一种新型隔热结构体的制作方法

文档序号:15295410发布日期:2018-08-29 01:39阅读:598来源:国知局

本实用新型涉及隔热结构技术领域,特别是涉及一种新型隔热结构体。



背景技术:

据有关资料报道,我国每年新建的建筑物面积将近20亿m2,且高能耗的建筑在80%以上,据统计我国建筑物的能量消耗已占社会总能耗的比例达27.8%,并且还有逐年升高的趋势。这种状况已经对社会造成了沉重的能源负担和严重的环境污染,因此建筑节能已经成为降耗减排的重大问题。通常建筑物门窗玻璃的总面积约为建筑外围面积的30%,其耗散的能量约占建筑总能耗的2/3以上,从而是建筑物能量损失最严重的部位。

为了减少因门窗玻璃上热量的散失或者投射造成的热能传递,人们通过在门窗玻璃表面涂一层透明隔热涂料,获得了具有隔热效果的门窗玻璃,然而,现有方法在隔热效果方面虽能起到一定作用,但仍具有降温效果差、可见光透过率较低、价格太高或产生光污染等一系列问题,更重要的是这些产品都无法实现自适应调节,由此极大限制了推广和使用。



技术实现要素:

鉴于此,本实用新型提供了一种新型隔热结构体,其将光子晶体结构作为滤波材料设计到隔热结构体本体中,从而能够可控、有效地滤掉紫外和近红外波段光,使得新型隔热结构体既具有良好的隔热效应,同时具有丰富的结构色。

具体地,本实用新型提供了一种新型隔热结构体,包括隔热结构体本体,以及设计于所述隔热结构体本体中的光子晶体结构,所述光子晶体结构包括胶体光子晶体结构、周期性排布的微纳米级凸起结构或凹坑结构、反蛋白石光子晶体结构中的至少一种,所述隔热结构体本体包括玻璃、塑料、木材、橡胶、硅片、金属、纤维和织物中的一种或多种。

所述周期性排布的微纳米级凸起结构或凹坑结构设计在所述隔热结构体本体表面。

所述新型隔热结构体包括所述隔热结构体本体,以及涂覆设置于所述隔热结构体本体表面的含有光子晶体的涂层,所述含有光子晶体的涂层中包括胶体光子晶体或反蛋白石光子晶体。

所述新型隔热结构体包括所述隔热结构体本体,以及粘附设置于所述隔热结构体本体表面的光子晶体薄膜,所述光子晶体薄膜包括胶体光子晶体、周期性排布的微纳米级凸起结构或凹坑结构。

所述含有光子晶体的涂层的厚度为200-500nm。所述光子晶体薄膜的厚度为200-500nm。

所述周期性排布的微纳米级凸起结构或凹坑结构的尺寸为10nm~10μm。

所述胶体光子晶体的尺寸为10nm~20mm。所述反蛋白石光子晶体的微孔尺寸为50nm~10μm。

所述光子晶体的带隙分布在150nm~2500nm。

所述新型隔热结构体中还设置有光感应变色区或热感应变色区。

本实用新型提供的新型隔热结构体通过将光子晶体结构设计到隔热结构体本体中,光子晶体作为滤波材料,能够可控、有效地滤掉紫外和近红外波段光,使得新型隔热结构体既具有良好的隔热效应,同时具有丰富的结构色;进一步地通过将光或热致变色材料设计到隔热结构体本体中形成光感应或热感应变色区,使得隔热结构体不仅能起到反射、隔热双重功效,同时能随着光照强度的变化而及时改变颜色,最终实现智能动态调节透光率,极大降低光污染,促进节能减排。

本实用新型的优点将会在下面的说明书中部分阐明,一部分根据说明书是显而易见的,或者可以通过本实用新型实施例的实施而获知。

附图说明

图1是本实用新型中的新型隔热玻璃的结构示意图。

具体实施方式

以下所述是本实用新型实施例的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型实施例原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本实用新型实施例的保护范围。

本实用新型提供了一种新型隔热结构体,包括隔热结构体本体,以及设计于所述隔热结构体本体中的光子晶体结构,所述光子晶体结构包括胶体光子晶体结构、周期性排布的微纳米级凸起结构或凹坑结构、反蛋白石光子晶体结构中的至少一种,所述隔热结构体本体包括玻璃、塑料、木材、橡胶、硅片、金属、纤维和织物中的一种或多种。

