CN116278218A - 一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN116278218A
CN116278218A CN202310320382.5A CN202310320382A CN116278218A CN 116278218 A CN116278218 A CN 116278218A CN 202310320382 A CN202310320382 A CN 202310320382A CN 116278218 A CN116278218 A CN 116278218A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sun
cooling material
moisture absorption
proof cooling
radiation refrigeration
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
CN202310320382.5A
Other languages
English (en)
Inventor
胡容
张俊
孙林岱
胡雄
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.)
Hangzhou Yanxia Energy Saving Materials Co ltd
Original Assignee
Hangzhou Yanxia Energy Saving Materials 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 Hangzhou Yanxia Energy Saving Materials Co ltd filed Critical Hangzhou Yanxia Energy Saving Materials Co ltd
Priority to CN202310320382.5A priority Critical patent/CN116278218A/zh
Publication of CN116278218A publication Critical patent/CN116278218A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B33/00—Layered products characterised by particular properties or particular surface features, e.g. particular surface coatings; Layered products designed for particular purposes not covered by another single class
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/06—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/245—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer another layer next to it being a foam layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/02—Coating on the layer surface on fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/04—Cellulosic plastic fibres, e.g. rayon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/06—Vegetal fibres
    • B32B2262/062—Cellulose fibres, e.g. cotton
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00—Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/06—Vegetal fibres
    • B32B2262/062—Cellulose fibres, e.g. cotton
    • B32B2262/065—Lignocellulosic fibres, e.g. jute, sisal, hemp, flax, bamboo
