System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种柔性辐射制冷相变材料及制备和应用制造技术_技高网

一种柔性辐射制冷相变材料及制备和应用制造技术

技术编号:43401930 阅读:1 留言:0更新日期:2024-11-22 17:42
本发明专利技术公开了一种柔性辐射制冷相变材料及制备和应用。以聚乙烯醇为支撑材料,通过物理混合负载辐射制冷功能氧化物,经过冷冻干燥处理获得多柔性载体;然后将相变材料通过真空浸渍浸入其中最终制得柔性辐射制冷相变材料。该复合相变材料具有良好的储能密度及形状稳定性,可实现对太阳光的高效反射,平均反射率大于80%,以此降低对光的吸收实现辐射制冷,同时相变材料的高储能特性可将多余的热量吸收存储并控制温度升高,进一步提升制冷性能,该体系有望于应用到辐射制冷节能材料与设备领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柔性复合定型相变材料领域,具体涉及一种柔性辐射制冷相变材料及制备和应用


技术介绍

1、在全球能耗占比中,建筑能耗约占总能耗的30%,其中20–30%为制冷所消耗的能量。随着全球气候变暖的发生,建筑物热管理所用能耗比例势必会不断上升,传统制冷技术往往伴随着化石能源的大量消耗和并产生温室气体,这将进一步加剧全球气候变暖。因此,寻求新的制冷技术降低其能源消耗对于优化能源结构具有重要意义。

2、辐射制冷技术可反射太阳波段的太阳光,并将热量以热辐射的形式通过大气透明窗口散发到寒冷的外层空间,作为一种绿色环保的零能耗被动制冷技术近些年成为研究的热点。然而由于辐射制冷体系本身不具备储热能力,体系温度会随着日照时间及环境温度的扩散不断提升,以此失去制冷效果。因此,提升辐射制冷体系的储热能力有利于进一步提高其制冷性能。

3、相变材料在相变过程中可吸收/释放大量潜热并保持温度相对恒定,据此可作为辐射制冷材料吸收目标产生的热量并控制其温度,从而提高辐射制冷的效果,作为极具潜力的控温类辐射制冷材料,相变材料的研究受到越来越多的关注。但是,该类材料存在在相变期间泄漏的问题,同时其固有刚性极大阻碍了操作应用性;另外,如何提升其对光的敏感性保证其对太阳光的高效反射也亟需解决。


技术实现思路

1、针对相变材料固有刚性、相变泄漏及太阳光反射能力的不足,本专利技术提出一种柔性辐射制冷相变材料及制备和应用,该相变材料具备良好的储热密度及高效太阳光反射能力,可降低对光的吸收实现辐射制冷。

2、为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:

3、第一方面,本专利技术提供一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,包括以下步骤:

4、(1)将聚乙烯醇与水在60-95℃条件下搅拌混合得到均匀稳定溶液,其中聚乙烯醇的质量分数为5~15wt%之间;然后加入功能氧化物,搅拌得到混合溶液,聚乙烯醇与功能氧化物的质量比为4~8;将该溶液进行冷冻干燥得到柔性载体;

5、(2)将相变材料与步骤(1)中的柔性载体混合,真空浸渍使相变材料充分进入基材结构中,最后去除掉表面多余的相变材料制得柔性辐射制冷相变材料膜。

6、优选的,步骤(1)中所述聚乙烯醇的质量分数为8~12wt%,最优为10wt%。

7、优选的,步骤(1)中所述聚乙烯醇与功能氧化物的质量比为5,此时辐射制冷效率最佳。

8、优选的,步骤(1)中所述功能氧化物为氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钛中的一种或两种以上;平均粒径为200~500nm。

9、更优选的,步骤(1)中所述功能氧化物的平均粒径为300nm,此时分布效果最佳。

10、优选的,步骤(1)中所述冷冻干燥温度为-20℃~0℃,时间为48~72h。

11、更优选的,步骤(1)中所述冷冻干燥温度为-20℃~-5℃,时间为48~60h,且当,温度为-15℃--10℃,时间为48-55h时,冻干效果最佳。

12、优选的,步骤(2)中所述相变材料为石蜡、聚乙二醇(分子量1000-20000)、脂肪醇(碳原子数为14-18)、脂肪酸(碳原子数为14-18)中的一种或二种以上。

13、优选的,步骤(2)中所述真空浸渍时的温度为80-110℃,真空度为-0.1mpa,时间为2-4h。

14、第二方面,本专利技术提供由上述制备方法制得的柔性辐射制冷相变材料。

15、本专利技术制得的柔性相变材料具有良好的柔性,可弯曲180°以上仍然保持形状不断裂。且制得的柔性相变材料太阳光反射率明显提高,平均反射率大于80%。

16、第三方面,本专利技术提供上述柔性辐射制冷相变材料的应用,该相变材料产品可用于辐射制冷节能材料与设备领域。

17、与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:

18、1.本专利技术设计反应条件对于制备条件设备要求低,操作简便,制得的复合定型相变材料具有良好的储热性能、柔性和形状稳定性(无泄漏),可弯曲180°以上仍然保持形状不断裂;

19、2.本专利技术制得的相变材料太阳光反射率明显提高,平均反射率大于80%,以此降低对光的吸收实现辐射制冷,同时相变材料的高储能特性可将多余的热量吸收存储并控制温度升高,进一步提升制冷性能,该体系有望于应用到辐射制冷节能材料与设备领域。

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【技术保护点】

1.一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述聚乙烯醇的质量分数为8~12wt%。

3.根据权利要求1所述的一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述聚乙烯醇与功能氧化物的质量比为5。

4.根据权利要求1所述的一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述功能氧化物为氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钛中的一种或两种以上;平均粒径为200~500nm。

5.根据权利要求1所述的一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述冷冻干燥温度为-20℃~0℃,时间为48~72h。

6.根据权利要求5所述的一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述冷冻干燥温度为-20℃~-5℃,时间为48~60h。

7.根据权利要求1所述的一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述相变材料为石蜡、分子量1000-20000的聚乙二醇、碳原子数为14-18的脂肪醇、碳原子数为14-18的脂肪酸中的一种或二种以上。

8.根据权利要求1所述的一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中真空浸渍的温度为80-110℃,真空度为-0.1MPa,时间为2-4h。

9.一种权利要求1至8任一所述的制备方法制得的柔性相变材料。

10.一种权利要求9所述柔性相变材料在辐射制冷节能材料与设备领域中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述聚乙烯醇的质量分数为8~12wt%。

3.根据权利要求1所述的一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述聚乙烯醇与功能氧化物的质量比为5。

4.根据权利要求1所述的一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述功能氧化物为氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钛中的一种或两种以上;平均粒径为200~500nm。

5.根据权利要求1所述的一种柔性辐射制冷相变材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述冷冻干燥温度为-20℃~0℃,时间为48~72h。

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【专利技术属性】
技术研发人员:孙克衍
申请(专利权)人:中国矿业大学
类型:发明
国别省市:

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