所述隔热结构体本体的具体形状结构不限,其中,所述隔热结构体本体为塑料、橡胶或金属时,新型隔热结构体可以是以薄膜的形式存在。

本实用新型一实施方式中,所述周期性排布的微纳米级凸起结构或凹坑结构设计在所述隔热结构体本体表面。所述凸起结构或凹坑结构通过在所述隔热结构体本体表面微纳加工获得。

本实用新型一实施方式中,所述新型隔热结构体包括所述隔热结构体本体,以及涂覆设置于所述隔热结构体本体表面的含有光子晶体的涂层,所述含有光子晶体的涂层中包括胶体光子晶体或反蛋白石光子晶体。所述含有光子晶体的涂层的厚度为200-500nm。例如具体可以是200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm。

本实用新型另一实施方式中,所述新型隔热结构体包括所述隔热结构体本体,以及粘附设置于所述隔热结构体本体表面的光子晶体薄膜,所述光子晶体薄膜包括胶体光子晶体、周期性排布的微纳米级凸起结构或凹坑结构。所述光子晶体薄膜通过微纳加工或胶体自组装形成。所述光子晶体薄膜的厚度为200-500nm,例如具体可以是200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm。所述光子晶体薄膜的材质可以是塑料、橡胶等,具体可以塑料、橡胶等为模板通过微纳加工制备得到或通过胶体自组装形成。

本实用新型实施方式中,所述周期性排布的微纳米级凸起结构或凹坑结构的尺寸为10nm~10μm。进一步地为50nm-500nm,100nm-300nm,或1-6μm,3-8μm,该尺寸指的是横向或纵向尺寸。

本实用新型实施方式中,所述胶体光子晶体的尺寸为10nm~20mm,进一步地为100nm-500nm,600-800nm,1μm-200μm,150μm-500μm,600μm-800μm,或1mm-15mm。所述反蛋白石光子晶体的微孔尺寸为50nm~10μm。

本实用新型实施方式中,所述光子晶体的带隙分布在150nm~2500nm。进一步地,所述光子晶体的带隙分布在500nm~2000nm或1000nm~1500nm。

所述新型隔热结构体中还设置有光感应变色区或热感应变色区。所述光感应变色区或热感应变色区中设计有光致变色材料和/或热致变色材料,所述光致变色材料或热致变色材料的质量百分含量>0~80%。所述含有光子晶体的涂层或所述光子晶体薄膜部分区域或全部区域为光感应变色区或热感应变色区。

所述光致变色材料或热致变色材料包括光或热致折射率改变的微纳材料、或者光或热致分子构象改变的功能分子。所述光或热致折射率改变的微纳材料包括金属卤化物、过渡金属氧化物、稀土配合物、及其复合材料中的至少一种;所述光或热致分子构象改变的功能分子包括吡喃、螺吡喃、螺嗪、螺噁嗪、偶氮苯类、二芳基乙烯类、二噻吩乙烯类、席夫碱类、六苯基双咪唑、稠环芳香化合物、俘精酸酐类、水杨醛缩苯胺类化合物、周蔡靛兰类染料、哗嗓类化合物、及其复合材料中的至少一种。所述光或热致折射率改变的微纳材料包括卤化银、银、金、卤化汞、卤化铜、氧化钨、氧化钼、氧化钛、氧化钒、及其复合材料中的至少一种。

具体地,以玻璃为例,所述光子晶体结构有如下三种设计形式,如图1所示,为本实用新型提供的一种新型隔热玻璃的结构示意图,所述新型隔热玻璃包括玻璃结构体本体10,以及设置在所述玻璃结构体本体10表面的含有光子晶体的涂层11,所述含有光子晶体的涂层11中包含胶体光子晶体或反蛋白石光子晶体。

本实用新型另一具体实施方式中,所述新型隔热玻璃包括玻璃结构体本体,以及粘附设置于所述隔热结构体本体表面的光子晶体薄膜,所述光子晶体薄膜包括胶体光子晶体、周期性排布的微纳米级凸起结构或凹坑结构。

本实用新型另一具体实施方式中,所述新型隔热玻璃包括玻璃结构体本体,以及在所述玻璃结构体本体表面周期性排布的微纳米级凸起结构或凹坑结构。

本实用新型提供的新型隔热结构体通过将光子晶体设计到隔热结构体本体中,光子晶体作为滤波材料,能够可控、有效地滤掉紫外和近红外波段光,使得新型隔热结构体既具有良好的隔热效应,同时具有丰富的结构色;进一步地通过将光或热致变色材料设计到隔热结构体本体中,使得隔热结构体不仅能起到反射、隔热双重功效,同时能随着光照强度的变化而及时改变颜色,最终实现智能动态调节透光率,极大降低光污染,促进节能减排。

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