[發(fā)明專利]一種具有白天被動(dòng)制冷功能的結(jié)構(gòu)色涂層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110184256.2
• 申請(qǐng)日: 2021-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112961533B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉沛;段將將;周軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09D5/33
• 分類(lèi)號(hào): C09D5/33;C09D151/10
• 代理公司: 武漢華之喻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42267
• 代理人: 梁鵬;張彩錦

1.一種用于制備具有白天被動(dòng)制冷功能的結(jié)構(gòu)色涂層的工藝方法，其特征在于，該涂層由以無(wú)機(jī)粉體為核、以高分子聚合物為殼而組成的大量復(fù)合微球周期性排列而組成，且用于建筑類(lèi)對(duì)象的輻射制冷和外觀美化，該方法由下列步驟組成：

(i)制備包含核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合微球的乳液

將太陽(yáng)光譜波段反射率高于0.85的無(wú)機(jī)粉體、以及中紅外波段發(fā)射率高于0.85的高分子聚合物單體一同加入溶劑中配制成乳液，并通過(guò)聚合反應(yīng)引發(fā)吸附在無(wú)機(jī)粉體表面上的高分子聚合物單體完成包裹，形成大量各自以無(wú)機(jī)粉體為核心、高分子聚合物為外殼的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合微球；其中對(duì)于各個(gè)核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合微球而言，所述無(wú)機(jī)粉體構(gòu)成微球的核心且其粒徑在0.05μm～1μm之間，所述高分子聚合物包裹在該無(wú)機(jī)粉體的外側(cè)且構(gòu)成厚度在1nm～100nm之間的外殼，由此共同構(gòu)成一種核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合微球；

此外，所述無(wú)機(jī)粉體選自以下物質(zhì)中的一種或任意兩種的組合：SiO₂、BaSO₄、TiO₂、Al₂O₃、CaSO₄、MgO、CaCO₃；所述高分子聚合物選自非芳香烴類(lèi)聚醚、氟化物或聚酯中的一種或任意兩種的組合；

(ii)制備呈周期性排列結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)色涂層

向步驟(i)所制得的乳液中加入分散劑，然后將其均勻承載于基底上；將該基底放置在20℃～50℃的溫度條件下干燥固化1小時(shí)～10小時(shí)，在此過(guò)程中，溶劑揮發(fā)而核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合微球自然沉積，形成周期性排列且呈現(xiàn)光子帶隙的特性，由此制得所需的結(jié)構(gòu)色涂層；

上述核殼結(jié)構(gòu)用于同時(shí)反射太陽(yáng)光譜和發(fā)射中紅外光譜，由此保證制冷效果；上述具備核殼結(jié)構(gòu)的大量復(fù)合微球呈周期性排列并且呈現(xiàn)光子帶隙的特性，使得涂層在不同方向上可反射不同波長(zhǎng)范圍內(nèi)的可見(jiàn)光，從而顯示出結(jié)構(gòu)色。

2.如權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于，在步驟(i)中，還添加表面活性劑，并通過(guò)加熱、超聲和/或加催化劑的方式引發(fā)吸附在無(wú)機(jī)粉體表面上的高分子聚合物單體完成包裹。

3.如權(quán)利要求2所述的工藝方法，其特征在于，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉或硬脂酸鈉或聚季銨鹽或十二烷基磷酸酯。

4.如權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于，在步驟(ii)中，所述分散劑為聚丙烯酸鈉與丙酰胺的共聚物，或者丙烯酸鈉與丙酰胺的共聚物，并且通過(guò)噴涂、刷涂、旋涂的方式承載于基底上。

5.如權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于，所述涂層的整體厚度被設(shè)定為0.1mm～1mm。

6.如權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于，所述高分子聚合物選自以下物質(zhì)中的一種或任意兩種的組合：聚氧化乙烯(PEO)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、乙基纖維素(EC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、全氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙基丙烯酸甲酯(PEMA)。

7.一種具有白天被動(dòng)制冷功能的結(jié)構(gòu)色涂層，其特征在于，其通過(guò)如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的工藝方法而制得。