【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物多孔薄膜的，具体涉及一种聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、被动辐射制冷作为一种无需能量输入的新兴制冷技术，在电力装备散热、建筑冷却以及个人热管理领域等具有巨大的潜力。其主要是利用地球与外太空(～3k)之间的大气透明窗口(8-13mm)，将地球表面的热量以热辐射的形式发射到外太空这一巨大的冷源之中。然而，在实际情况下，宽带中红外固定的高红外发射率势必会带来不必要的热效应。首先，炎热的夏季，辐射降温可以降低冷却能耗，但是在寒冷的冬天，即使温度低于环境温度，辐射降温可能仍然在进行，从而导致过冷。这可能会导致进一步加大供暖需求和提高碳排放。近年来，智能超材料或动态结构材料备受科学家关注用来缓解过冷问题。例如智能变色材料，相变材料，非对称热辐射材料等根据不同的冷却需求实现可调节的热辐射特性。从而通过控制太阳能的吸收，使得材料两侧具有对比的热发射率。然而，它们仍然具有很强的热局限性：在太阳光光窗口的散射低，甚至导致材料热吸收，从而进一步提高了材料的温度。因此，如何设计具有高散射以及非对称热发射率的辐射降温材料来抑制太阳光窗口热吸收和寒冷条件下的过冷问题是当前面临的巨大挑战之一。
2、聚合物梯度多孔材料是成分或孔密度在某一维或多维方向上连续或准连续变化的具有复合功能的聚合物基多孔材料。其梯度多孔结构赋予了材料独特的优势，如：可调控成分的空间分布、可避免界面热应力和兼容多种性能等。其中，电磁不对称性是聚合物梯度多孔材料所具有的特性之一，它是前向和后向的电磁入射的非对称光学特性，在航
技术实现思路
1、解决的技术问题：本专利技术提供了一种具有非对称光谱特性的辐射降温多孔材料的制备方法及应用，该复合膜具有非对称的紫外可见光近红外光谱特性，针对不同场景的应用环境能实现不同的降温效果，与此同时，为密闭空间降温提供了一种可以有效抑制非辐射热增益方法；在基体材料上选择特征官能团与8-13μm大气窗口波段相匹配的甲基丙烯酸羟乙酯单体，为实现高于环境温度时自发降温辐射制冷提供了可能。同时，本专利技术还提供一种功能化的降温材料，包含上述聚合物梯度多孔薄膜。
2、技术方案：一种聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将带负电的锂基蒙脱土溶于含有焦磷酸钠和含双键的丙烯酸酯类单体的水溶液中，所述锂基蒙脱土、丙烯酸酯类单体和焦磷酸钠的质量比为(0.05～0.3):0.8:(0.025～0.15)，在0～10℃常压下混合均匀分散至透明，制备得到带电锂基蒙脱土基可聚合共熔溶剂体系；步骤2：在步骤1中得到的可聚合共熔溶剂体系中加入光引发剂，加入量占单体的质量的0.5％～3.0％，持续通入氮气后除去气泡再倒入用ito玻璃模具内，在电场条件下，制备得到电荷梯度分布的锂基蒙脱土物理凝胶膜；步骤3：在步骤2中得到的物理凝胶膜，在紫外光诱导条件下，制备得到电荷梯度分布的聚甲基丙烯酸羟乙酯锂基蒙脱土膜，所述紫外波长为315-400nm，光强为70-90mw cm-2，并通过低温干燥得到梯度多孔薄膜。
3、优选的，步骤1中所述含双键的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯。
4、优选的，上述锂基蒙脱土、丙烯酸酯类单体和焦磷酸钠的质量比为0.1:0.8:0.05。
5、优选的，上述电场条件为：直流电，电压1.5v cm-1，电流1.0ma，通电时间10min。
6、优选的，步骤2中所述光引发剂为2,2-二乙氧基-1-苯己酮，紫外光波长为365nm，最大光强为80mw/cm-2，反应时间为30～45min。
7、优选的，上述冷冻干燥的温控条件为：大孔一侧调控区间0-8℃，小孔一侧调控8-15℃。
8、上述制备方法得到的聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜。
9、上述聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜在制冷中的应用。
10、一种降温材料，包含上述聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜。
11、有益效果：首先，本专利技术设计了一种新的聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度成孔体系。在体系中含双键的羧酸类单体不仅能提高与锂藻土分散溶液中氢键受体的互溶度，而且形成凝胶之后的冷冻干燥过程减少新的单体。其次，本专利技术中聚合物甲基丙烯酸羟乙酯网络与锂藻土构成形状稳定梯度孔体系。聚合物骨架与锂藻土之间的密集氢键作用，确保在直流电场下，锂藻土定向移动形成的梯度多孔骨架结构。再次，本专利技术中定向选择了与8-13μm大气窗口波段相匹配的基体材料实现自发降温辐射制冷。当材料的红外波段与地表物体的黑体辐射峰8-13μm基本重叠时，能实现其对太空辐射能量。而材料的红外区域的吸收与其官能团组成密切相关，其中锂藻土的si-o-si波长范围为9.1-12.5μm，能自发的进行辐射制冷。最后，本专利技术设计了一种聚合物梯度多孔薄膜的制备方法，其制备流程简单，方法易于操作，原料低廉易得，且通过该制备方法制得的聚合物梯度多孔薄膜具有非对称特性。
