[发明专利]一种彩色辐射制冷柔性复合薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种彩色辐射制冷柔性复合薄膜及其制备方法，该复合薄膜包括高分子聚合物基底以及掺杂在高分子聚合物基底内的相变微胶囊和颜料；高分子聚合物基底为高聚物/正硅酸四乙酯复合纤维，其中高聚物为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰亚胺或聚二甲基硅氧烷，单根纤维直径为0.1～1μm。其中制备方法包括：S1：制备相变微胶囊；S2：配置高聚物溶胶与正硅酸四乙酯溶液，并在其中掺入颜料和相变微胶囊得到纺丝液，然后通过静电纺丝得到彩色辐射制冷柔性复合薄膜。本发明同时实现颜色多样、辐射冷却、制备方法简单的彩色辐射制冷柔性复合薄膜，该薄膜柔性好、强度高、稳定性好、安全可靠、制冷效果优异，同时实现了大面积低成本的生产。

技术领域

本发明属于相变温控与光学温控领域，尤其涉及一种彩色辐射制冷柔性复合薄膜及其制备方法。

背景技术

随着社会发展，人民的生活水平不断提高，在炎热的夏天，对于空间制冷的需求也在不断增长。然而，传统的制冷方式(如空调，电风扇)需要消耗大量的能源。据国际能源署估计，目前制冷用电已占全球总用电量的10％，而在夏季制冷高峰期更是高达50％，且数值还在逐年增长，这对于整个国家的电力系统都造成了巨大的压力。由此可见，空调方面的节能降耗，以及研究开发制冷降温的新方法、新技术，是刻不容缓的任务，探索研究降低空调能耗的方法已成为新的研究方向。

一种“零能耗、零污染”的制冷技术正在不断获得人们的关注：地表上物体的热能就是通过辐射换热，将自身热量以8～13μm地磁波的形式通过“大气窗口”排放到温度接近绝对零度的外部太空，达到自身冷却的目的。通常把这种完全以辐射方式将热量释放到宇宙空间的制冷方式成为辐射制冷。其中，科学家对大气光谱透过特性的分析可以知道，大气层对不同波长的电磁波有不同的透射率，“大气窗口”为透射率较高的波段，例如：0.3～2.5μm，3.2～4.8μm，8～13μm。同时如果赋予辐射体高太阳光反射性能，甚至可以实现在白天太阳光照下的制冷效果。辐射制冷作为一种无能耗的建筑空调手段，得到了蓬勃的发展，表现出了明显的实际意义，并被预言给能源领域带来重大的变革，使人类在环境保护和能源利用两方面得到和谐的发展。

由于建筑冷却消耗大量能量，对建筑采用辐射冷却的方式降温可以有效缓解全球能源问题，而现有的辐射冷却材料为了实现在可见光区域的高反射，往往呈现为白色，难以和建筑外观相搭配，所以设计出具有彩色外观的辐射冷却材料并提供一种简易的可以大面积低成本生产辐射制冷器件的制备方法，对于建筑物冷却等领域都具有十分重大的意义。

发明内容

本发明提供了一种彩色辐射制冷柔性复合薄膜及其制备方法，能够同时实现颜色多样、辐射冷却、制备方法简单的彩色辐射制冷柔性复合薄膜，该薄膜柔性好、强度高、稳定性好、安全可靠、制冷效果优异，同时实现了大面积低成本的生产。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种彩色辐射制冷柔性复合薄膜，包括高分子聚合物基底以及掺杂在所述高分子聚合物基底内的相变微胶囊和颜料；

所述高分子聚合物基底为高聚物/正硅酸四乙酯复合纤维，其中高聚物为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰亚胺或聚二甲基硅氧烷，单根纤维直径为0.1～1μm。

采用高聚物/正硅酸四乙酯复合纤维作为基底，高聚物/正硅酸四乙酯本身具有对红外光高辐射，而纤维结构中具有很多微孔结构，该微孔结构可对太阳光高反射，使该高聚物/正硅酸四乙酯复合纤维本身具有较好的辐射制冷能力，同时颜料掺入复合纤维中，可以让该复合纤维同时具有各种颜色，但是掺入会带来可吸收部分可见光，从而升温，削弱复合纤维辐射制冷的效果，因此本发明还向复合纤维中掺入相变微胶囊，将相变吸热弥补颜料带来的升温弊端，使最终的复合薄膜同时具有多种颜色和优异的辐射制冷效果，同时该复合纤维还具有很好的强度和柔性。