CN114716860A - 一种建筑物辐射降温涂层结构及其制造方法 - Google Patents

一种建筑物辐射降温涂层结构及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114716860A
CN114716860A CN202210232150.XA CN202210232150A CN114716860A CN 114716860 A CN114716860 A CN 114716860A CN 202210232150 A CN202210232150 A CN 202210232150A CN 114716860 A CN114716860 A CN 114716860A
Authority
CN
China
Prior art keywords
total reflection
building
layer
powder
solar spectrum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210232150.XA
Other languages
English (en)
Inventor
廖棱
刘水康
周建庭
曹志祥
张洪
刘福茂
陈荣建
王红强
周凯强
武立超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Jiaotong University
China Gezhouba Group No 2 Engineering Co Ltd
Original Assignee
Chongqing Jiaotong University
China Gezhouba Group No 2 Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Jiaotong University, China Gezhouba Group No 2 Engineering Co Ltd filed Critical Chongqing Jiaotong University
Priority to CN202210232150.XA priority Critical patent/CN114716860A/zh
Publication of CN114716860A publication Critical patent/CN114716860A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/004Reflecting paints; Signal paints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/10Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C09D133/12Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/762Exterior insulation of exterior walls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • C08K2003/0806Silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • C08K2003/0812Aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241Titanium dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265Calcium, strontium or barium carbonate
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B2001/7691Heat reflecting layers or coatings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/60Planning or developing urban green infrastructure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种建筑物辐射降温涂层结构,所述辐射降温涂层结构覆盖在建筑物外表面,包括由内至外的偶联剂层、太阳光谱辐射全反射层及红外发射层,尤其涉及一种含有聚二甲基硅烷与聚甲基丙烯酸甲酯复合降温材料的红外发射层,既保证了辐射降温功能也保证了成膜的力学稳定性。本发明通过太阳光谱辐射全反射层将太阳光进行反射,减少对阳光中能量的吸收,通过红外发射层将建筑物本身的热量向外辐射,通过减少白天太阳光的辐射吸收,同时增强夜间的8~13微米波长的红外辐射释放,从而降低建筑物整体的温度。

