一種輻射制冷涂料及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種輻射制冷涂料及其制備方法，包括按重量份計的以下各原料組分，水性合成樹脂乳液20～35份、光譜反射型填料10～20份、輻射降溫型填料25～40份、功能助劑1～5份及溶劑10～30份。本發明專利技術采用多種不同填料進行組合的方式，提高填料間的協同作用，使所制成的涂料涂料具有良好的太陽光反射性能和輻射降溫性能。降溫性能。

【技術實現步驟摘要】
一種輻射制冷涂料及其制備方法


[0001]本專利技術涉及涂料
，尤其涉及一種輻射制冷涂料及其制備方法。

技術介紹

[0002]輻射制冷涂料是一種不受周圍介質影響、可涂覆于建筑物外表面并將建筑自身的能量以電磁波的形式向外輻射從而使被涂覆建筑物的外表面溫度降低的涂料。優異的輻射制冷涂料在8～14μm整個范圍內均具有較高的發射率，從而高效率地向外輻射8～14μm范圍內的電磁波，該波段的電磁波對于大氣層近乎透明，稱之為“大氣窗口”。因此，可以通過輻射換熱與宇宙冷場(接近絕對零度的外太空)進行換熱。同時，該涂料對于太陽輻射波段0.25～2.5μm范圍內的太陽輻射反射率較高，達到降低建筑物外表面熱量的效果。而輻射制冷涂料的整個輻射過程取決于材料自身特性，不需要耗費額外能量便可實現自身熱量的損失，進而實現被動式降溫。
[0003]現有技術中存在一種新型復合輻射制冷薄膜材料。這種材料是由許多直徑在8μm左右的二氧化硅微球隨機地鑲嵌在聚甲基戊烯中所制成的厚度為50μm的薄膜。這種材料可以以紅外電磁波的形式向外輻射能量從而達到制冷的效果，該材料在8
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14um范圍內的紅外發射率高達0.93。這個波長段是紅外輻射的大氣窗口，對這個波長段的能量，地球的大氣層幾乎沒有任何阻力，可實現向外太空極冷環境輸送能量，從而降低人類所居住環境的溫度。如果在材料的背面再鍍一層200nm厚的鋁膜，可以提供高達96％的太陽光反射率，進一步提高制冷效果。實驗顯示，這種材料在中午陽光直射下具有最高可達93W/m2的輻射制冷功率，可讓與它接觸的物體降溫10
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16℃。這種輻射制冷薄膜材料的制備方法簡單易行，可任意切割并貼覆至物體的外表面，從而起到降溫作用。但這種材料存在的價格高昂及施工難度大等問題制約了其在公共建筑上的大面積推廣應用。
[0004]而中國專利文獻一種多層輻射降溫涂料及其制備方法(公開號CN 111574878 A)，公開了基于多層結構設計，分別構筑了紫外反射面涂、可見光反射中涂和近紅外反射底涂的方案。但該涂料主要用于高效反射不同波段的太陽光能量，只能減少涂層材料對于太陽輻射的接收量，無法實現被動降溫。同時，設計結構層數過多，導致施工工藝復雜，加大了實際應用的難度，使得大面積推廣使用應用受限。以及專利文獻一種室外用全天候太陽光反射與紅外輻射制冷涂料(公開號為CN 108250873 A)，其具體公開了一種室外用太陽光反射與紅外輻射制冷涂料，通過添加球形微珠和鍍金屬片狀體在涂料體系中，采用分層涂布的方式實現對太陽光的反射和紅外的發射功能，從而實現輻射降溫。由于使用的是鍍金屬片作為反射材料，對光譜的反射性能有限，難以達到優良的降溫效果。此外，目前還存在多種輻射降溫散熱涂料，但是均無法在降溫效果、生產難度、使用成本等方面達到均衡狀態，甚至有部分涂料無法在建筑外墻上發揮效果。

