[发明专利]一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于新能源与节能材料技术领域，具体涉及一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用。本发明通过将有机聚合物、防晒剂、无机微纳米颗粒加入有机溶剂得到混合液，并将混合液喷涂在透气层I上干燥形成散热层，同时将吸湿剂加入高分子亲水基质和去离子水制备的前驱体溶液经冷冻干燥后得到具有吸湿功能的凝胶膜，将散热层、透气层I、凝胶膜、透气层II依次贴合后进行层压，得到具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料。所述防晒降温材料能够反射大部分太阳光，并通过发射中远红外线向外发射热量，实现散热，同时通过透气层导湿，与散热层协同降温，实现低成本无能耗制冷防晒，制备简单，可进行大规模生产。

技术领域

本发明属于新能源与节能材料技术领域，具体涉及一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着全球气候的变化，极端高温天气出现地越来越频繁，人们对制冷的需求也越来越大。据统计，我国建筑能耗占全国能源消耗总量的45％，建筑物由于受到太阳光的照射，表面吸收太阳光热量，温度上升并通过热传导到建筑墙体，墙体加热内部空气，造成建筑物内部空气温度升高。根据国际制冷研究机构的数据统计，目前世界上使用空调和冰箱制冷所消耗的电能约占全球电能损耗的20％，且大量的使用空调、冰箱等制冷电器使得耗电量剧增，超负荷用电又经常引发停电事故，因此，实现无能耗主动降温是生产领域节能降碳的重要目标。

另外，强烈的太阳辐射对人体健康有很大的危害，每年造成的死亡人数远高于其他极端天气事件。同时，南方地区多雨且雨量充沛，空气湿度大，相比于北方地区的干燥高温，高温高湿天气更加不利于散热，危害更大。这是因为当人感觉到热时，皮肤会自动排汗，以通过汗液蒸发带走热量，从而使人体降温，但是在湿度较大的情况下，汗液蒸发缓慢，散热也慢，人们会一直出汗，却感觉不到凉快，且体温依然很高。高温高湿会阻碍人体汗液蒸发，且不利于人体散热，往往会令人感觉闷热乏力、无精打采，严重甚至还可能造成中暑。

专利CN115323597A公开了一种柔软吸湿透气棉氨面料的制备方法，通过在面料中引入水溶性维纶纤维并溶解，虽然使面料具有导湿、透气、吸湿能力，但仅靠吸湿水蒸汽蒸发降温，达到室外降温的目的是远远不够的，室外降温制冷仍是目前急需解决的问题。

发明内容

针对目前现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料及其制备方法和应用。本发明所制备的防晒降温材料能够反射大部分太阳光，并通过发射中远红外线向外发射热量，实现散热，同时通过设置吸湿层，使得防晒降温材料具有优异的吸湿和储湿能力，并通过透气层导湿，在水分蒸发作用下带走热量，与散热层协同降温，实现低成本无能耗制冷防晒，制备简单，可进行大规模生产。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的目的之一是提供一种具有辐射制冷和吸湿挥发效应的防晒降温材料的制备方法，所述的方法包括如下步骤：

(1)将5～20质量份的有机聚合物溶解于60～80质量份的有机溶剂中，再加入10～20份的防晒剂和10～30质量份的无机微纳米颗粒并混合均匀，得到混合液；

(2)将2～5质量份的高分子亲水基质与去离子水搅拌形成前驱体溶液，再将5～10质量份吸湿剂加入前驱体溶液混匀后静置除泡，经冷冻干燥得到具有吸湿功能的凝胶膜；

(3)将步骤(1)混合液喷涂在透气层I的一面，经干燥后得到以透气层I为基底的50～400μm散热层，再将凝胶膜的一面与透气层I的另一面贴合，并将凝胶膜的另一面与透气层II贴合后进行层压，即按照散热层、透气层I、凝胶膜、透气层II的顺序依次贴合，凝胶膜作为夹层，层压之后得到防晒降温材料。