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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810389757.2 (22)申请日 2018.04.27 (71)申请人 武汉理工大学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 夏志林张振飞孟正华蔡航 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限 公司 42102 代理人 唐万荣刘洋 (51)Int.Cl. C08L 23/06(2006.01) C08K 3/36(2006.01) C08K 3/34(2006.01) C23C 14/20(2006.01) C23C 14/24(2。
2、006.01) (54)发明名称 一种被动辐射降温薄膜及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种被动辐射降温薄膜， 所述 薄膜由辐射基膜层和铝膜层组成， 所述Al膜层覆 盖在辐射基膜层表面； 所述辐射基膜层厚度为 0.051mm， 所述铝膜层厚度为0.21m； 其中， 所述辐射基膜层由如下质量份的原料制备而成： 聚乙烯树脂7095份， 复合填料530份； 所述复 合填料由二氧化硅和碳化硅组成。 本发明辐射基 膜中的SiO2颗粒在大气窗口813微米处有较高 的辐射率， 且其他波段辐射率较低， SiO2微粒不 断向大气中辐射净热量， 使膜层自身温度不断降 低； 本发明辐射基膜中的SiC颗粒可以加。
3、快辐热 速率。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 108641155 A 2018.10.12 CN 108641155 A 1.一种被动辐射降温薄膜， 其特征在于所述薄膜由辐射基膜层和铝膜层组成， 所述Al 膜层覆盖在辐射基膜层表面； 所述辐射基膜层厚度为0.051mm， 所述铝膜层厚度为0.21 m； 其中， 所述辐射基膜层由如下质量份的原料制备而成： 聚乙烯树脂7095份， 复合填料530份； 所述复合填料由二氧化硅和碳化硅组成。 2.如权利要求1所述被动辐射降温薄膜， 其特征在于所述二氧化硅的粒径为120 m。 3.如权利要求1所述被动辐射降温薄膜， 其特征在于所述碳化硅的粒。
4、径为120 m。 4.如权利要求1所述被动辐射降温薄膜， 其特征在于聚乙烯树脂为颗粒粒料， 分子量不 匀度指数范围为420； 所述聚乙烯树脂在230、 荷重2.16kg时的熔融指数为525g/ 10min。 5.权利要求1所述被动辐射降温薄膜的制备方法， 其特征在于包括以下步骤： 1)取二氧化硅、 碳化硅和聚乙烯树脂， 分别进行超声波振动处理后混合搅拌， 加入酒精 浸没物料， 混合搅拌制得悬浊液； 2)将步骤1所得悬浊液置真空干燥， 得到干燥混合物料； 3)将步骤2所得干燥混合物料放入螺旋挤出机中加热挤出， 利用挤出机端头的薄膜模 具与双圆辊牵引机构， 将挤出薄膜制备成厚度为0.051mm的薄。
5、膜， 充分冷却后， 形成卷筒 辐射基膜； 4)将步骤3所得辐射基膜放入真空蒸镀箱中镀铝， 使基膜表面沉积一层厚度为0.21 m的铝膜， 制得辐射降温薄膜。 6.如权利要求5所述被动辐射降温薄膜的制备方法， 其特征在于步骤1中超声波振动处 理时间为0.51h， 混合搅拌时间为0.51h。 7.如权利要求5所述被动辐射降温薄膜的制备方法， 其特征在于步骤2中加入真空干燥 箱的温度为5080， 干燥时间为36h。 8.如权利要求5所述被动辐射降温薄膜的制备方法， 其特征在于步骤3中双螺杆混合挤 出机螺杆转速为100300r/min， 熔料温度为140160， 双圆辊直径为8cm， 转速为5 25r/。
6、min。 9.如权利要求5所述被动辐射降温薄膜的制备方法， 其特征在于步骤4中抽真空度达到 310-3Pa时， 将蒸发舟升温至13001400， 然后再把预处理后的纯度为99.9的铝丝 连续送至蒸发舟上， 控制工作真空为510-3Pa， 源基距为18cm， 冷却系统的工作温度为5 35， 送铝速度为0.41.0m/min、 基膜卷取速度为1030m/min。 权利要求书 1/1 页 2 CN 108641155 A 2 一种被动辐射降温薄膜及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于材料技术领域， 具体涉及一种被动辐射降温薄膜及其制备方法。 背景技术 0002 制冷是化石能源巨大消耗的原因之一。
