[发明专利]一种具有光热转换及储热功能的柔性无氟超疏水涂层的制备方法

说明书

本发明为一种具有光热转换及储热功能的柔性无氟超疏水涂层的制备方法。该方法通过引入聚二甲基硅氧烷作为胶粘剂，将胶粘剂和相变材料溶于溶剂中，然后将碳掺杂的介孔二氧化硅纳米管分散在上述体系，最终以喷涂的方式将共混液喷涂在基底上，得到了具有光热转换及储热功能的柔性无氟超疏水涂层。本发明省去了制备复合相变材料和疏水改性的过程，涂层不仅具有优异的光热转换能力，同时具有良好的柔韧性和出色的超疏水性能，施工简单，而且其制备成本低，具有巨大的实际应用价值。

技术领域

本发明的技术方案涉及有机、无机、功能材料以及高分子材料领域，具体涉及一种具有光热转换及储热功能的柔性无氟超疏水涂层的制备方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展和人类对能源需求的不断增加，化石能源的枯竭不可避免(Sternberg A,Bardow A.Power-to-What？-Environmental Assessment of EnergyStorage Systems[J].Energ.Environ.Sci.,2015,8:389-400.)。减少或替代化石能源的使用对于人类生态文明的正常运行至关重要(Yuan K,Shi J,Aftab W,Qin M,Usman A,ZhouF,et al.Engineering the Thermal Conductivity of Functional Phase-ChangeMaterials for Heat Energy Conversion,Storage,and Utilization.Adv.Funct.Mater.2019；30(8):1904228.)。在经济和社会发展中，清洁和可再生能源取代化石燃料是一种趋势。在所有可再生资源中，太阳能是传统化石燃料最丰富、最可持续、最清洁的替代资源。因此，将太阳能转化为热能及其储存是一种绿色和可持续的概念(Xiong F,Yuan K,Aftab W,Jiang H,Shi J,Liang Z.Copper Sulfide Nanodisk-Doped Solid-Solid Phase ChangeMaterials for Full Spectrum Solar-Thermal Energy Harvesting and Storage.ACSAppl.Mater.Interfaces 2021；13(1):1377-85.)，对于实现“碳达峰”具有一定的促进作用。在各种储热材料中，相变材料(PCMs)因其高储热容量、低温度变化、低成本和稳定性能而备受关注(Ma J,Ma T,Cheng J,Zhang J.3D Printable,Recyclable and AdjustableComb/Bottlebrush Phase Change Polysiloxane Networks toward SustainableThermal Energy Storage.Energy Storage Mater.2021；39:294-304.)。然而，储热材料本身对光的吸收很差，对温度梯度不敏感，并且在相变过程中容易发生泄漏，这使得它们很难直接应用于光热转换。目前，将PCMs负载到具有光吸收能力的多孔材料中以制备形态稳定的相变材料(FSPCMs)是解决该问题的一种方法，因为多孔材料不仅通过毛细管力限制PCMs以防止泄漏，而且还具有优异的光吸收能力(Chen X,Tang Z,Liu P,Gao H,Chang Y,WangG.Smart Utilization of Multifunctional Metal Oxides in Phase ChangeMaterials.Matter.2020；3(3):708-41.)。