一种辐射制冷罩面涂料及其制备方法与流程

本发明涉及辐射制冷，尤其是涉及一种辐射制冷罩面涂料及其制备方法。

背景技术：

1、辐射制冷技术是指材料表面通过以红外辐射方式将热量直接释放到宇宙空间的制冷方式。众所周知，外太空的宇宙空间是一个理想的冷场，同时，大气层对8μm-13μm的红外辐射是透明的。因此，优异的辐射制冷涂料必须在大气窗口范围内(8μm-13μm)具有较高的发射率，同时希望材料在太阳光谱全波段具有较高的反射率。辐射制冷技术作为无能量消耗的被动散热方式，既能够达到降温目的，使人们获得舒适的生活环境，又不会消耗能源和产生污染排放，符合可持续发展理念，有助于实现碳中和目标。

2、当材料的电子带隙小于紫外光的能量(3.2ev)，材料将不可避免地吸收占太阳光能量5％的紫外光的能量，因此将低电子带隙材料例如钛白(3ev)用于暴露在太阳光下的辐射制冷涂料中必定会影响涂层的紫外反射率，影响涂层的降温性能。

3、申请号为202110410189.1的发明专利公开了一种辐射制冷自清洁涂料，包括底层涂料和上层涂料，其上层涂料与底层涂料经过配方优化，相互配合，实现辐射制冷作用。但其底层涂料和上层涂料均大量使用钛白，这将极大影响涂层在紫外波段的反射率，进而降低太阳光反射率。此外，紫外辐照对涂层的光学性质有较大的影响，紫外辐照的能量大部分会被材料表层吸收而引发材料表面化学老化，使材料表面逐渐变暗，开裂、丧失拉伸强度。所以提高涂层的紫外反射率既有利于提高太阳光反射率，又能增强涂层的抗老化性。

4、本发明人公布的一种辐射制冷涂料及其制备方法cn 115449252 a，此发明专利辐射制冷涂料中含有大量低电子带隙材料-钛白，这会降低涂层的紫外反射率，进而降低太阳光反射率。为了改善上述问题，本发明研究了一种紫外高反射、可见光和近红外透明的辐射制冷罩面涂料。

技术实现思路

1、本发明提供一种辐射制冷罩面涂料，涂覆在与已公布的辐射制冷涂料的涂层外层，涂层的紫外反射率(300nm-400nm)可由38％提升至80％以上，涂层的太阳光反射率由87.2％提升至90％以上。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、一种辐射制冷罩面涂料，由以下质量份数的原料组成：

4、

5、优选地，所述功能助剂包括

6、水性增稠剂0.8-1份、

7、ph调节剂0.1-0.3份、

8、分散剂0.6-1份、

9、润湿剂0.5-0.7份、

10、消泡剂0.2-0.3份、

11、防冻剂2-3份、

12、成膜助剂1.4-2份、

13、抗菌剂0.3-0.5份。

14、一种辐射制冷罩面涂料的制备方法，包括以下步骤：

15、(1)先加入水，然后加入全部助剂并搅拌；

16、(2)然后加入紫外反射型填料和无水透明粉搅拌至浆料呈细腻光滑状；

17、(3)加入乳液并搅拌均匀；

18、(4)将所得的涂料半成品进行过滤得到成品涂料。

19、优选地，所述乳液为硅丙乳液、水性氟碳乳液或者无机改性乳液。优选具有高透明性和高耐候性的乳液。

20、优选地，所述的紫外反射型填料与无水透明粉的质量比控制在1︰1至1.67︰1之间。

21、优选地，所述紫外反射填料为型号为alo200n的球形氧化铝粉或者型号为xt-sno2-6的氧化锡中的一种或者任意比例混合。所述紫外反射填料均有大于3.2ev的电子带隙，经过有机表面改性剂分子中的官能团在颗粒表面吸附或化学反应对颗粒表面进行改性，使其拥有低于1.65的折射率。紫外反射填料在紫外附近(300-400nm)反射率大于96％，在近红外(800-2500nm)的反射率大于90％。

22、优选地，所述无水透明粉的主要成份是含镁、铝的复合硅酸盐。它是一种透明无机非金属功能粉体，包括但不限于安米微纳材料的t319。所有选的无水透明粉具有较低的折射率(1.53)，其本身的折光率与绝大多数合成树脂的折光率非常接近，不影响罩面涂层的透明度，能够满足涂料透明填充的需求，复合硅酸盐在在大气中具有较高的发射率。所以无水透明粉既能满足透明填充，又能增强发射性能。无水透明粉的si-o键震动刚好在大气窗口(8-13.5μm)的范围内，对整体的大气窗口辐射率是有益的。而一般的涂料和腻子加透明粉，主要是减少树脂用量(吸油值低)和提高耐候性(无机矿石研磨而成)。

23、上述的辐射制冷罩面涂料的制备方法，包括以下步骤：

24、(1)先加入水，然后加入全部助剂并搅拌；

25、(2)然后加入紫外反射型填料和无水透明粉搅拌至浆料呈细腻光滑状；

26、(3)加入乳液并搅拌均匀；

27、(4)将所得的涂料半成品进行过滤得到成品涂料。

28、所述步骤(1)中添加的功能助剂为润湿剂、分散剂、消泡剂、ph调节剂、防冻剂、成膜助剂、抗菌剂和水性增稠剂。

29、本发明相比于现有的技术手段，具有如下优势：本发明的紫外反射型辐射罩面涂料主要起到反射紫外光的作用，并伴有一定的辐射增强作用。可以将本发明的辐射制冷罩面涂料和反射型辐射制冷涂料配合使用，反射型辐射制冷涂料主要起反射可见光和近红外光的作用，并且具有强烈的辐射制冷作用。

30、将本发明的辐射制冷罩面涂料涂覆在反射型辐射制冷涂料外，能够充分利用填料对全太阳光谱波段的反射，而且不会影响内层辐射制冷涂料功能的发挥。此外本发明所采用的原料简单，结构设计简单，生产成本大幅下降，能够实现大规模应用。在施工方面，两种功能涂料均可采用普通涂料的喷涂或滚涂施工工艺，施工简单便捷。

技术特征：

1.一种辐射制冷罩面涂料，其特征在于：由以下质量份数的原料组成：

2.根据权利要求1所述的一种辐射制冷罩面涂料，其特征在于：所述乳液为硅丙乳液、水性氟碳乳液或者无机改性乳液。

3.根据权利要求1所述的一种辐射制冷罩面涂料，其特征在于：所述紫外反射填料为型号为alo200n的球形氧化铝粉或者型号为xt-sno2-6的氧化锡中的一种或者任意比例混合。

4.根据权利要求1所述的一种辐射制冷罩面涂料，其特征在于：所述无水透明粉的主要成份是含镁或铝的复合硅酸盐。

5.根据权利要求1所述的一种辐射制冷罩面涂料，其特征在于：所述功能助剂主要包括以下组分：

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种辐射制冷罩面涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种辐射制冷罩面涂料及其制备方法，由以下质量份数的原料组成：乳液25‑30份、紫外反射型填料20‑25份、无水透明粉15‑20份、助剂6‑8份、水17‑34份。本发明罩面涂料涂覆在与已公布的辐射制冷涂料的涂层外层，涂层的紫外反射率(300nm‑400nm)可由38％提升至80％以上，涂层的太阳光反射率由87.2％提升至90％以上。

技术研发人员：李文彦,夏军
受保护的技术使用者：福建省三棵树新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16