Description

一种建筑物辐射降温涂层结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及化学材料领域,具体为一种建筑物辐射降温涂层结构及其制造方法。
背景技术
随着城市建设的高速发展,城市热岛效应也变得越来越明显。城市热岛效应主要由以下因素影响:蒸发减少、城市下垫面反射率降低、能量输入等。其中城市下垫面反射率低对整个城市的温度升高有较大影响,是最主要的影响因素。
城市内有大量的人工构筑物,如混凝土、柏油路面,各种建筑墙面等,改变了下垫面的热力属性,这些人工构筑物吸热快而热容量小,在相同的太阳辐射条件下,它们比自然下垫面(绿地、水面等)升温快,因而其表面温度明显高于自然下垫面,加上人工构筑物本身对风的阻挡或减弱作用,可使城市年平均气温比郊区高2℃甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿,从而形成城市热岛效应。
城市内的建筑物在夏季由于建筑物表面大量吸热还会导致建筑物内部升温幅度明显,此现象会造成能源过度消耗问题,亟需引起重视。
综上所述,如果可以增强城市下垫面反射率,同时增强建筑物表面8~13微米波长的红外辐射,即可减少大部分的热量储留以及使更多的红外辐射透过大气层辐射至外层空间,从而降低建筑物内部的温度,降低能源消耗,进而缓解城市热岛效应。
目前常采用辐射降温的方法,即在建筑物表面喷涂或喷刷辐射降温材料达到增强建筑物表面太阳光反射率,同时增强8~13微米波长的红外辐射强度,实现建筑物整体的降温效果。
红外辐射致冷的原理是大气层的存在阻碍了地面物体向它直接散热,但在8~13微米波段内,大气层中的水蒸汽、CO2和O3的吸收能力很弱。因此,大气在这个波段内的透明度很高,通常称这个波段为“大气窗口”,地面上的辐射体可以直接透过大气窗口“见”到外层空间,从而得到一定程度的冷却效果。
近年来辐射降温的材料层出不穷,其中聚二甲基硅烷目前被认为是极其具有适用价值的辐射降温材料,但是聚二甲基硅烷成膜后过于柔软,力学性能较差,与附着物的粘结性能也不好,无法适应建筑物外部涂层的需要,本发明提出了一种含有聚二甲基硅烷与聚甲基丙烯酸甲酯的复合降温材料,既保证了辐射降温功能也保证了成膜的力学稳定性。
发明内容
本发明目的在于提供一种建筑物辐射降温涂层结构及其制造方法,以缓解建筑物对太阳光的反射率低、吸收率大而导致的建筑物内部温度过高的技术问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用了如下的技术方案:
一种建筑物辐射降温涂层结构,其特征在于,覆盖在建筑物外表面,包括由内至外的偶联剂层、太阳光谱辐射全反射层及红外发射层,所述红外发射层中含有聚二甲基硅烷和聚甲基丙烯酸甲酯的复合降温材料。
优选的,所述红外发射层是由红外发射悬浮液喷涂或喷刷后溶剂挥发凝固形成的薄膜,所述红外发射悬浮液为聚二甲基硅烷及固化剂、溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末和挥发性有机溶剂混合制备而得到的均质溶液;聚二甲基硅烷与固化剂质量比为10:1~20:1,所述固化剂为N,N-二甲基对甲苯胺或过氧化苯甲酰;聚二甲基硅烷及固化剂的质量总和与溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末质量比例范围是0.5:10~2:10;聚二甲基硅烷及固化剂、溶解性聚甲基丙烯酸甲酯的质量总和与挥发性有机溶剂质量比例范围是1:10~4:10;所述聚甲基丙烯酸甲酯分子量在8万~20万道尔顿之间。
优选的,偶联剂层是由硅烷偶联剂喷涂或喷刷后凝固形成的薄膜,太阳光谱辐射全反射层是由太阳光谱全反射悬浮液喷涂或喷刷后凝固形成的薄膜,所述太阳光谱全反射悬浮液为反射材料、助剂和挥发性有机溶剂混合制备而得到的悬浮液;所述反射材料与助剂的质量比例范围为1:1~2:1,反射材料和助剂的质量总和与挥发性有机溶剂的质量比例范围为1:10~1:1。
优选的,所述反射材料为二氧化钛粉末、碳酸钙粉末、硅酸钙粉末、铝粉末、银粉末、聚氟乙烯中的一种或几种组合,反射材料中物质的粉末粒度尺寸范围是5纳米~100微米;所述助剂为溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末,分子量在8万~20万道尔顿之间。
