[發明專利]一種用于日間被動輻射制冷的有機硅微球材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110168586.2
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112851945B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 易玲敏;左甜;張佳文;鐘申潔;蔡英
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C08G77/04
• 分類號: C08G77/04;C08G77/06;D06M15/643;C09D183/04
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 高燕

本發明公開了一種用于日間被動輻射制冷的有機硅微球材料及其制備方法和應用，所述的有機硅微球材料由一種或多種有機硅單體水解縮聚或共縮聚制得；所述的有機硅單體為三烷氧基硅烷，包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、氨基三甲氧基硅烷、氨基三乙氧基硅烷、環氧基三甲氧基硅烷和環氧基三乙氧基硅烷中的至少一種。經過本發明的有機硅微球材料整理的織物具有較明顯的日間被動輻射制冷效果。

技術領域

本發明涉及日間被動輻射制冷技術領域，尤其涉及一種用于日間被動輻射制冷的有機硅微球材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著人類活動的增加和全球變暖導致的城市環境溫度升高，對城市供電量有顯著影響。為了降低能源消耗，減緩全球變暖，日間被動輻射制冷材料受到了廣泛的關注。

有研究表明，外太空的溫度接近絕對零度，比地球的溫度低得多。大多數輻射制冷材料或裝置只在夜間工作，在沒有太陽輻射的情況下，空氣溫度可以顯著低于環境溫度，有時低于20℃。地球表面的物體分別通過紅外輻射和大氣透明窗口向空氣和寒冷的外層空間卸熱。然而，在白天，由于物體對太陽輻射的熱吸收增加，導致物體表面溫度上升，制冷效果會減弱(甚至消失)。從實際意義上出發，白天反而更需要輻射制冷。

由于白天太陽輻射的存在，對于日間被動輻射制冷材料來說，其在太陽光譜區(0.3～2.5μm)應具有高反射率，而在大氣窗口區(8～13μm)應具有高發射率。因此日間被動輻射制冷材料可以反射來自太陽的能量，并通過大氣窗口將能量發射到外太空。

目前日間被動輻射降溫的研究大多集中在器件的設計上，如光子結構材料、多層結構體系、金屬介質體系以及超材料等，它們的共同特點是將反射層和發射層結合起來，而且大多結構復雜，所需成本較高。

另外也有一些結構簡單的材料可以達到制冷的目的。例如，公開號為CN111607983A的中國專利文獻公開了一種超疏水日間被動輻射制冷織物，包括纖維織物以及依次涂布在所述纖維織物表面的日間被動輻射涂層和超疏水涂層；日間被動輻射涂層為磷酸鋁輻射粒子涂層；磷酸鋁輻射粒子涂層對可見光-近紅外太陽光具有高反射率且在8～13μm大氣窗口具有高輻射率。公開號為CN110274326A的中國專利文獻公開了一種日間輻射制冷器及其制備方法，日間輻射制冷器包括基板，所述基板的底面上設有反射層，所述基板的頂面上依次設有中間層和頂層；所述中間層包括交替設置的低折射率層和高折射率層；所述低折射率層的材料為二氧化鈦或氧化鋁；所述高折射率層的材料為二氧化硅、氮化硅或碳化硅；所述頂層的材料為氟化鎂或硫化鋅。該發明的日間輻射制冷器通過薄膜輻射特定波段電磁波能量的方式實現日間輻射制冷。

但是，有必要探索其他新材料來達到日間被動輻射制冷這一目的。

發明內容

本發明提供了一種用于日間被動輻射制冷的有機硅微球材料，經過其整理的織物具有較明顯的日間被動輻射制冷效果。

本發明的技術方案如下：

一種用于日間被動輻射制冷的有機硅微球材料，由一種或多種有機硅單體水解縮聚或共縮聚制得；

所述的有機硅單體為三烷氧基硅烷，包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、氨基三甲氧基硅烷、氨基三乙氧基硅烷、環氧基三甲氧基硅烷和環氧基三乙氧基硅烷中的至少一種。

優選的，所述的有機硅微球材料的粒徑為0.5～10μm。

本發明的有機硅微球材料為微米級大小，且表面有納米級乳突，該有機硅微球材料的涂層表面具有高反射率以及發射率，具有良好的日間被動輻射制冷效果。

本發明還公開了所述的有機硅微球材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將有機硅單體與水混合，加入助劑A形成反應液，在15～50℃下反應2～10h；