一种一步法制备彩色辐射制冷涂层及其应用制造技术

技术编号：43001212 阅读：4 留言：0更新日期：2024-10-15 13:28

本发明专利技术属于被动辐射制冷领域，为解决现有技术中难以同时满足高太阳光反射率要求和建筑装饰性的彩色需求，本发明专利技术公开了一种一步法制备彩色辐射制冷涂层及其应用，其主要成分包括：无机荧光染料修饰的无机颗粒(彩色颗粒)、丙烯酸树脂乳液、空心玻璃微珠及助剂。直接把荧光染料修饰在无机颗粒上，可以建立高效的能量转移效果，从而有效地把吸收的太阳光直接转化成肉眼可见的发射光，产生特定颜色，满足建筑的美学的彩色需求；此外，直接修饰无机颗粒的方法可以保证高的太阳光反射率(≥90％)，确保被动辐射制冷涂层的制冷效果。本发明专利技术能解决目前很多彩色辐射制冷涂层由于对可见光的吸收导致的制冷效果差，以及制备彩色辐射制冷涂层步骤繁琐的问题。该彩色辐射制冷涂层制备方法简单，一步共混即可实现，并且能够实现可见光全彩范围的覆盖，颜色持久，在太阳波段具有较高的反射率，在8～13μm大气窗口波段具有较高的发射率，达到优异的辐射制冷效果。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及被动辐射制冷材料，尤其涉及一种一步法制备彩色辐射制冷涂层及其应用。

技术介绍

1、能源危机与全球变暖是目前人类面对的两大主要挑战，随着全球气温升高，通过使用空调等主动制冷方式进行降温的需求急剧增加，消耗大量的能源的同时，加剧温室效应，进一步提高全球温度，造成严重的恶性循环。因此，非常有必要寻求一种无需能源消耗即可进行降温的绿色制冷技术或材料。

2、辐射制冷技术是一项通过将自身热量以红外的形式向外太空进行发射，从而实现无需外部能源输入即可进行降温的技术。目前的辐射制冷材料为达到更好的制冷性能，大多使用金属金、银或超白材料为衬底以达到高反射率，减少对太阳光的吸收。然而只具有白色或银白色表面的辐射制冷材料在实际应用中会产生较强的光污染，且缺乏一定的美学特性，从而限制了辐射制冷技术的实际应用范围。因此，设计研发一种彩色的辐射制冷材料以实现多场景化应用十分重要。

3、目前不同的方法开始应用制备带颜色的辐射制冷涂层，例如，专利cn111996679a和cn116042024a公开的彩色辐射制冷材料及其制备方法，是通过直接在辐射制冷材料中物理掺入颜料，实现颜色多样。这类制备方法简单，可实现较低成本的生产，然而通过颜料来获取色彩的方法会导致太阳光的严重吸收，使得材料温度升高，制冷功率下降。专利cn113791468a公开了一种彩色辐射制冷材料，该材料通过设计金属层、间隔层和布拉格反射层多层结构，可以获得较高的太阳窗口发射率和极低的可见光吸收，实现不会明显增加对太阳光的吸收而导致制冷效率下降的彩色辐射制冷材料

技术实现思路

1、针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种一步法制备彩色辐射制冷涂层及其应用，其解决了现有技术中存在的辐射制冷材料颜色单一，彩色辐射制冷材料制冷功率低以及制备方法复杂的问题。

2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种一步法制备彩色辐射制冷涂层及其应用，将发光基团直接修饰在微纳颗粒上且以此为颜色填料直接加入涂料中用于一锅法制备制冷涂层，本专利技术制备方法简单、施工方式便捷、可见光全彩范围覆盖、颜色持久和制冷效果优异的优点。

4、为实现上述目的，本专利技术一步法制备彩色辐射制冷涂层的技术方案为：将50～60％的无机荧光染料修饰的无机颗粒(彩色颗粒)、20～25％的丙烯酸树脂乳液、2～10％的空心玻璃微珠、5～8％的助剂和10～20％的去离子水混合均匀，涂覆在基材表面，置于空气中24小时，得到彩色辐射制冷涂层。

5、进一步地，所述的无机纳米颗粒为纳米颗粒为al2o3、tio2、baso4、zno、mgco3、mgo、caco3和sio2中的任意一种或者任意多种，纳米颗粒的尺寸为1～30μm；

6、进一步地，所述的无机荧光染料为zns:cu；y2o2s,euznag；zns:ag；zns,mn；zns,cn,mn；y2o2s:eu等常用的无机荧光染料中的一种或多种混合。