优选的,所述挥发性有机溶剂为丙酮、甲苯中的一种或两种组合。
一种建筑物辐射降温涂层的制造方法,其特征在于,本方法用于制造如上所述的建筑物辐射降温涂层结构,本方法包括如下步骤:
步骤一:在物体表面喷涂或者喷刷偶联剂,凝固形成偶联剂层;
步骤二:制造太阳光谱全反射悬浮液,待偶联剂层凝固后在所述偶联剂层上喷涂或喷刷太阳光谱全反射悬浮液,凝固后形成太阳光谱辐射全反射层;
步骤三:制造红外发射悬浮液,待太阳光谱辐射全反射层中溶剂完全挥发成膜后在所述太阳光谱辐射全反射层上喷涂或喷刷红外发射悬浮液,凝固后形成红外发射层;
其中,红外发射悬浮液为聚二甲基硅烷及固化剂、溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末和挥发性有机溶剂混合制备而得到的均质溶液。
优选的,所述偶联剂层是硅烷偶联剂。
优选的,所述太阳光谱全反射悬浮液为反射材料、助剂和挥发性有机溶剂混合制备而得到的悬浮液。
优选的,所述反射材料为二氧化钛粉末、碳酸钙粉末、硅酸钙粉末、铝粉末、银粉末、聚氟乙烯中的一种或几种组合,反射材料中物质的粉末粒度尺寸范围是5纳米~100微米;所述助剂为溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末,分子量在8万~20万道尔顿之间。
优选的,所述红外发射悬浮液为聚二甲基硅烷及固化剂、溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末和挥发性有机溶剂混合制备而得到的均质溶液;所述固化剂为N,N-二甲基对甲苯胺或过氧化苯甲酰。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明采用喷涂或喷刷的方式对建筑物外表面进行覆膜处理,操作简单,实施方便。
2、本发明中的红外发射层中含有聚甲基丙烯酸甲酯与聚二甲基硅烷微球膜复合形成的光子晶体膜,具有刚性结构,避免了纯聚二甲基硅烷膜的柔软易破坏且不易与材料粘合的缺点,形成较强力学性能的涂层膜。
3、本发明中的太阳光谱辐射全反射层对于可见光及红外光反射率在95%以上,红外发射层在8~13微米红外波长范围内的辐射率在0.9以上,可以有效的对建筑进行辐射降温,效果显著。
附图说明
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述,其中:
图1为本发明公开的一种建筑物辐射降温涂层结构的一种具体实施方式的结构示意图。
附图标记说明:1、偶联剂层;2、太阳光谱辐射全反射层;3、红外发射层;4、建筑物;5、太阳光。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能,下面结合图1,对本发明一种建筑物辐射降温涂层结构及其制造方法做进一步详细的描述。
本发明要解决的是缓解建筑物表面对太阳光的反射率低、吸收率大而导致的建筑物内部温度过高的技术问题。那么选择适当的高辐射性能原材料及配比是制备具有好的辐射性能和耐温性能红外涂料的关键和根本保证。对于好的辐射降温材料,要求在8~13微米波长具有较高的辐射率才能达到很好的辐射降温效果。聚二甲基硅烷目前被认为是极其具有适用价值的辐射降温材料,但是聚二甲基硅烷成膜后过于柔软,力学性能较差,与附着物的粘结性能也不好,无法适应建筑物外部涂层的需要。
如图1所示,本发明公开了一种建筑物辐射降温涂层结构,所述辐射降温涂层结构覆盖在建筑物4外表面,包括由内至外的偶联剂层1、太阳光谱辐射全反射层2及红外发射层3;前述建筑物外表面是指建筑主体结构的直立外墙表面或建筑屋顶外表面;前述由内至外是指靠近建筑物外表面的位置为内,靠近太阳光5的方向为外。
本发明尤其涉及一种含有聚二甲基硅烷与聚甲基丙烯酸甲酯复合降温材料的红外发射层3,既保证了辐射降温功能也保证了成膜的力学稳定性。
本发明通过太阳光谱辐射全反射层2将太阳光进行反射,减少对阳光中能量的吸收,通过红外发射层3将建筑物本身的热量向外辐射,通过减少白天太阳光的辐射吸收,同时增强夜间的8~13微米波长的红外辐射释放,从而降低建筑物整体的温度。
具体实施时,所述偶联剂层1为KH570型硅烷偶联剂,KH570型硅烷偶联剂的分子中兼具与无机物发生化学反应及物理反作用的活性基团和与有机物发生化学反应的活性基团,从而能将无机物和有机物偶联起来,因此,采用KH570型硅烷偶联剂能够将辐射降温涂层结构稳固的覆盖在各种有机或无机材料上,使得辐射降温涂层结构能够直接覆盖在混凝土结构上。