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00—Composition of foam
    • B32B2266/02—Organic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00—Composition of foam
    • B32B2266/12—Gel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/302—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/71—Resistive to light or to UV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/73—Hydrophobic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明属于新能源与节能材料技术领域，具体涉及一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用。本发明通过将有机聚合物、防晒剂、无机微纳米颗粒加入有机溶剂得到混合液，并将混合液喷涂在透气层I上干燥形成散热层，同时将吸湿剂加入高分子亲水基质和去离子水制备的前驱体溶液经冷冻干燥后得到具有吸湿功能的凝胶膜，将散热层、透气层I、凝胶膜、透气层II依次贴合后进行层压，得到具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料。所述防晒降温材料能够反射大部分太阳光，并通过发射中远红外线向外发射热量，实现散热，同时通过透气层导湿，与散热层协同降温，实现低成本无能耗制冷防晒，制备简单，可进行大规模生产。

Description

一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备 方法和应用
技术领域
本发明属于新能源与节能材料技术领域，具体涉及一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着全球气候的变化，极端高温天气出现地越来越频繁，人们对制冷的需求也越来越大。据统计，我国建筑能耗占全国能源消耗总量的45％，建筑物由于受到太阳光的照射，表面吸收太阳光热量，温度上升并通过热传导到建筑墙体，墙体加热内部空气，造成建筑物内部空气温度升高。根据国际制冷研究机构的数据统计，目前世界上使用空调和冰箱制冷所消耗的电能约占全球电能损耗的20％，且大量的使用空调、冰箱等制冷电器使得耗电量剧增，超负荷用电又经常引发停电事故，因此，实现无能耗主动降温是生产领域节能降碳的重要目标。
另外，强烈的太阳辐射对人体健康有很大的危害，每年造成的死亡人数远高于其他极端天气事件。同时，南方地区多雨且雨量充沛，空气湿度大，相比于北方地区的干燥高温，高温高湿天气更加不利于散热，危害更大。这是因为当人感觉到热时，皮肤会自动排汗，以通过汗液蒸发带走热量，从而使人体降温，但是在湿度较大的情况下，汗液蒸发缓慢，散热也慢，人们会一直出汗，却感觉不到凉快，且体温依然很高。高温高湿会阻碍人体汗液蒸发，且不利于人体散热，往往会令人感觉闷热乏力、无精打采，严重甚至还可能造成中暑。
专利CN115323597A公开了一种柔软吸湿透气棉氨面料的制备方法，通过在面料中引入水溶性维纶纤维并溶解，虽然使面料具有导湿、透气、吸湿能力，但仅靠吸湿水蒸汽蒸发降温，达到室外降温的目的是远远不够的，室外降温制冷仍是目前急需解决的问题。
发明内容
针对目前现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用。本发明所制备的防晒降温材料能够反射大部分太阳光，并通过发射中远红外线向外发射热量，实现散热，同时通过设置吸湿层，使得防晒降温材料具有优异的吸湿和储湿能力，并通过透气层导湿，在水分蒸发作用下带走热量，与散热层协同降温，实现低成本无能耗制冷防晒，制备简单，可进行大规模生产。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的目的之一是提供一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料的制备方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)将5～20质量份的有机聚合物溶解于60～80质量份的有机溶剂中，再加入10～20份的防晒剂和10～30质量份的无机微纳米颗粒并混合均匀，得到混合液；
