的降溫作用；對(duì)比發(fā)明專(zhuān)利名稱(chēng)“室外用全天候太陽(yáng)光反射與紅外輻射制冷涂料CN108250873A”對(duì)比發(fā)明專(zhuān)利采用了二氧化硅、空心玻璃微球、納米紅外陶瓷粉等材料助劑，具有太陽(yáng)光反射能力、較強(qiáng)的紅外輻射能力，但其制備方法成本高，且性能重復(fù)性較差。

因此，不難看出，現(xiàn)有技術(shù)仍存在著一些缺陷，特別是現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)零能耗降溫薄膜的規(guī)模化制備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種三維多孔納米復(fù)合降溫薄膜的規(guī)模化制備方法，利用薄膜自身高反射率從而減少對(duì)于太陽(yáng)光的吸收，同時(shí)通過(guò)向外界進(jìn)行熱輻射的形式，去除主體多余的熱量，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)降溫的效果；

本發(fā)明還提供一種三維多孔納米復(fù)合降溫薄膜的規(guī)模化制備方法，利用CA的三維結(jié)構(gòu)和倒相法自沉積技術(shù)，制備具有3D CA/納米微球復(fù)合降溫薄膜，構(gòu)筑3D CA/納米微球雜化結(jié)構(gòu)，并且可以制備出低成本大面積的復(fù)合降溫薄膜，有較強(qiáng)的普適性。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種三維多孔納米復(fù)合降溫薄膜的規(guī)模化制備方法，復(fù)合降溫薄膜的原料：0.1-0.5份醋酸纖維素、1-5份水、20-100份丙酮、其他助劑以及10-20份納米微球。

優(yōu)選的，所述水和丙酮的體積比為1:20。

優(yōu)選的，所述納米微球?yàn)镾iO₂、SiC、TiO₂中一種或任意幾種，其中納米微球球形體的直徑尺寸為1μm-800μm。

本發(fā)明還提供一種三維多孔納米復(fù)合降溫薄膜的規(guī)模化制備方法，制備上述復(fù)合降溫薄膜，包括以下步驟：

S1 稱(chēng)取一定量的水和丙酮進(jìn)行混合，水：丙酮的體積比為= 1:20，形成混合溶劑；

S2 將一定量的CA溶解在水和丙酮的混合溶劑中，從而形成透明的前體溶液；