太阳光谱辐射全反射层2由太阳光谱全反射悬浮液喷涂或喷刷后凝固而成,凝固后以薄膜的形式存在,薄膜厚度范围为50~100微米,可见光及红外光反射率在95%以上。太阳光谱全反射悬浮液为反射材料、助剂和挥发性有机溶剂混合制备而得到的悬浮液。其中,反射材料的折光指数选择范围是1.45~2.8。反射材料为二氧化钛粉末、碳酸钙粉末、硅酸钙粉末、铝粉末、银粉末、聚氟乙烯中的一种或几种组合;反射材料中物质的粉末粒度尺寸范围在是5纳米~100微米之间;助剂为溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末,分子量在8万~20万道尔顿之间;挥发性有机溶剂为丙酮、甲苯中的一种或两种组合。
其中,反射材料与助剂的质量比例范围为1:1~2:1,反射材料和助剂的质量总和与挥发性有机溶剂的质量比例范围为1:10~1:1,以满足流动性需求。
红外发射层3由红外发射悬浮液喷涂或喷刷后溶剂挥发凝固而成,凝固后以薄膜的形式存在,薄膜厚度范围为50~100微米,其在8~13微米红外波长范围内的辐射率在0.9以上。
红外发射悬浮液为聚二甲基硅烷及固化剂、溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末和挥发性有机溶剂混合制备而得到的均质溶液,其中,聚甲基丙烯酸甲酯分子量在8万~20万道尔顿之间,挥发性有机溶剂为丙酮、甲苯中的一种或两种组合。
其中,聚二甲基硅烷与固化剂质量比为10:1~20:1,固化剂为N,N-二甲基对甲苯胺或过氧化苯甲酰;聚二甲基硅烷及固化剂的质量总和与溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末质量比例范围是0.5:10~2:10;聚二甲基硅烷及固化剂、溶解性聚甲基丙烯酸甲酯的质量总和与挥发性有机溶剂质量比例范围是1:10~4:10,以满足流动性需求。
在红外发射悬浮液中,聚二甲基硅烷从中聚合,聚二甲基硅烷聚合后从红外发射悬浮液中析出自发形成具有红外辐射功能的微球,溶剂挥发完毕后,聚甲基丙烯酸甲酯与聚二甲基硅烷微球复合形成随机光子晶体膜,可以增强波长在8~13微米范围内的红外辐射实现辐射降温。
由于聚甲基丙烯酸甲酯自身较高的机械强度,在聚甲基丙烯酸甲酯与聚二甲基硅烷微球结合后,即形成刚性支撑结构复合膜,避免了纯聚二甲基硅烷膜的柔软易破坏且不易与材料粘合的缺点,可以形成较强力学性能的涂层膜。
本发明还公开了一种建筑物辐射降温涂层的制造方法,其特征在于,本方法用于制造以上所述的建筑物辐射降温涂层结构,本方法包括如下步骤:
步骤一:在物体表面喷涂或者喷刷偶联剂,形成偶联剂层。
具体实施时,所述偶联剂层1为KH570型硅烷偶联剂,KH570型硅烷偶联剂的分子中兼具与无机物发生化学反应及物理反作用的活性基团和与有机物发生化学反应的活性基团,从而能将无机物和有机物偶联起来,因此,采用KH570型硅烷偶联剂能够将辐射降温涂层结构稳固的覆盖在各种有机或无机材料上,使得辐射降温涂层结构能够直接覆盖在混凝土结构上。
步骤二:制造太阳光谱全反射悬浮液,待偶联剂层凝固后在所述偶联剂层上喷涂或喷刷太阳光谱全反射悬浮液,凝固后形成太阳光谱辐射全反射层2。
其中,太阳光谱全反射悬浮液为反射材料、助剂和挥发性有机溶剂混合制备而得到的悬浮液。反射材料的折光指数选择范围是1.45~2.8。反射材料为二氧化钛粉末、碳酸钙粉末、硅酸钙粉末、铝粉末、银粉末、聚氟乙烯中的一种或几种组合;反射材料中物质的粉末粒度尺寸范围在是5纳米~100微米之间;助剂为溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末,分子量在8万~20万道尔顿之间;挥发性有机溶剂为丙酮、甲苯中的一种或两种组合。
在太阳光谱全反射悬浮液中,反射材料与助剂的质量比例范围为1:1~2:1,反射材料和助剂的质量总和与挥发性有机溶剂的质量比例范围为1:10~1:1,以满足流动性需求。
在太阳光谱全反射悬浮液制作的过程中,可加入分散剂,以促进助剂更易溶解于挥发性有机溶剂中。
喷涂的太阳光谱全反射悬浮液,每平米的覆盖的质量应大于150g。
步骤三:制造红外发射悬浮液,待太阳光谱辐射全反射层2中溶剂完全挥发成膜后在所述太阳光谱辐射全反射层2上喷涂或喷刷红外发射悬浮液,凝固后形成红外发射层3。
其中,红外发射悬浮液为聚二甲基硅烷及固化剂、溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末和挥发性有机溶剂混合制备而得到的均质溶液,聚甲基丙烯酸甲酯分子量在8万~20万道尔顿之间,挥发性有机溶剂为丙酮、甲苯中的一种或两种组合。
在红外发射悬浮液中,聚二甲基硅烷与固化剂质量比为10:1~20:1,固化剂为N,N-二甲基对甲苯胺或过氧化苯甲酰;聚二甲基硅烷及固化剂的质量总和与溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末质量比例范围是0.5:10~2:10;聚二甲基硅烷及固化剂、溶解性聚甲基丙烯酸甲酯的质量总和与挥发性有机溶剂质量比例范围是1:10~4:10,以满足流动性需求。