7、进一步地，所述的无机荧光染料修饰的无机纳米颗粒通过以下方法制备：

8、(1)将无机纳米颗粒、质量分数为30％的氨水、无水乙醇按质量比2:1:10投料，于50℃下搅拌10min使其充分混合均匀，设置磁力搅拌速率为500r/min；

9、(2)再依次分别加入5～10％的原硅酸四乙酯、5～8％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷及1～5％的无机荧光染料，再继续搅拌2h后，低速500r/min离心，取沉淀物干燥，即可得到无机荧光染料原位修饰的无机纳米颗粒(彩色颗粒)。

10、进一步地，所述的空心微珠尺寸为1～10μm。

11、进一步地，所述的助剂为分散剂、消泡剂、润湿剂、增稠剂、成膜助剂和防霉剂。

12、进一步地，所述的彩色辐射制冷涂层的厚度为300μm～600μm。

13、进一步地，所述的一步法制备彩色辐射制冷涂层包括以下具体步骤：

14、(1)室温下，将权利4中的彩色颗粒加入水中，常温常压下搅拌分散20分钟，搅拌速度为800～1000r/min；

15、(2)接着加入空心玻璃珠，常温常压下搅拌10分钟，搅拌速度为300～500r/min；

16、(3)将丙烯酸树脂乳液、分散剂、消泡剂、润湿剂、成膜助剂、防霉剂常温常压下搅拌混合20分钟，最后加入增稠剂搅拌混合5分钟，搅拌速度为300～400r/min，得到彩色辐射制冷层材料；

17、(4)将彩色辐射制冷层涂料涂覆在基材表面，干燥，即制得彩色辐射制冷涂层。

18、进一步地，所述的彩色辐射制冷涂层太阳光反射率≥90％，在大气透明窗口的平均发射率≥90％。

19、本专利技术提供的一步法制备彩色辐射制冷涂层可以在工业和民用建筑、活动板房、通讯基站、冷库、粮库、冷链运输、油气储罐领域中应用。

20、本专利技术具有以下有益效果：

21、1.本专利技术通过在高反射的无机颗粒外围修饰一层无机荧光染料分子，一方面能解决目前很多彩色辐射制冷涂层由于对可见光的吸收导致的制冷效果差的问题，另一方面可以通过简单的改变无机染料分子的成分，实现可见光全彩范围的覆盖，颜色持久，在太阳波段具有较高的反射率，在8～13μm大气窗口波段具有较高的发射率，达到优异的辐射制冷效果，满足对建筑美学的需求。

22、2.本专利技术采用的一步法制备彩色辐射制冷涂料，制备方法简便，施工便捷，可以大大缩短施工时间，便于大范围的使用。

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【技术保护点】

1.一种一步法制备彩色辐射制冷涂层，其特征在于：将50～60％的无机荧光染料修饰的无机颗粒(彩色颗粒)、20～25％的丙烯酸树脂乳液、2～10％的空心玻璃微珠、5～8％的助剂和10～20％的去离子水混合均匀，涂覆在基材表面，置于空气中24小时，得到彩色辐射制冷涂层。

2.根据权利要求1所述的一种彩色辐射制冷涂层，其特征在于：所述的无机纳米颗粒为纳米颗粒为Al2O3、TiO2、BaSO4、ZnO、MgCO3、MgO、CaCO3和SiO2中的任意一种、任意两者或者任意多种，纳米颗粒的尺寸为0.2～30μm。

3.根据权利要求1所述的一种彩色辐射制冷涂层，其特征在于：所述的无机荧光染料为ZnS:Cu；Y2O2S,EuZnAg；ZnS:Ag；ZnS,Mn；ZnS,Cn,Mn；Y2O2S:Eu等常用无机荧光染料中的一种或几种混合。

4.根据权利要求1所述的一种彩色辐射制冷涂层，其特征在于：所述的无机荧光染料修饰的无机纳米颗粒通过以下方法制备：

5.根据权利要求1所述的一种彩色辐射制冷涂层，其特征在于：所述的空心微珠尺寸为1～10μm。

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【技术特征摘要】

2.根据权利要求1所述的一种彩色辐射制冷涂层，其特征在于：所述的无机纳米颗粒为纳米颗粒为al2o3、tio2、baso4、zno、mgco3、mgo、caco3和sio2中的任意一种、任意两者或者任意多种，纳米颗粒的尺寸为0.2～30μm。

3.根据权利要求1所述的一种彩色辐射制冷涂层，其特征在于：所述的无机荧光染料为zns:cu；y2o2s,euznag；zns:ag；zns,mn；zns,cn,mn；y2o2s:eu等常用无机荧光染料中的一种或几种混合。

4.根据权利要求1所述的一种彩色辐射制冷涂层，其特征在于：所述的无机荧光染...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊新红，崔家喜，
申请(专利权)人：浙江澜涂科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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