(2)将2～5质量份的高分子亲水基质与去离子水搅拌形成前驱体溶液，再将5～10质量份吸湿剂加入前驱体溶液混匀后静置除泡，经冷冻干燥得到具有吸湿功能的凝胶膜；
(3)将步骤(1)混合液喷涂在透气层I的一面，经干燥后得到以透气层I为基底的50～400μm散热层，再将凝胶膜的一面与透气层I的另一面贴合，并将凝胶膜的另一面与透气层II贴合后进行层压，即按照散热层、透气层I、凝胶膜、透气层II的顺序依次贴合，凝胶膜作为夹层，层压之后得到防晒降温材料。
优选的，步骤(1)所述的有机聚合物和无机微纳米颗粒能够反射大部分太阳光，并通过发射中远红外线向外发射热量。更优选的，混合液喷涂并干燥后得到的涂层散热层在太阳光谱范围(波长300至2500nm)的反射率不低于90％，在大气窗口波长范围内(波长8至13μm)的红外发射率不低于90％，能在没有任何能量输入的情况下进行降温，在可持续发展的节能方面显示出巨大潜力。
优选的，所述步骤(1)的有机聚合物选自聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、聚乳酸的至少一种。
优选的，所述步骤(1)的有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、四氢呋喃、丙酮的至少一种。
优选的，所述步骤(1)的在有机聚合物加入有机溶剂后，在50～80℃下搅拌1～2h，加速溶解，搅拌速度为100～500r/min，直至有机聚合物完全溶解。
优选的，所述步骤(1)的无机微纳米颗粒选自二氧化钛、三氧化二铝、二氧化硅、硫酸钡或者中空玻璃微珠的至少一种。更优选的，所述无机微纳米颗粒的粒径为1nm-1000μm。
优选的，所述步骤(1)的防晒剂包括物理防晒剂和化学防晒剂，更优选所述防晒剂选自二氧化钛、氧化锌、甲氧基肉桂酸乙基己酯、氰双苯丙烯酸辛酯、邻氨基苯甲酸甲酯、羟苯甲酮、奥利克林、水杨酸三甲环己酯中的一种或多种。更优选的，防晒剂能够对紫外光进行反射或者吸收，进一步提高防晒性能，减少紫外线对人体皮肤以及物体表面造成的伤害，实现全波段的优异的太阳光防护效果。
更优选的，当所述防晒剂为化学防晒剂并可以溶于有机溶剂时，先加入防晒剂并溶解混合均匀后，再加入无机微纳米颗粒混合均匀。
更优选的，所述步骤(1)的防晒剂加入后，混合体系于室温下搅拌1～2h，使其混合均匀，搅拌速率为100～300r/min；无机微纳米颗粒加入后，混合体系于室温下搅拌2～6h，搅拌速度为100～500r/min，使其混合均匀。
优选的，所述步骤(2)的所述高分子亲水基质选自卡波姆、羟丙甲纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、壳聚糖的至少一种。更优选的，高分子亲水基质与去离子水搅拌10-30min，直至形成均匀透明的4-8wt％前驱体溶液，搅拌速度优选为100～500r/min。
优选的，所述步骤(2)的吸湿剂选自氯化锂、氯化钙、氯化镁、纤维素、聚乙烯醇、海藻酸钠的至少一种。更优选的，吸湿剂具有优异的吸湿能力，可增加透气透湿性能，进一步降低体表温度。更优选的，吸湿剂缓慢加入前驱体溶液中，搅拌混合均匀，搅拌速度优选为100～500r/min，在产生涡旋之后迅速倒入模具中，在室温下静置15～30分钟除泡，等待溶剂挥发成膜；然后，将模具经冷冻干燥进一步降低水分，模具放入冷冻干燥机，调节冷阱温度为-60℃，预冻2～5h后，在真空条件下设置干燥温度为0～40℃，干燥8～12小时后，从模具中剥离即得到具有吸湿功能的凝胶膜。
优选的，所述步骤(2)的凝胶膜厚度为50～300μm。在该厚度下，防晒降温材料的吸湿降温效果更为优秀。
优选的，所述步骤(3)透气层I和透气层II为透气布料，能够导湿，更优选透气布料包括棉布、麻布、无纺布、纤维素基织物、化纤布料的至少一种。透气层I和透气层II的厚度分别为100～500μm。
优选的，所述步骤(3)中喷涂工艺为使用喷枪进行喷涂，驱动压力为0.1 -0.2bar，喷嘴尺寸为1～2.5mm，喷涂流量为500～800mL min-1，喷涂距离为20～40cm，喷涂时间为5～10s，喷涂面积为40*40cm。
优选的，所述步骤(3)中混合液喷涂在透气层I的一面后，放置于60～100℃的烘箱1～2h，烘干后取出，得到以透气层为基底的散热层。
优选的，所述步骤(3)中层压工艺为采用黏合剂生产工艺，层压时选择的黏合剂选自聚氨酯树脂、乙酸乙烯酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂等合成树脂中的至少一种。在所述透气层Ⅰ和Ⅱ层压面上涂覆胶黏合剂，在50～80℃下烘干1～2分钟，使之与相应的透气层形成一体，得涂胶透气层，之后将凝胶膜和涂胶透气层贴合并在温度为50～100℃，压力为196～394kPa下进行热压复合50～120s，压制成型，得到防晒降温材料。