喷涂的红外发射悬浮液,每平米的覆盖的质量应不小于150g且不大于200g。
在红外发射悬浮液中,聚二甲基硅烷从中聚合,聚二甲基硅烷聚合后从红外发射悬浮液中析出自发形成具有红外辐射功能的微球,溶剂挥发完毕后,聚甲基丙烯酸甲酯与聚二甲基硅烷微球复合形成随机光子晶体膜,可以增强波长在8~13微米范围内的红外辐射实现辐射降温,且在8~13微米红外波长范围内的辐射率在0.9以上。
由于聚甲基丙烯酸甲酯自身较高的机械强度,在聚甲基丙烯酸甲酯与聚二甲基硅烷微球结合后,即形成刚性支撑结构复合膜,避免了纯聚二甲基硅烷膜的柔软易破坏且不易与材料粘合的缺点,可以形成较强力学性能的涂层膜。
以下结合实施例对本发明做进一步详细说明:
实施例1
以下为实验室小试实验过程,主要包括偶联剂层的制备与实施过程、太阳光谱辐射全反射层的制备与实施过程、红外发射层的制备与实施过程。
(1)偶联剂层的制备与实施过程:
① 偶联剂层的制备:
将20ml的水解催化剂醋酸加至烧瓶中,随后向烧瓶中加入100ml的去离子水,并在25℃的温度,300rmp下搅拌10min。充分搅拌后,加入质量为60g的KH570硅烷,和30ml异丙醇的直到溶液变透明。再缓慢加入500ml的去离子水,配置为硅烷偶联剂的稀溶液。
② 偶联剂层的实施:
先将被测试的铝板以及泡沫箱内部清洁干净,25℃下干燥10min,在清洁的被粘表面喷涂一层偶联剂层,在室温条件下,等待5min,干燥后即可上胶。
(2)太阳光谱辐射全反射层的制备与实施过程:
① 太阳光谱辐射全反射层的制备:
在26℃的条件下,取100ml(79g)的丙酮溶剂加至烧瓶中,将35g溶解性甲基丙烯酸甲酯粉末加入100ml的丙酮溶剂中,随后在300rmp,45℃下磁力搅拌30min,得到甲基丙烯酸甲酯粉末与挥发性溶剂丙酮的混合溶液。等冷却到26℃后。加入1.5g的环烷酸铅作分散剂,在20℃下,以600rmp磁力搅拌20min。随后在20℃下,以600rmp搅拌30min,向溶剂中加入50g银粉或铝粉,待充分搅拌形成了均质的液体即所需的太阳光谱全反射悬浮液。
② 太阳光谱辐射全反射层的实施:
在偶联剂层上面利用喷枪喷涂太阳光谱全反射悬浮液,在26℃的条件下,等待太阳光谱全反射悬浮液干燥3h。完全干燥后挥发成膜,形成太阳光谱辐射全反射层。喷涂的太阳光谱全反射悬浮液,每平米的覆盖的质量应大于150g。
(3)红外发射层的制备与实施过程:
① 红外发射层的制备:
在26℃的条件下,取100ml(87g)的甲苯溶剂加至烧瓶中,将5g聚二甲基硅烷加入100ml的丙酮溶剂中,随后在300rmp,45℃下磁力搅拌30min,得到聚二甲基硅烷与丙酮溶剂的混合溶液。在26℃的条件下,将30g甲基丙烯酸甲酯粉末加入上述聚二甲基硅烷与丙酮溶剂的混合溶液,随后在300rmp,45℃下磁力搅拌30min,得到溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末、聚二甲基硅烷和丙酮的混合溶液。等冷却到26℃后。将0.5g N,N-二甲基对甲苯胺加入溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末、聚二甲基硅烷和丙酮的混合溶液,慢速搅拌均匀10min,最终得到的匀质透明的混合溶液,即为红外发射悬浮液。
② 红外发射层的实施:
等待太阳光谱辐射全反射层中溶剂完全挥发成膜后,在其上面利用喷枪喷涂红外发射悬浮液,在26℃的条件下,等待红外发射悬浮液干燥3h。完全挥发成雾状薄膜后形成红外发射层。喷涂的红外发射悬浮液,每平米的覆盖的质量应不小于150g且不大于200g。
本实施例制备得到的辐射降温涂层的反射率可达到96%以上、辐射率可达到98%以上,具有很好的辐射降温效果。
实施例2
以下为实验室小试实验过程,主要包括偶联剂层的制备与实施过程、太阳光谱辐射全反射层的制备与实施过程、红外发射层的制备与实施过程。
(1)偶联剂层的制备与实施过程:
① 偶联剂层的制备:
将5ml的去离子水加至烧瓶中,随后向烧瓶中加入100ml的无水乙醇,并在25℃的温度,300rmp下搅拌2min。充分搅拌后,加入质量为20g的KH570硅烷,300rmp下搅拌10min,配置为硅烷偶联剂的稀溶液。
② 偶联剂层的实施:
先将被测试的铝板以及泡沫箱内部清洁干净,25℃下干燥10min,在清洁的被粘表面喷涂一层偶联剂层,在室温条件下,等待5min,干燥后即可上胶。
(2)太阳光谱辐射全反射层的制备与实施过程:
① 太阳光谱辐射全反射层的制备:
在26℃的条件下,取100ml(87g)的甲苯溶剂加至烧瓶中,将20g溶解性甲基丙烯酸甲酯粉末加入100ml的甲苯溶剂中,随后在300rmp,40℃下磁力搅拌30min,得到甲基丙烯酸甲酯粉末与甲苯溶剂的混合溶液。等冷却到26℃后。加入1.5g的环烷酸铅作分散剂,在20℃下,以600rmp磁力搅拌20min。随后在20℃下,以600rmp搅拌30min,向溶剂中加入40g银粉或铝粉,待充分搅拌形成了均质的液体即所需的太阳光谱全反射悬浮液。
② 太阳光谱辐射全反射层的实施:
等待10min偶联剂层已经凝固好后,在其上面利用喷枪喷涂太阳光谱全反射悬浮液,在26℃的条件下,等待太阳光谱全反射悬浮液干燥3h。完全干燥后挥发成膜,形成太阳光谱辐射全反射层。喷涂的太阳光谱全反射悬浮液,每平米的覆盖的质量应大于150g。
(3)红外发射层的制备与实施过程:
① 红外发射层的制备:
在26℃的条件下,取100ml(87g)的甲苯溶剂加至烧瓶中,将3g聚二甲基硅烷加入100ml的甲苯溶剂中,随后在300rmp,45℃下磁力搅拌30min,得到聚二甲基硅烷与甲苯溶剂的混合溶液。在26℃的条件下,将20g聚甲基丙烯酸甲酯粉末加入上述聚二甲基硅烷与甲苯溶剂的混合溶液,随后在300rmp,45℃下磁力搅拌30min,得到溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末、聚二甲基硅烷和甲苯的混合溶液,等冷却到26℃后。将0.15g 过氧化苯甲酰加入溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末、聚二甲基硅烷和甲苯的混合溶液,慢速搅拌均匀10min,最终得到的匀质透明的混合溶液,即为红外发射悬浮液。
② 红外发射层的实施:
等待太阳光谱辐射全反射层中溶剂完全挥发成膜后,在其上面利用喷枪喷涂红外发射悬浮液,在26℃的条件下,等待红外发射悬浮液干燥3h。完全挥发成雾状薄膜后形成红外发射层。喷涂的红外发射悬浮液,每平米的覆盖的质量应不小于150g且不大于200g。
本实施例制备得到的辐射降温涂层的反射率可达到96%以上、辐射率可达到97%以上,具有很好的辐射降温效果。
可以理解,本发明是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本发明的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种建筑物辐射降温涂层结构,其特征在于,覆盖在建筑物外表面,包括由内至外的偶联剂层、太阳光谱辐射全反射层及红外发射层,所述红外发射层中含有聚二甲基硅烷和聚甲基丙烯酸甲酯的复合降温材料。
2.根据权利要求1所述的一种建筑物辐射降温涂层结构,其特征在于,所述红外发射层是由红外发射悬浮液喷涂或喷刷后凝固形成的薄膜,所述红外发射悬浮液为聚二甲基硅烷及固化剂、溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末和挥发性有机溶剂混合制备而得到的均质溶液;所述聚甲基丙烯酸甲酯分子量在8万~20万道尔顿之间。
3.根据权利要求2所述的一种建筑物辐射降温涂层结构,其特征在于,所述聚二甲基硅烷与固化剂质量比为10:1~20:1,所述固化剂为N,N-二甲基对甲苯胺或过氧化苯甲酰;所述聚二甲基硅烷及固化剂的质量总和与溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末质量比例范围是0.5:10~2:10;所述聚二甲基硅烷及固化剂、溶解性聚甲基丙烯酸甲酯的质量总和与挥发性有机溶剂质量比例范围是1:10~4:10。
4.根据权利要求1所述的一种建筑物辐射降温涂层结构,其特征在于,偶联剂层是由硅烷偶联剂喷涂或喷刷后凝固形成的薄膜,太阳光谱辐射全反射层是由太阳光谱全反射悬浮液喷涂或喷刷后凝固形成的薄膜,所述太阳光谱全反射悬浮液为反射材料、助剂和挥发性有机溶剂混合制备而得到的悬浮液;所述反射材料与助剂的质量比例范围为100:1~200:1,反射材料和助剂的质量总和与挥发性有机溶剂的质量比例范围为1:10~1:1。
5.根据权利要求4所述的一种建筑物辐射降温涂层结构,其特征在于,所述反射材料为二氧化钛粉末、碳酸钙粉末、硅酸钙粉末、铝粉末、银粉末中的一种或几种组合,反射材料中物质的粉末粒度尺寸范围是5纳米~100微米;所述助剂为溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末,分子量在8万~20万道尔顿之间。
6.根据权利要求2至4中任意一项权利要求所述的一种建筑物辐射降温涂层结构,其特征在于,所述挥发性有机溶剂为丙酮、甲苯中的一种或两种组合。
