复合冷却膜和包括该复合冷却膜的制品制造技术

本发明专利技术公开了一种复合冷却膜(100)，该复合冷却膜包括固定到反射微孔层(110)的第一主表面的抗污层(160)。该反射微孔层(110)包含第一含氟聚合物，并且在400纳米至2500纳米范围内的大多数波长上漫反射电磁辐射。该抗污层(160)具有与微空隙聚合物膜相背的面向外的抗污表面(162)。本发明专利技术还公开了一种制品(1100)，该制品包括固定到基底(1110)的复合冷却膜(1112)。(1112)。(1112)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合冷却膜和包括该复合冷却膜的制品


[0001]本公开广义地涉及无源辐射冷却膜和制品。

技术介绍

[0002]地球的大气环境在红外波长范围内具有介于8微米和13微米之间的半透明窗口，即大气环境的辐射发射在该窗口中非常弱。在大气窗口之外，地球的大气是高度发射性的。同时，大气窗口落在由普朗克定律在环境温度(即，约300开氏度(K))下定义的黑体的峰值热辐射内。该特征通过经由穿过大气窗口的辐射发射消除热量来实现在环境温度下用于陆地主体的潜在无源冷却机制。所发射的辐射向高处逸出到上部大气环境中，在上部大气环境中，温度比在地球表面上低得多。大气窗口允许具有高太阳能反射率的表面的传出辐射发射超过其吸收的传入大气辐射，从而无源地冷却至低于环境温度。除了进入的大气辐射的影响，散热器的冷却性能取决于其它因素，诸如例如散热器的发射率、来自周围介质的非辐射(传导和对流)热增益以及白天进入的太阳辐射。无源辐射冷却膜的关键特性通常包括0.3微米至2500微米的太阳能波长上的低发光度，但8微米至13微米的大气窗口波长上其具有高发光度。根据热辐射的基尔霍夫定律，高吸收率与高发光度相关。