优选的，所述防晒降温材料的厚度为300～1700μm。通过采用所述技术方案，防晒降温材料的吸湿降温效果更为优秀。
本发明的目的之二是提供一种上述任一制备方法制备得到的具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料。
本发明的目的之三是提供一种上述任一制备方法制备得到的具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料在热管理领域的应用。所述热管理领域包括汽车、日化、服装等表面需要降温的领域。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所制备的防晒降温材料能够反射大部分太阳光，并通过发射中远红外线向外发射热量，实现散热，同时通过设置吸湿层凝胶膜，使得防晒降温材料具有优异的吸湿能力和储湿能力，并通过透气层导湿，在水分蒸发作用下带走热量，与散热层协同降温，实现低成本无能耗制冷防晒，制备简单，可进行大规模生产。本发明的防晒降温材料的优势在于：1、能够主动制冷且具备紫外线防护功能；2、具有良好的吸湿透湿能力；3、节能、成本低廉且应用范围较广；4、具有很好的疏水性，耐脏污；因此具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明所述的遮阳降温材料的制备方法的流程示意图。
图2为本发明所述的遮阳降温材料的一种结构示意图；图中：1散热层，2透气层Ⅰ，3凝胶膜，4透气层Ⅱ。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
(1)将10质量份(1质量份为0.1g)的聚甲基丙烯酸甲酯溶解于65质量份的N,N-二甲基甲酰胺中，优选在50℃下搅拌1h，加速溶解，搅拌速度为300r/min，直至有机聚合物完全溶解；再加入15份的奥利克林于室温下300r/min搅拌2h，直至完全溶解，之后再加入15质量份的50μm二氧化硅于室温下500r/min搅拌4h，混合均匀之后，得到混合液；
(2)将4质量份的甲基纤维素与去离子水搅拌20min，直至形成均匀透明的8wt％前驱体溶液，搅拌速度为300r/min，再将8质量份氯化锂缓慢加入前驱体溶液中，在产生涡旋之后迅速倒入模具中，在室温下静置15分钟；然后，将模具放入冷冻干燥机，调节冷阱温度为-60℃，预冻2h后，在真空条件下设置干燥温度为10℃，干燥12小时后，从模具中剥离即得到具有吸湿功能的200μm厚的凝胶膜；
(3)将(1)的混合液喷涂在500μm麻布I的一面，驱动压力为0.1bar，喷嘴尺寸为1mm，喷涂流量为500mL min-1，喷涂距离为20cm，喷涂时间为5s，喷涂面积为40*40cm，放置于100℃的烘箱1h，烘干后取出，得到以麻布为基底的200μm散热层，再把凝胶膜的一面与麻布I的另一面贴合，同时凝胶膜的另一面与麻布Ⅱ贴合后进行层压，即凝胶膜作为夹层，层压之后得到防晒降温材料。层压时选择的黏合剂为聚氨酯树脂。层压为在温度为80℃，压力为200kPa下进行热压复合80s，压制成型。
本实施例得到的防晒降温材料在太阳光谱范围(波长300至2500nm)的反射率为92％，在大气窗口波长范围内(波长8至13μm)的红外发射率不低于95％，30％的湿度条件下吸水率为0.9g g-1，最大拉伸断裂强度为200N/5cm，最大断裂伸长率为10％。
实施例2
(1)将15质量份(1质量份为0.1g)的聚偏氟乙烯溶解于60质量份的N-甲基吡咯烷酮中，优选在80℃下搅拌2h，加速溶解，搅拌速度为400r/min，直至有机聚合物完全溶解；再加入20份的氧化锌于室温下300r/min搅拌2h，之后再加入19质量份的500nm硫酸钡于室温下300r/min搅拌6h，混合均匀之后，得到混合液；
(2)将5质量份的卡波姆940与去离子水搅拌15min，直至形成均匀透明的5wt％前驱体溶液，搅拌速度为400r/min，再将5质量份氯化钙缓慢加入前驱体溶液中，在产生涡旋之后迅速倒入模具中，在室温下静置30分钟；然后，将模具放入冷冻干燥机，调节冷阱温度为-60℃，预冻3h后，在真空条件下设置干燥温度为30℃，干燥8小时后，从模具中剥离即得到具有吸湿功能的300μm厚的凝胶膜；
(3)将(1)的混合液喷涂在200μm纤维素基织物I的一面，驱动压力为0.1bar，喷嘴尺寸为2mm，喷涂流量为600mL min-1，喷涂距离为30cm，喷涂时间为6s，喷涂面积为40*40cm，放置于60℃的烘箱2h，烘干后取出，得到以纤维素基织物为基底的100μm散热层，再将凝胶膜的一面与纤维素基织物I的另一面贴合，同时凝胶膜的另一面与纤维素基织物Ⅱ贴合后进行层压，即凝胶膜作为夹层，层压之后得到防晒降温材料。层压时选择的黏合剂为乙酸乙烯酯树脂。层压为在温度为100℃，压力为268kPa下进行热压复合100s，压制成型。
