[發明專利]具有各向異性結構的日間被動輻射制冷疏水纖維素材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110295842.4
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113024866B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 易玲敏;鐘申潔;張佳文;蔡英
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C08L1/02;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

本發明公開了一種具有各向異性結構的日間被動輻射制冷疏水纖維素材料及其制備方法，制備方法包括以下步驟：(1)將纖維素原料溶解于溶解液中，得到纖維素溶液；(2)將纖維素溶液進行自組裝，使纖維素分子鏈能夠沿電場方向有序排列，從而獲得各向異性結構。然后清洗并干燥；(3)將疏水整理劑涂覆在具有各向異性結構的纖維素材料的表面，干燥后即得所述的具有各向異性結構的日間被動輻射制冷疏水纖維素材料。本發明的日間被動輻射制冷疏水纖維素材料具備優異的可見?近紅外高反射率、以及大氣窗口(8～13μm)中紅外強輻射的光譜選擇特性，進而可以實現在太陽光照下高效的輻射制冷。

技術領域

本發明涉及天然高分子材料的輻射制冷功能技術領域，尤其涉及一種具有各向異性結構的日間被動輻射制冷疏水纖維素材料及其制備方法。

背景技術

很多領域在夏日里都面臨著嚴峻的高溫考驗，包括建筑、工業、光伏組件及系統、戶外用品、機械設備等。然而大部分降溫技術都需要消耗一定的電能，且有大量氣體排放，造成溫室效應。

日間被動輻射制冷材料利用其對太陽光的高反射率和在大氣窗口(8～13μm)的中紅外高發射率，能將熱量以輻射的方式從大氣窗口傳遞至外太空，進而達到降溫的效果且不需要任何能量輸入。這種材料的普及能夠有效減少目前空調等制冷設備的使用以及電能的消耗，有助于節能環保。因此日間被動輻射制冷材料已經成為熱門的研究方向。

申請號為202010384286.3的中國發明專利文獻公開了一種低成本可大面積應用的輻射制冷薄膜，其可以實現低于室外8℃左右的降溫效果，其主要利用金屬銀層來作為反射層，同時引入無機粒子與有機物的混合，最終實現日間輻射制冷的目的。

而申請號為202010559925.5的中國發明專利文獻公開了一種采用多刻蝕雙旋涂真空熱固化工藝，制備得到具有微納米光子結構的輻射冷卻薄膜。該薄膜具有太陽光高反射率，且在大氣窗口波段具有較高的輻射率，光照條件下最多可比周圍環境低10℃。

但是，普通的日間被動輻射降溫材料大多數是高分子聚合物，不可再生，且需要使用有機溶劑，或設計結構復雜，大多需要金屬層作為反射層，成本高。

纖維素，是人類最寶貴的天然可再生資源，纖維素的應用可有效解決石油資源短缺、環境污染等問題。

因此基于纖維素構筑一種具有高度光譜選擇性的日間輻射制冷材料很有必要。

發明內容

本發明提供了一種具有各向異性結構的日間被動輻射制冷疏水纖維素材料的制備方法，制備的日間被動輻射制冷疏水纖維素材料微結構長程有序，使用性能穩定，壽命長，制冷效果好。

本發明的技術方案如下：

一種具有各向異性結構的日間被動輻射制冷疏水纖維素材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將纖維素原料溶解于溶解液中，得到纖維素溶液；

(2)將纖維素溶液進行自組裝，使纖維素分子鏈能夠沿某一方向有序排列，從而得到具有各向異性結構的纖維素材料，然后清洗并干燥；

(3)將疏水整理劑涂覆在具有各向異性結構的纖維素材料的表面，干燥后即得所述的具有各向異性結構的日間被動輻射制冷疏水纖維素材料。

所述的溶解液為NMMO水溶液、氯化鋰(LiCl)/N,N-二甲基甲酰胺(DMAC)體系、堿/尿素體系和堿/硫脲體系中的至少一種。

優選的，所述的溶解液為堿/尿素體系；所述的堿/尿素體系的溶液中，堿的濃度為4-12wt％，尿素的濃度為4-16wt％。

進一步優選的，所述的堿為氫氧化鈉。

優選的，所述的纖維素溶液中，纖維素的濃度為2-8wt％；進一步優選為2-6wt％。