技术实现思路

[0003]本公开提供了即使在白天也适用于冷却基底(例如，车辆或建筑物)的无源辐射冷却膜。无源辐射冷却膜结合了高效的紫外线辐射(UV)、可见光辐射(VIS)和近红外线(近IR)反射率。
[0004]在一个方面，本公开提供了一种复合冷却膜，其包括固定到反射微孔层的第一主表面的抗污层，其中所述反射微孔层包含第一含氟聚合物，并且在400纳米至2500纳米范围内的大多数波长上漫反射电磁辐射，并且其中所述抗污层具有与所述反射微孔层相背的面向外的抗污表面。
[0005]在另一方面，本公开提供了一种制品，其包括固定到基底的根据前述权利要求中任一项所述的复合冷却膜，其中所述抗污层比所述反射微孔层更远离所述基底。
[0006]如本文所用：
[0007]“含氟聚合物”是指包含氟的任何有机聚合物；
[0008]除非另外指明，否则“红外”(IR)是指波长为>700nm至1mm的红外电磁辐射；
[0009]除非另外指明，否则“可见”(VIS)是指波长为400nm至700nm的包括端值在内的可见电磁辐射；
[0010]除非另外指明，否则“紫外线”(UV)是指波长为至少250nm且至多400nm但不包括400nm的紫外线电磁辐射；
[0011]“微孔的”是指具有50nm至10,000nm平均孔径的内部孔隙率(连续的和/或不连续的)；
[0012]“微空隙的”是指具有100nm至3000nm平均空隙直径的内部离散空隙；
[0013]“非氟化聚合物”是指不包含氟的任何有机聚合物；
[0014]除非另外指明，否则“辐射”是指电磁辐射；
[0015]“固定到”意指直接或间接附连到(例如，直接接触或通过一体的粘合剂层以粘合方式粘结到)；
[0016]“平均反射率”是指在指定波长范围内平均的反射率；
[0017]“反射”和“反射率”是指反射光或辐射的特性，尤其是独立于材料厚度测量的反射率；以及
[0018]“反射率”是以垂直入射角度照射到表面上的被其反射的光或其它辐射的比例的量度。反射率通常随波长而变化，并且被报告为从表面反射的入射光的百分比(0％
–
无反射光，100
–
所有光均被反射)。反射率和反射比在本文中可互换使用。
[0019]吸收率可用ASTM E903
‑
12“Standard Test Method for Solar Absorptance,Reflectance,and Transmittance of Materials Using Integrating Spheres”(用积分球测定材料的太阳吸收率、反射率和透射率的标准试验方法)中所述的方法测定。本文所述的吸收率测量通过如前所述进行透射率测量，然后使用公式1计算吸收率来进行。
[0020]如本文所用，术语“吸收率”是指入射辐射功率与透过材料的透射辐射功率的比率的以10为底的对数。该比率可被描述为由材料接收的辐射通量除以由材料透射的辐射通量。可根据以下公式1基于透射度(T)计算吸收率(A)：
[0021]A＝
‑
log
10
T
ꢀꢀ
(1)
[0022]发射率可使用红外成像辐射计以ASTM E1933
‑
14(2018)中描述的方法“Standard Practice for Measuring and Compensating for Emissivity Using Infrared Imaging Radiometers”(使用红外成像辐射计测量和补偿发射率的标准操作)测量。
[0023]在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。
[0024]在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。
附图说明
[0025]图1为根据本公开的一个实施方案的示例性复合冷却膜100的示意性侧视图。
[0026]图2A、图2B和图2C为具有微结构的抗污表面结构的视图。图2A示出了相对于xyz轴的横截面的透视图。图2C示出了图2A在xz平面中的横截面。图2B示出了yz平面中的另一个横截面。
[0027]图3为图2A至图2C的抗污表面结构的各种纳米结构在xz平面中的横截面图。
[0028]图4是包括在xz平面中的掩蔽元件的各种纳米结构的横截面图，其作为可与图2A至图2C的抗污表面结构一起使用的图3的纳米结构的另选方案。
[0029]图5A和图5B示出了线的图示，该线表示用于xz平面中的抗污表面结构的不同形式的微结构的横截面轮廓。
[0030]图6为具有不连续的微结构的第一抗污表面结构的一部分的透视图。
[0031]图7为具有不连续的微结构的第二抗污表面结构的一部分的透视图。
[0032]图8和图9为具有不连续的微结构的第三抗污表面结构的不同部分的透视图。
[0033]图10示出了示例性IR反射多层光学膜1220。
[0034]图11为根据本公开的示例性制品1100的示意性侧视图。
[0035]图12为根据本公开的一个实施方案的示例性复合冷却膜1200的示意性侧视图。
[0036]在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解，本领域的技术人员可设计出落入本公开原理的范围和实质内的许多其它修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。
具体实施方式
[0037]在图1中所示的一个示例性实施方案中，示例性复合冷却膜100包括其上固定有抗污层160的反射微孔层110。抗污层160固定到反射微孔层110的主表面112，使得面向外的抗污表面162与反射微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种复合冷却膜，所述复合冷却膜包括固定到反射微孔层的第一主表面的抗污层，其中所述反射微孔层包含第一含氟聚合物，并且在400纳米至2500纳米范围内的大多数波长上漫反射电磁辐射，并且其中所述抗污层具有与所述反射微孔层相背的面向外的抗污表面。2.根据权利要求1所述的复合冷却膜，所述复合冷却膜还包括辅助反射微孔层，所述辅助反射微孔层与所述抗污层相背地固定到所述反射微孔层。3.根据权利要求2所述的复合冷却膜，其中所述辅助反射微孔层包含聚乙烯、聚丙烯、多糖或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合冷却膜，其中所述面向外的抗污表面沿着轴线延伸，其中包含所述轴线的平面限定所述层的横截面并与所述表面相交，以限定在两个维度上描述所述表面的线，所述层包括：至少部分地由所述线限定的一系列微结构，所述线限定沿所述轴线的一系列交替的微峰和微空间，其中每个微空间包括最大绝对斜率，所述最大绝对斜率限定距所述轴线至多30度的角度，其中每个微峰包括限定第一平均斜率的第一微区段和限定第二平均斜率的第二微区段，并且其中在所述第一平均斜率和所述第二平均斜率之间形成的角度为至多120度；以及至少部分地由所述线限定的多个纳米结构，所述线限定沿所述轴线设置在至少所述微空间上的至少一系列纳米峰，其中每个纳米峰具有高度，并且每个对应的微峰的高度为所述纳米峰的高度的至少10倍。5.根据权利要求4所述的复合冷却膜，其中所述微峰的第一平均斜率为正，并且所述微峰的第二平均斜率为负。6.根据权利要求4或5所述的复合冷却膜，其中所述微峰的第一平均斜率的绝对值等于所述微峰的第二平均斜率的绝对值。7.根据权利要求1至3中任一项所述的复合冷却膜，其中所述面向外的抗污表面沿着轴线延伸，其中包含所述轴线的平面限定所述层的横截面并与所述面向外的抗污表面相交，以限定在两个维度上描述所述面向外的抗污表面的线，所述层包括：至少部分地由所述线限定的一系列微结构，所述线限定沿所述轴线的一系列交替的微峰和微空间，其中每个相邻微峰和微空间之间的边界包括所述线的弯曲部或拐点中的至少一者；以及至少部分地由所述线限定的多个纳米结构，所述线限定沿所述轴线设置在至少所述微空间上的至少一系列纳米峰，其中每个纳米峰具有高度，并且每个对应的微峰的高度为所述纳米峰的高度的至少10倍。8.根据权利要求4至7中任一项所述的复合冷却膜，其中每个微空间的宽度为以下中的至少一者：对应的微峰距离的至少10％，或至少10微米。9.根据权利要求4至8中任一项所述的复合冷却膜，其中微峰之间的微峰距离在1微米至1000微米的范围内。10.根据权利要求4至9中任一项所述的复合冷却膜，其中所述微峰的高度为至少10微
米。11.根据权利要求4至10中任一项所述的复合冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：