本实施例得到的防晒降温材料在太阳光谱范围(波长300至2500nm)的反射率为95％，在大气窗口波长范围内(波长8至13μm)的红外发射率为90％，在30％的湿度条件下吸水率为0.85g g-1，最大拉伸断裂强度为80N/5cm，最大断裂伸长率为30％。
实施例3
(1)将20质量份(1质量份为0.1g)的聚二甲基硅氧烷溶解于70质量份的N-甲基吡咯烷酮中，优选在60℃下搅拌2h，加速溶解，搅拌速度为400r/min，直至有机聚合物完全溶解；再加入20份的甲氧基肉桂酸乙基己酯于室温下200r/min搅拌2h，直至完全溶解，之后再加入30质量份的100μm中空玻璃微珠于室温下400r/min搅拌6h，混合均匀之后，得到混合液；
(2)将5质量份的甲基纤维素与去离子水搅拌15min，直至形成均匀透明的7wt％前驱体溶液，搅拌速度为500r/min，再将8质量份氯化镁缓慢加入前驱体溶液中，在产生涡旋之后迅速倒入模具中，在室温下静置30分钟；然后，将模具放入冷冻干燥机，调节冷阱温度为-60℃，预冻5h后，在真空条件下设置干燥温度为20℃，干燥12小时后，从模具中剥离即得到具有吸湿功能的100μm厚的凝胶膜；
(3)将(1)的混合液喷涂在250μm棉布I的一面，驱动压力为0.2bar，喷嘴尺寸为1mm，喷涂流量为800mL min-1，喷涂距离为40cm，喷涂时间为5s，喷涂面积为40*40cm，放置于70℃的烘箱2h，烘干后取出，得到以棉布为基底的400μm散热层，再将凝胶膜的一面与棉布I的另一面贴合，同时凝胶膜的另一面与棉布Ⅱ贴合后进行层压，即凝胶膜作为夹层，层压之后得到防晒降温材料。层压时选择的黏合剂为丙烯酸树脂。层压为在温度为70℃，压力为300kPa下进行热压复合80s，压制成型。
本实施例得到的防晒降温材料在太阳光谱范围(波长300至2500nm)的反射率为97％，在大气窗口波长范围内(波长8至13μm)的红外发射率为93％，在30％的湿度条件下吸水率为0.96g g-1，最大拉伸断裂强度为100N/5cm，最大断裂伸长率为10％。
实施例4
(1)将15质量份(1质量份为0.1g)的聚氧化乙烯溶解于65质量份的甲苯中，优选在50℃下搅拌2h，加速溶解，搅拌速度为200r/min，直至有机聚合物完全溶解；再加入20份的二氧化钛于室温下300r/min搅拌1h，之后再加入25质量份的100nm三氧化二铝于室温下500r/min搅拌2h，混合均匀之后，得到混合液；
(2)将5质量份的羧甲基纤维素钠与去离子水搅拌30min，直至形成均匀透明的8wt％前驱体溶液，搅拌速度为300r/min，再将10质量份海藻酸钠缓慢加入前驱体溶液中，在产生涡旋之后迅速倒入模具中，在室温下静置30分钟；然后，将模具放入冷冻干燥机，调节冷阱温度为-60℃，预冻4h后，在真空条件下设置干燥温度为40℃，干燥8小时后，从模具中剥离即得到具有吸湿功能的50μm厚的凝胶膜；
(3)将(1)的混合液喷涂在350μm无纺布I的一面，驱动压力为0.1bar，喷嘴尺寸为1.5mm，喷涂流量为500mL min-1，喷涂距离为40cm，喷涂时间为10s，喷涂面积为40*40cm，放置于80℃的烘箱1h，烘干后取出，得到以无纺布为基底的50μm散热层，再将凝胶膜的一面与无纺布I的另一面贴合，同时凝胶膜的另一面与无纺布Ⅱ贴合后进行层压，即凝胶膜作为夹层，层压之后得到防晒降温材料。层压时选择的黏合剂为聚酰胺树脂。层压为在温度为60℃，压力为300kPa下进行热压复合60s，压制成型。
本实施例得到的防晒降温材料在太阳光谱范围(波长300至2500nm)的反射率为90％，在大气窗口波长范围内(波长8至13μm)的红外发射率为95％，在30％的湿度条件下吸水率为0.8g g-1，最大拉伸断裂强力为120N/5cm，最大断裂伸长率为56％。
实施例5
(1)将20质量份(1质量份为0.1g)的聚乳酸溶解于60质量份的四氢呋喃中，优选在50℃下搅拌1h，加速溶解，搅拌速度为100r/min，直至有机聚合物完全溶解；再加入20份的甲氧基肉桂酸乙基己酯于室温下300r/min搅拌2h，直至完全溶解，之后再加入10质量份的50μm二氧化硅于室温下400r/min搅拌5h，混合均匀之后，得到混合液；
(2)将4质量份的壳聚糖与去离子水搅拌30min，直至形成均匀透明的6wt％前驱体溶液，搅拌速度为300r/min，再将7质量份纤维素缓慢加入前驱体溶液中，在产生涡旋之后迅速倒入模具中，在室温下静置15分钟；然后，将模具放入冷冻干燥机，调节冷阱温度为-60℃，预冻2h后，在真空条件下设置干燥温度为0℃，干燥10小时后，从模具中剥离即得到具有吸湿功能的150μm厚的凝胶膜；