7.一种建筑物辐射降温涂层的制造方法,其特征在于,本方法用于制造如权利要求1所述的建筑物辐射降温涂层结构,本方法包括如下步骤:
步骤一:在物体表面喷涂或者喷刷偶联剂,凝固形成偶联剂层;
步骤二:制造太阳光谱全反射悬浮液,待偶联剂层凝固后在所述偶联剂层上喷涂或喷刷太阳光谱全反射悬浮液,凝固后形成太阳光谱辐射全反射层;
步骤三:制造红外发射悬浮液,待太阳光谱辐射全反射层中溶剂完全挥发成膜后在所述太阳光谱辐射全反射层上喷涂或喷刷红外发射悬浮液,凝固后形成红外发射层;
其中,红外发射悬浮液为聚二甲基硅烷及固化剂、溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末和挥发性有机溶剂混合制备而得到的均质溶液。
8.根据权利要求7所述的一种建筑物辐射降温涂层的制造方法,其特征在于,所述偶联剂层是硅烷偶联剂;所述固化剂为N,N-二甲基对甲苯胺或过氧化苯甲酰;所述挥发性有机溶剂为丙酮、甲苯中的一种或两种组合。
9.根据权利要求7所述的一种建筑物辐射降温涂层的制造方法,其特征在于,所述太阳光谱全反射悬浮液为反射材料、助剂和挥发性有机溶剂混合制备而得到的悬浮液。
10.根据权利要求9所述的一种建筑物辐射降温涂层的制造方法,其特征在于,所述反射材料为二氧化钛粉末、碳酸钙粉末、硅酸钙粉末、铝粉末、银粉末中的一种或几种组合,反射材料中物质的粉末粒度尺寸范围是5纳米~100微米;所述助剂为溶解性聚甲基丙烯酸甲酯粉末,分子量在8万~20万道尔顿之间;所述挥发性有机溶剂为丙酮、甲苯中的一种或两种组合。
CN202210232150.XA 2022-03-10 2022-03-10 一种建筑物辐射降温涂层结构及其制造方法 Pending CN114716860A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210232150.XA CN114716860A (zh) 2022-03-10 2022-03-10 一种建筑物辐射降温涂层结构及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210232150.XA CN114716860A (zh) 2022-03-10 2022-03-10 一种建筑物辐射降温涂层结构及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114716860A true CN114716860A (zh) 2022-07-08

Family

ID=82237553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210232150.XA Pending CN114716860A (zh) 2022-03-10 2022-03-10 一种建筑物辐射降温涂层结构及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114716860A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115466394A (zh) * 2022-09-26 2022-12-13 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 辐射降温油性疏水浆料及其制备方法与应用
CN115477875A (zh) * 2022-10-10 2022-12-16 江苏中来新材科技有限公司 一种黑色辐射降温功能涂料及制作方法、背板及应用
CN116219761A (zh) * 2023-02-01 2023-06-06 思嘉环保材料科技(上海)有限公司 一种低发射率的pvc夹网涂层军用帐篷材料
WO2024130832A1 (zh) * 2022-12-19 2024-06-27 深圳市创冷科技有限公司 一种被动辐射冷却复合涂层及制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106366912A (zh) * 2016-09-09 2017-02-01 东南大学 一种可转移耐磨柔性超疏水薄膜及其制备方法
CN110117427A (zh) * 2019-05-10 2019-08-13 西南交通建设集团股份有限公司 一种超辐射降温涂层结构及其制造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106366912A (zh) * 2016-09-09 2017-02-01 东南大学 一种可转移耐磨柔性超疏水薄膜及其制备方法
