【技术实现步骤摘要】
该专利技术属于被动辐射制冷热管理材料领域，具体涉及一种具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜及其制备方法。
技术介绍
1、在全球气候变暖的背景下，夏季面临极端高温的可能性增加。目前，传统的制冷设备如空调被广泛地用于环境降温。然而，这类设备需要通过电源来驱动压缩机工作进而实现降温，这一过程需要消耗大量能源并且会加剧温室气体的排放。与传统的电驱动制冷技术原理不同，被动辐射制冷技术是一种无源制冷技术，在没有外界能量输入的情况下，可以达到降低局部温度的效果。被动辐射制冷材料是通过调控材料在0.3-2.5μm太阳光波段的反射率来减少材料对太阳辐射热量的吸收，另一方面材料本身能够通过8-13μm波段处的“大气透明窗口”来将自身热量向“绝对零度”的外太空辐射，从而达到日间被动降温的效果。这项被动制冷技术对环境无污染且无需消耗额外的能量，在柔性可穿戴设备、建筑降温、食物保鲜等领域已得到广泛的应用。
2、目前，被动辐射制冷薄膜的反射率主要是通过两大类方式来进行调控。第一类是通过引入无机纳米颗粒(如al2o3、baso4等)改性的方法来实现材料对太阳光的有效散射，进而提高薄膜材料对太阳光的反射能力。然而，在实际的制备过程中纳米颗粒较难均匀地分散在基体中，且这类颗粒改性的降温薄膜的稳定性较差，随着使用时间的增加，无机颗粒可能会从基体中脱落。第二类是通过在薄膜材料的内部或表面引入光子结构的方法来实现对太阳光传播方向的调控，进而提高反射率。其中，内部光子结构主要包括纳米/微米孔洞结构，这类内部纳米/微米孔洞结构可以采用相分离的办法进行规模化
3、由此，我们提出了一种具有双光子结构的被动降温薄膜，该薄膜的加工制备是采用相分离技术与模板压印法相结合的策略，具有可扩展性和高效性。该薄膜在没有无机纳米颗粒加入的情况下能够实现高的太阳反射率，并且在日间表现出优异的被动降温效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的：本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的目的是提出一种具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜及其制备方法，解决了被动降温薄膜反射率不佳，表面光子结构加工复杂、制备成本高、周期长等问题。
2、本专利技术的技术方案是：为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜及其制备方法，采用相分离技术与模板热压法来分别得到内部和表面的光子结构。首先采用非溶剂诱导致相分离的方法制备内部具有纳米和微米孔结构的聚合物薄膜，材料基体选用的是在8-13μm波段具有高红外发射特性的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(pvdf-hfp)。随后将相分离多孔薄膜置于具有微结构图案的热压模具上方进行热压操作，最终得到具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜(rcf)。具体制备步骤为：
4、(1)配制用于相分离成膜操作的混合溶液，溶液由pvdf-hfp、丙酮、水组成。
5、(2)将上述配制好的聚合物溶液倒入培养皿中成膜，得到具有内部多孔结构的pvdf-hfp薄膜。
6、(3)将表面具有微结构图案的热压模具用无水乙醇清洗洁净并烘干。
7、(4)将清洗后的热压模具放置在加热台上预热，随后将多孔pvdf-hfp薄膜的一面贴在模具上进行热压操作，得到目标产物具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜(rcf)。
8、优选地，步骤(1)中，混合溶液中pvdf-hfp、丙酮、水的质量比为1∶10∶1，溶解温度为60℃，溶解时间为6h。
9、进一步地，步骤(2)中，容器选用聚四氟乙烯培养皿，相分离成膜时间为24h。
10、进一步地，步骤(3)中，热压模具材质为硅片，大小尺寸为4英寸，模具表面具有倒金字塔阵列结构图案，倒金字塔结构的底边边长为4μm，倾斜角为54.74°。
11、进一步地，步骤(4)中，模具热压时的温度为160℃，热压时间为5s。
12、有益效果：
13、(1)本专利技术提出的内部光子结构是采用非溶剂诱导致相分离法制备的，能够实现批量化大规模制备。表面光子结构的制备是采用模具热压法制得，相比于传统的表面微结构加工技术，具有操作简单、低成本、高效率、可扩展制备的优势。
14、(2)性能优异：所制得的同时具有表面和内部光子结构的被动降温薄膜具有高达98％的太阳反射率，薄膜的平均红外发射率可达96％。在日间光照的环境下，薄膜可以实现低于环境温度8.8℃的降温效果。薄膜具有优异的柔韧性拉伸强度，力学强度满足实际应用。同时薄膜具有疏水特性，能够有效地减少表面污染。
15、(3)与传统的多孔辐射制冷薄膜材料相比，该薄膜具有以下优点：
16、①薄膜的太阳光反射率和红外发射率高。
17、②薄膜具有优异的疏水特性。
18、③薄膜仅由一种聚合物材料组成，没有无机改性颗粒的加入，无材料外泄的风险。
19、④薄膜在日间能够实现优异的被动降温性能。
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1.一种具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜及其制备方法，其特征在于，薄膜内部的多孔结构是采用相分离法制备的，薄膜表面的序构阵列结构是采用模板热压法进行制备的，最终产物是采用相分离法与热压法相结合的方式制得，以获得内部和表面光子结构。
3.根据权利要求1所述的一种具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜，其特征在于，步骤(1)中，PVDF-HFP、丙酮、水的质量比为1∶10∶1，溶解温度为60℃，相分离成膜时间为24h。
4.根据权利要求1所述的一种具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜，其特征在于，步骤(2)中，模具材质为硅片，大小为4英寸，硅片表面具有倒金字塔阵列结构图案，倒金字塔结构的底边边长为4μm，倾斜角为54.74°。
5.根据权利要求1所述的一种具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜，其特征在于，步骤(3)中，进行热压操作时模具的温度为160℃，热压时间为5s。
【技术特征摘要】
1.一种具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜及其制备方法，其特征在于，薄膜内部的多孔结构是采用相分离法制备的，薄膜表面的序构阵列结构是采用模板热压法进行制备的，最终产物是采用相分离法与热压法相结合的方式制得，以获得内部和表面光子结构。
3.根据权利要求1所述的一种具有表面序构阵列和内部多孔的被动降温薄膜，其特征在于，步骤(1)中，pvd...
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