技術實現思路

[0005]本專利技術所要解決的技術問題是：本專利技術提供一種輻射制冷涂料及其制備方法，克
服現有的輻射制冷涂料說存在的降溫性能不佳、生產成本高、適用范圍小的缺陷。
[0006]為了解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：
[0007]第一方面，本專利技術實施例提供一種輻射制冷涂料，包括按重量份計的以下各原料組分：
[0008]水性合成樹脂乳液20～35份、光譜反射型填料10～20份、輻射降溫型填料25～40份、功能助劑1～5份及溶劑10～30份。
[0009]本專利技術提出的一種輻射制冷涂料，通過將光譜反射型填料與輻射降溫型填料復合，利用光譜反射型填料與輻射降溫型填料之間的協同作用，提升光譜特性；采用單層的結構設計，使涂料涂布后能夠形成具有太陽光反射和輻射降溫功能的功能涂層，不僅可以最大降低從太陽光中獲取的能量并通過大氣窗口發射電磁波與外太空冷場進行熱量交換，從而實現被動式降溫，相比于現有技術中需要先制作反射層再制作發射層的方案而言，層級簡單，且施工效率高。此外，本專利技術所采用的原料簡單，結構設計簡單，生產成本大幅下降，能夠實現大規模應用。
[0010]進一步地，水性合成樹脂乳液為純丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、乙丙乳液、聚氨酯乳液和有機硅乳液中的至少一種。
[0011]進一步地，光譜反射型填料為二氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅、氧化鋯、碳酸鈣、三氧化二銻、硅酸鋯和氧化鎂中的至少一種。
[0012]進一步地，輻射降溫型填料為氧化鋁、硫酸鋇、球型二氧化硅、碳化硅、氮化硅、磷酸鋅、磷酸鋅鈉、磷酸鋁、磷酸鐵、磷酸銅、磷酸氫銅、焦磷酸鎂、焦磷酸鋅、焦磷酸鋁和無機碳材料中的至少一種。
[0013]進一步地，無機碳材料的紅外輻射發射率≥95％。
[0014]根據上述描述可知，選擇紅外輻射發射率≥95％的無機碳材料能夠顯著提升所制成的涂料在大氣窗口處的電磁波發射率，進而提高涂層與太空冷場進行換熱的功率，提升換熱性能。
[0015]進一步地，功能助劑為成膜助劑、增稠劑、pH調節劑、潤濕劑、分散劑、消泡劑、流平劑、抗菌劑、防霉劑和防凍劑中的至少一種。
[0016]第二方面，本專利技術實施例提供一種輻射制冷涂料的制備方法，包括以下步驟：
[0017](1)向溶劑中加入部分功能助劑，并攪拌至溶液中無明顯粉末；
[0018](2)添加剩余的功能助劑并攪拌；
[0019](3)依次加入光譜反射型填料和輻射降溫型填料并攪拌至無明顯團聚結塊；
[0020](4)加入水性合成樹脂乳液并攪拌均勻；
[0021](5)將步驟(4)所得的涂料半成品進行過濾得到輻射制冷涂料。
[0022]其中，第二方面所提供的一種所對應的技術效果參照第一方面所提供的一種的相關描述。
[0023]進一步地，所述步驟(1)中添加的功能助劑為增稠劑和pH調節劑。
[0024]進一步地，所述步驟(2)中添加的功能助劑為成膜助劑、潤濕劑、分散劑、消泡劑、抗菌劑和防霉劑。
[0025]進一步地，所述步驟(5)中涂料半成品經過80～100目篩網過濾。
[0026]根據上述描述可知，涂料半成品經過過濾后所得到的涂料成品顆粒更加細膩、均
一，使涂料涂布于建筑表面后表面光滑、平整，進而使涂料在建筑物表面各處的換熱效率均衡。
具體實施方式
[0027]為了更好的解釋本專利技術，以便于理解，下面通過具體實施方式，對本專利技術作詳細描述。
[0028]為了更好的理解上述技術方案，下面將更詳細地描述本專利技術的示例性實施例。應當理解，可以以各種形式實現本專利技術而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更清楚、透徹地理解本專利技術，并且能夠將本專利技術的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0029]一種輻射制冷涂料，包括按重量份計的以下各原料組分：
[0030]水性合成樹脂乳液20～35份、光譜反射型填料10～20份、輻射降溫型填料25～40份、功能助劑1～5份及溶劑10～30份。作為優選，溶劑為水。
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種輻射制冷涂料，其特征在于，包括按重量份計的以下各原料組分：水性合成樹脂乳液20～35份、光譜反射型填料10～20份、輻射降溫型填料25～40份、功能助劑1～5份及溶劑10～30份。2.根據權利要求1所述的一種輻射制冷涂料，其特征在于：所述水性合成樹脂乳液為純丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、乙丙乳液、聚氨酯乳液和有機硅乳液中的至少一種。3.根據權利要求1所述的一種輻射制冷涂料，其特征在于：所述光譜反射型填料為二氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅、氧化鋯、碳酸鈣、三氧化二銻、硅酸鋯和氧化鎂中的至少一種。4.根據權利要求1所述的一種輻射制冷涂料，其特征在于：所述輻射降溫型填料為氧化鋁、硫酸鋇、球型二氧化硅、碳化硅、氮化硅、磷酸鋅、磷酸鋅鈉、磷酸鋁、磷酸鐵、磷酸銅、磷酸氫銅、焦磷酸鎂、焦磷酸鋅、焦磷酸鋁和無機碳材料中的至少一種。5.根據權利要求4所述的一種輻射制冷涂料，其特征在于：所述無機碳材料的紅外輻射發射率≥95％。6.根據權利要求1所述的一種輻射制冷涂料...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李文彥，吳廣，姬孟琪，
申請(專利權)人：福建省三棵樹新材料有限公司，
類型：發明
國別省市：