WO2018045621A1 (zh) * 2016-09-09 2018-03-15 东南大学 一种可转移耐磨柔性超疏水薄膜及其制备方法
CN110117427A (zh) * 2019-05-10 2019-08-13 西南交通建设集团股份有限公司 一种超辐射降温涂层结构及其制造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王立鼎 等: "聚合物微纳制造技术", vol. 1, 国防工业出版社, pages: 13 *
陈诺: "一种白天集热-夜间天空辐射制冷光谱选择性表面的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 01, 15 January 2021 (2021-01-15), pages 041 - 6 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115466394A (zh) * 2022-09-26 2022-12-13 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 辐射降温油性疏水浆料及其制备方法与应用
CN115466394B (zh) * 2022-09-26 2023-07-25 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 辐射降温油性疏水浆料及其制备方法与应用
CN115477875A (zh) * 2022-10-10 2022-12-16 江苏中来新材科技有限公司 一种黑色辐射降温功能涂料及制作方法、背板及应用
CN115477875B (zh) * 2022-10-10 2023-10-31 江苏中来新材科技有限公司 一种黑色辐射降温功能涂料及制作方法、背板及应用
WO2024130832A1 (zh) * 2022-12-19 2024-06-27 深圳市创冷科技有限公司 一种被动辐射冷却复合涂层及制备方法
CN116219761A (zh) * 2023-02-01 2023-06-06 思嘉环保材料科技(上海)有限公司 一种低发射率的pvc夹网涂层军用帐篷材料

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114716860A (zh) 一种建筑物辐射降温涂层结构及其制造方法
WO2021253580A1 (zh) 一种辐射降温薄膜、其制备方法及其应用
TW202102644A (zh) 輻射致冷功能塗料及其製備方法與應用、選擇性輻射致冷塗層及複合材料
CN111303709B (zh) 辐射制冷涂料及其制备方法和应用
CN105348892A (zh) 一种辐射制冷双层纳米涂层及其制备方法
JP2013525837A (ja) 集光装置及びその製造方法並びに太陽電池システム
CN116515219B (zh) 一种多孔辐射制冷薄膜及其制备方法
CN117567894B (zh) 一种高发射稀土基辐射制冷涂料
CN110117427B (zh) 一种超辐射降温涂层结构及其制造方法
CN114634727B (zh) 一种用于建筑物外表面的辐射降温涂层结构及其制造方法
CN111827599A (zh) 一种降温发光多功能复合墙体涂层及其施工方法
CN113462272B (zh) 一种隔热防辐射涂料及其制备方法
CN113954453A (zh) 一种彩色双层辐射制冷膜及其制备方法
CN112724749A (zh) 一种反射隔热复合型涂料及其制备方法
CN116813975A (zh) 一种多级孔结构辐射制冷薄膜材料的制备方法
CN102769062B (zh) 太阳能电池组件、太阳能电池片的上转换件及其制备方法
CN116004114A (zh) 一种光反射保温耐候涂层及其制备方法和应用
CN114621613A (zh) 一种超疏水负碳功能涂层及其制备方法
WO2021206062A1 (ja) 赤外反射性顔料、塗料組成物、塗膜および物品
CN112724767A (zh) 一种增强减反增透疏水涂层及其制备方法
CN115093754B (zh) 一种多功能复合型反射降温涂料及其制备方法
CN111471359A (zh) 一种广谱高发射颗粒材料的制备方法及应用
CN104860546B (zh) 宽谱全向光伏玻璃减反射膜及其制法和应用
CN117266423B (zh) 一种用于被动房和绿色建筑的保温隔热节能玻璃幕墙
CN117164939A (zh) 一种微纳多孔-颗粒状复合辐射制冷薄膜涂层及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220708