一种被动辐射制冷组合物、制备方法及用途与流程

本发明涉及一种被动辐射制冷组合物、制备方法及用途。

背景技术：

1、被动辐射制冷技术核心是利用寒寂太空作为冷源，通过材料或结构设计，使其具有很高的太阳反射率，减少物体从太阳光中吸收的热量，同时使其在大气红外辐射窗口波段具有高辐射率，将热量透过大气层“排放”到宇宙中去，从而实现白天太阳光直射下物体表面低于周围环境气温的制冷效果。与传统空调制冷技术不同，日间辐射制冷技术无需消耗电力，不产生温室效应气体，且向宇宙持续“排放热量”实现对地球“降温”，减弱温室效应的负面影响。目前已有的日间辐射制冷材料大体分为两类，一类为基于镜面反射的银膜背向反射材料结合表层热发射层材料组成的双层结构，另一类为基于多重散射的多孔漫反射涂层、颗粒漫反射涂层材料。但在上述材料中，为实现对太阳光辐射的极低吸收，对可见光也需要保持极高的反射率，因此外观整体均呈现银色或者单一的白色。

2、现代生活中，城市建筑的外墙颜色是城市文化和风格的重要组成部分，是影响城市居民情绪的重要环节。随着社会的变革，人们的生活水平和生活环境得到了改善，对居住环境审美敏感性和对居住建筑外观的要求也强烈。白色涂层虽然可以最大程度上反射太阳光，实现制冷效率的最大化，但大片的白色涂覆可能会带来一定的光污染问题，并且过度单一的色调也难以满足建筑的美学设计和城市的多元化需求。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的被动辐射材料难以同时满足对太阳光反射要求和多元化色调要求的技术问题，本发明实施例提供一种被动辐射制冷组合物、制备方法及用途。

2、本发明实施例通过下述技术方案实现：

3、第一方面，本发明实施例提供一种被动辐射制冷组合物，包括：高反射底层组合物和红色透射面层组合物；

4、所述高反射底层组合物包括硫酸钡、空心玻璃微珠、纳米氧化硅、苯丙乳液和助剂；

5、所述红色透射面层组合物包括红色透明色浆和乳液；所述红色透明色浆包括有机溶剂和红色油性染料。

6、进一步的，所述高反射底层组合物包括如下质量分数的组分：硫酸钡50～60％、纳米氧化硅1.0～1.5％、空心玻璃微珠2.0～2.5％、苯丙乳液20～25％和助剂3～4％。

7、进一步的，所述有机溶剂包括n，n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和乙醇中的一种或几种。

8、进一步的，所述红色透射面层组合物包括如下质量分数的组分：dmfo.5％、dmso0.5％、乙醇0.95～0.8％、红色油性染料0.05～0.2％、乳液70％、成膜助剂1％和水27％。

9、进一步的，所述红色油性染料为可见光光谱选择性的金属络合物红色染料和红色荧光染料中的一种或几种。

10、进一步的，所述红色油性染料为basf orosol汽巴红、clariantsavinyl fire redgls有机溶剂红89、lanxess macrolex染料红、basf lumogen f red305或red300荧光红。

11、进一步的，所述助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠流平剂、防沉降剂和成膜助剂。

12、第二方面，本发明实施例提供一种所述被动辐射制冷组合物的制备方法，包括：

13、向苯丙乳液中加入水、硫酸钡、纳米氧化硅、空心玻璃微珠和助剂后混匀，制备白色高反射底层涂料；

14、将有机溶剂和红色油性染料混匀，制备得到红色透明色浆；

15、将红色透明色浆加入到乳液中，加入成膜助剂，分散均匀，得到红色透射面层涂料；

16、将红色透射面层涂料喷涂于预先喷好的白色高反射底层涂料之上，形成双层结构涂料，得到所述被动辐射制冷组合物。

17、进一步的，向苯丙乳液中加入水、硫酸钡、纳米氧化硅、空心玻璃微珠和助剂后混匀，制备白色高反射底层涂料；包括：

18、向苯丙乳液中加入水、硫酸钡、纳米氧化硅、空心玻璃微珠、分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠流平剂和防沉降剂进行一次分散混匀，一次分散混匀后加入成膜助剂进行二次分散混匀，得到白色高反射底层涂料；