(3)将(1)的混合液喷涂在200μm化纤布I的一面，驱动压力为0.2bar，喷嘴尺寸为2mm，喷涂流量为700mL min-1，喷涂距离为40cm，喷涂时间为5s，喷涂面积为40*40cm，放置于90℃的烘箱1h，烘干后取出，得到以化纤布为基底的200μm散热层，再将凝胶膜的一面与化纤布I的另一面贴合，同时凝胶膜的另一面与化纤布Ⅱ贴合后进行层压，即凝胶膜作为夹层，层压之后得到防晒降温材料。层压时选择的黏合剂为环氧树脂。层压为在温度为50℃，压力为200kPa下进行热压复合60s，压制成型。
本实施例得到的防晒降温材料在太阳光谱范围(波长300至2500nm)的反射率为95％，在大气窗口波长范围内(波长8至13μm)的红外发射率为90％，在30％的湿度条件下吸水率为0.75g g-1，最大拉伸断裂强度为70N/5cm，最大断裂伸长率为40％。
表1各实施例与对比例的效果对比
Figure BDA0004151462530000091
表1为实施例1-5和对比例的温度的对比。其中以裸露的手臂作为对比例，在平均气温为38℃，平均太阳辐照度800W/m2的实验条件下进行温度测试。从表1可以看出，实施例1-5温度均低于对照例热成像温度3～4℃，可知本发明的遮阳防晒降温吸湿材料能够有效主动降低温度，满足室外制冷需求。
上述所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化。凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料的制备方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
(1)将5～20质量份的有机聚合物溶解于60～80质量份的有机溶剂中，再加入10～20份的防晒剂和10～30质量份的无机微纳米颗粒并混合均匀，得到混合液；
(2)将2～5质量份的高分子亲水基质与去离子水搅拌形成前驱体溶液，再将5～10质量份吸湿剂加入前驱体溶液混匀后静置除泡，经冷冻干燥得到具有吸湿功能的凝胶膜；
(3)将混合液喷涂在透气层I的一面并干燥，再将凝胶膜的一面与透气层I的另一面贴合，同时凝胶膜的另一面与透气层II贴合后进行层压，得到防晒降温材料。
2.根据权利要求1所述一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)的有机聚合物选自聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、聚乳酸的至少一种；有机溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、四氢呋喃、丙酮的至少一种；无机微纳米颗粒选自二氧化钛、三氧化二铝、二氧化硅、硫酸钡或者中空玻璃微珠的至少一种；防晒剂选自二氧化钛、氧化锌、甲氧基肉桂酸乙基己酯、氰双苯丙烯酸辛酯、邻氨基苯甲酸甲酯、羟苯甲酮、奥利克林、水杨酸三甲环己酯中的至少一种。
3.根据权利要求2所述一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料的制备方法，其特征在于，所述无机微纳米颗粒的粒径为1nm-1000μm。
4.根据权利要求1所述一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的所述高分子亲水基质选自卡波姆、羟丙甲纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、壳聚糖的至少一种；吸湿剂选自氯化锂、氯化钙、氯化镁、纤维素、聚乙烯醇、海藻酸钠的至少一种。
5.根据权利要求1所述一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料的制备方法，其特征在于，高分子亲水基质与去离子水搅拌10-30min，直至形成均匀透明的4-8wt％前驱体溶液，搅拌速度优选为100～500r/min。
6.根据权利要求1所述一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料的制备方法，其特征在于，吸湿剂缓慢加入前驱体溶液中，100～500r/min搅拌混合均匀，产生涡旋之后迅速倒入模具中，在室温下静置15～30分钟；然后，将模具放入冷冻干燥机，调节冷阱温度为-60℃，预冻2～5h后，在真空条件下设置干燥温度为0～40℃，干燥8～12小时后，从模具中剥离即得到具有吸湿功能的凝胶膜。
7.根据权利要求1所述一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的凝胶膜厚度为50～300μm。