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1.一种聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将带负电的锂基蒙脱土溶于含有焦磷酸钠和含双键的丙烯酸酯类单体的水溶液中，所述锂基蒙脱土、丙烯酸酯类单体和焦磷酸钠的质量比为(0.05～0.3):0.8:(0.025～0.15)，在0～10℃常压下混合均匀分散至透明，制备得到带电锂基蒙脱土基可聚合共熔溶剂体系；步骤2：在步骤1中得到的可聚合共熔溶剂体系中加入光引发剂，加入量占单体的质量的0.5％～3.0％，持续通入氮气后除去气泡再倒入用ITO玻璃模具内，在电场条件下，制备得到电荷梯度分布的锂基蒙脱土物理凝胶膜；步骤3：在步骤2中得到的物理凝胶膜，在紫外光诱导条件下，制备得到电荷梯度分布的聚甲基丙烯酸羟乙酯锂基蒙脱土膜，所述紫外波长为315-400nm，光强为70-90mW cm-2，并通过低温干燥得到梯度多孔薄膜。
2.根据权利要求1所述聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中所述含双键的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯。
3.根据权利要求1所述聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜的制备方法，其特征在于，所述
4.根据权利要求1所述聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜的制备方法，其特征在于，所述电场条件为：直流电，电压1.5V cm-1，电流1.0mA，通电时间10min。
5.根据权利要求1所述聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜的制备方法，其特征在于，步骤2中所述光引发剂为2,2-二乙氧基-1-苯己酮，紫外光波长为365nm，最大光强为80mW/cm-2，反应时间为30～45min。
6.根据权利要求1所述聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜的制备方法，其特征在于，所述冷冻干燥的温控条件为：大孔一侧调控区间0-8℃，小孔一侧调控8-15℃。
7.权利要求1-6任一所述制备方法得到的聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜。
8.权利要求7所述聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜在制冷中的应用。
9.一种降温材料，其特征在于，包含上述聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜。
...【技术特征摘要】
1.一种聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将带负电的锂基蒙脱土溶于含有焦磷酸钠和含双键的丙烯酸酯类单体的水溶液中，所述锂基蒙脱土、丙烯酸酯类单体和焦磷酸钠的质量比为(0.05～0.3):0.8:(0.025～0.15)，在0～10℃常压下混合均匀分散至透明，制备得到带电锂基蒙脱土基可聚合共熔溶剂体系；步骤2：在步骤1中得到的可聚合共熔溶剂体系中加入光引发剂，加入量占单体的质量的0.5％～3.0％，持续通入氮气后除去气泡再倒入用ito玻璃模具内，在电场条件下，制备得到电荷梯度分布的锂基蒙脱土物理凝胶膜；步骤3：在步骤2中得到的物理凝胶膜，在紫外光诱导条件下，制备得到电荷梯度分布的聚甲基丙烯酸羟乙酯锂基蒙脱土膜，所述紫外波长为315-400nm，光强为70-90mw cm-2，并通过低温干燥得到梯度多孔薄膜。
2.根据权利要求1所述聚甲基丙烯酸羟乙酯梯度多孔薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1中所述含双键的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯。
3.根据权利要求1所述聚甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：张超，朱天宜，刘天西，刘松，王煜烽，郭冬菊，胡楠，王政涛，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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