19、将有机溶剂和红色油性染料混匀，制备得到红色透明色浆包括：

20、将红色油性染料和有机溶剂加入调色分散釜中，在常温常压下分散混匀，得到红色透明色浆；

21、将红色透明色浆加入到乳液中，分散均匀，得到红色透射面层涂料包括：

22、按比例称取红色透明色浆、乳液和水，加入分散釜中，再加入成膜助剂，在常温常压下分散混匀，得到红色透射面层涂料。

23、第三方面，本发明实施例提供一种所述组合物作为涂料的用途，所述用途包括：

24、将高反射底层组合物制成的涂料喷涂在物品上，该涂层干膜厚度不低于300微米，得到白色涂层；

25、将所述红色透射面层组合物制成的红色透射面层涂料喷涂在白色涂层上，该涂层的干膜厚度不高于30微米。

26、本发明实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

27、本发明实施例的一种被动辐射制冷组合物、制备方法及用途，通过采用“红色透射面层+高反射底层”的双功能层涂层体系；发射底层具有极高的太阳反射率和热发射率，红色透射面层在可见光波段存在窄带吸收，保证彩色外观，而在其他太阳光波段具有高透射性，充分保证基底的背向反射效果。确保涂层只对蓝紫光波段的光谱具有较高的窄带吸收，在其他波段透明，保证了双层涂层体系的强反射和红色外观，从而制备出具有鲜艳外观的被动辐射制冷涂料，解决了现有技术中的被动辐射材料难以同时满足对太阳光反射要求和多元化色调要求的问题。

28、与现有的被动辐射制冷涂料及其它辐射制冷材料相比，本发明实施例具有如下的明显优势：具有鲜艳的彩色外观，保障制冷性能的同时，满足美学需求；相比于传统基于颜料的太阳热反射降温涂料，由于吸收带较窄，颜色更加鲜艳；且由于染料分子在太阳光其他波段无吸收，不会引入额外的吸收或散射，整体太阳反射率不低于92％、远高于传统的彩色太阳热反射降温涂料，接近白色被动辐射制冷涂料的反射率，可实现在太阳光垂直入射下表面温度略低于周围环境气温，全天候表面温度恒低于周围环境气温的被动辐射制冷效果。

技术特征：

1.一种被动辐射制冷组合物，其特征在于，包括：高反射底层组合物和红色透射面层组合物；

2.如权利要求1所述被动辐射制冷组合物，其特征在于，所述高反射底层组合物包括如下质量分数的组分：硫酸钡50～60％、纳米氧化硅1.0～1.5％、空心玻璃微珠2.0～2.5％、苯丙乳液20～25％和助剂3～4％。

3.如权利要求2所述被动辐射制冷组合物，其特征在于，所述有机溶剂包括n，n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和乙醇中的一种或几种。

4.如权利要求3所述被动辐射制冷组合物，其特征在于，所述红色透射面层组合物包括如下质量分数的组分：dmfo.5％、dmso0.5％、乙醇0.95～0.8％、红色油性染料0.05～0.2％、乳液70％、成膜助剂1％和水27％。

5.如权利要求4所述被动辐射制冷组合物，其特征在于，所述红色油性染料为可见光光谱选择性的金属络合物红色染料和红色荧光染料中的一种或几种。

6.如权利要求5所述被动辐射制冷组合物，其特征在于，所述红色油性染料为basforosol汽巴红、clariantsavinyl fire red gls有机溶剂红89、lanxess macrolex染料红、basf lumogen f red305或red300荧光红。

7.如权利要求1-6任意一项所述被动辐射制冷组合物，其特征在于，所述助剂包括分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠流平剂、防沉降剂和成膜助剂。

8.一种权利要求1-7任意一项所述被动辐射制冷组合物的制备方法，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述被动辐射制冷组合物的制备方法，其特征在于，向苯丙乳液中加入水、硫酸钡、纳米氧化硅、空心玻璃微珠和助剂后混匀，制备白色高反射底层涂料；包括：

10.一种权利要求1-7任意一项所述组合物或权利要求8-9任意一项所述制备方法制备的组合物作为涂料的用途，其特征在于：所述用途包括：

技术总结
为解决现有技术中存在的被动辐射材料难以同时满足对太阳光反射要求和多元化色调要求的技术问题，本发明实施例提供一种被动辐射制冷组合物、制备方法及用途，包括：高反射底层组合物和红色透射面层组合物；所述高反射底层组合物包括硫酸钡、空心玻璃微珠、纳米氧化硅、苯丙乳液和助剂；所述红色透射面层组合物包括红色透明色浆和乳液；所述红色透明色浆包括有机溶剂和红色油性染料。本发明实施例保证了双层涂层体系的强反射和红色外观，从而制备出具有鲜艳外观的被动辐射制冷涂料。

技术研发人员：薛晓,张卫东,杨卓,刘联华,张洪强,李艳稳,秦杰
受保护的技术使用者：中国建筑西南设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12