8.根据权利要求1所述一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)透气层I和透气层II为透气布料，透气层I和透气层II的厚度分别为100～500μm；所述防晒降温材料的厚度300～1700μm。
9.如权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到的具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料。
10.如权利要求9所述的具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料在热管理领域的应用。
CN202310320382.5A 2023-03-29 2023-03-29 一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用 Pending CN116278218A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310320382.5A CN116278218A (zh) 2023-03-29 2023-03-29 一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310320382.5A CN116278218A (zh) 2023-03-29 2023-03-29 一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116278218A true CN116278218A (zh) 2023-06-23

Family

ID=86816672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310320382.5A Pending CN116278218A (zh) 2023-03-29 2023-03-29 一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116278218A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111393915A (zh) 被动型辐射制冷复合材料层及其制备方法
CN107761401B (zh) 一种保温防水抗菌多功能布料及其制备方法和应用
CN107088368B (zh) 一种结构均匀、高透气性过滤用微孔膜及其制备方法
CN106987966B (zh) 一种防水性能良好的窗帘面料
CN115323626B (zh) 一种聚合物与功能配合物复合热管理材料及其制备方法和应用
CN113970142A (zh) 一种辐射制冷器件及其制备方法
CN116278218A (zh) 一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用
KR20120067210A (ko) 건물공조용 또는 제습용 고분자 복합소재 및 그 제조방법
CN106010049A (zh) 一种温敏微孔型凝胶复合防雾涂料的制备方法
CN205530668U (zh) 一种集太阳能与风能于一体的通风降温建筑
CN107972345A (zh) 一种抗拉抗老化的室外遮阳篷布料
CN116330754A (zh) 一种具有辐射制冷和相变蓄冷效应的防晒降温材料及其制备方法和应用
CN108357170B (zh) 一种隔热隔绝紫外线的聚乙烯伞胶布及其制备方法
CN205977016U (zh) 一种壁挂式的太阳能空气流能量窗
CN105386701B (zh) 商品房用防蚊虫除甲醛窗
CN220301665U (zh) 智能化通风节能屋面
CN217817152U (zh) 一种中药材库房墙体屋面调温装置
CN116284962A (zh) 一种高回弹性蛋白质纤维辐射制冷气凝胶薄膜的制备方法
CN114318678B (zh) 一种室外辐射热管理微纳米纤维膜及其制备方法
CN109736496B (zh) 绿色玻璃幕墙
CN103088647A (zh) 一种蓄热调温布料的加工工艺
CN213418109U (zh) 一种防水保温建材
CN116334842A (zh) 一种具有辐射降温和亲水吸湿特性的纳米丝素纤维织物的制备
CN217011973U (zh) 一种高保温式核桃培育大棚
CN107192057B (zh) 以溶液为媒介对建筑物进行温湿度调节的仿生树节能系统

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