7、， 也是使夏天用电量到达峰值的原因之一。 例如， 在夏天， 当太阳光照射建筑窗户和汽车车窗时， 会使更多的热能聚集到玻璃上， 直接 会导致室内和车内的温度升高， 这时我们需要空调来制冷， 而空调的运行将会消耗很多的 能量。 一种不需要能量消耗的被动辐射降温的方法将会对于能源的节省有着重大的意义。 0003 因此， 寻求一种可以被动辐射降温的薄膜材料成为汽车、 建筑行业内亟待解决的 问题。 发明内容 0004 本发明目的在于提供一种辐射降温薄膜及其制备方法， 解决了现有技术中汽车、 建筑等领域的薄膜材料只能起到部分 “隔热” ， 散热效果不理想的缺陷。 0005 为达到上述目的， 采用技术方案如。
8、下： 0006 一种被动辐射降温薄膜， 所述薄膜由辐射基膜层和铝膜层组成， 所述Al膜层覆盖 在辐射基膜层表面； 所述辐射基膜层厚度为0.051mm， 所述铝膜层厚度为0.21 m； 0007 其中， 所述辐射基膜层由如下质量份的原料制备而成： 0008 聚乙烯树脂7095份， 复合填料530份； 0009 所述复合填料由二氧化硅和碳化硅组成。 0010 按上述方案， 所述二氧化硅的粒径为120 m。 0011 按上述方案， 所述碳化硅的粒径为120 m。 0012 按上述方案， 聚乙烯树脂为颗粒粒料， 分子量不匀度指数范围为420； 所述聚乙 烯树脂在230、 荷重2.16kg时的熔融指数为。
9、525g/10min。 0013 上述被动辐射降温薄膜的制备方法， 包括以下步骤： 0014 1)取二氧化硅、 碳化硅和聚乙烯树脂， 分别进行超声波振动处理后混合搅拌， 加入 酒精浸没物料， 混合搅拌制得悬浊液； 0015 2)将步骤1所得悬浊液置真空干燥， 得到干燥混合物料； 0016 3)将步骤2所得干燥混合物料放入螺旋挤出机中加热挤出， 利用挤出机端头的薄 膜模具与双圆辊牵引机构， 将挤出薄膜制备成厚度为0.051mm的薄膜， 充分冷却后， 形成 卷筒辐射基膜； 0017 4)将步骤3所得辐射基膜放入真空蒸镀箱中镀铝， 使基膜表面沉积一层厚度为0.2 1 m的铝膜， 制得辐射降温薄膜。 。
10、0018 按上述方案， 步骤1中超声波振动处理时间为0.51h， 混合搅拌时间为0.51h。 0019 按上述方案， 步骤2中加入真空干燥箱的温度为5080， 干燥时间为36h。 0020 按上述方案， 步骤3中双螺杆混合挤出机螺杆转速为100300r/min， 熔料温度为 说明书 1/5 页 3 CN 108641155 A 3 140160， 双圆辊直径为8cm， 转速为525r/min。 0021 按上述方案， 步骤4中当真空度达到310-3Pa时， 将蒸发舟升温至13001400 ， 然后再把预处理后的纯度为99.9的铝丝连续送至蒸发舟上， 控制工作真空为510- 3Pa， 源基距为1。
11、8cm， 冷却系统的工作温度为535， 送铝速度为0.41.0m/min、 基膜卷取 速度为1030m/min。 0022 与现有技术相比， 本发明具有如下的有益效果： 0023 本发明制得的辐射降温薄膜可从以下4个途径同时散热或导热， 快速实现降温： 0024 本发明的铝膜层在太阳红外辐射波段和大气辐射波段均有较高的反射率， 应用在 建筑或汽车玻璃上， 可以很大程度上阻隔外部热辐射进入建筑或汽车内， 从而减轻太阳辐 射和大气辐射对建筑或汽车内的直接加热效果； 0025 本发明辐射基膜中的SiO2颗粒在大气窗口813微米处有较高的辐射率， 且其他 波段辐射率较低， SiO2微粒不断向大气中辐射。
12、净热量， 使膜层自身温度不断降低； 0026 本发明辐射基膜中的SiC颗粒可以加快辐热速率； 0027 本发明的辐射降温薄膜与其接触物之间可通过热传导交换热量， 从而使与其接触 的物体或周边环境降温。 附图说明 0028 图1： 本发明辐射降温薄膜结构示意图； 0029 图2： 本发明的模拟降温实验装置示意图； 0030 图3： 图2所示1、 2、 3、 4号探头处在不同时间点的数值变化图； 0031 图4： 对比例不同时间点温度数值变化图； 0032 图5： 不同金属在太阳光红外波段的反射率图。 具体实施方式 0033 下面通过具体的实施例对本发明的技术方案做进一步详细地说明。 以下实施例仅。
13、 是本发明较佳的实施例， 并非是对本发明做其他形式的限定， 任何熟悉本专业的技术人员 可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。 凡是未脱离本发明方案 内容， 依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化， 均落在本发 明的保护范围内。 0034 下述各实施例制得的辐射降温薄膜的结构示意图如图1所示， 所述辐射降温薄膜 由辐射基膜层和铝膜层组成， 所述铝膜层覆盖在辐射基膜层表面， 其中， 所述辐射基膜层厚 度为0.051mm， 所述铝膜层厚度为0.21 m； 0035 其中， 所述辐射基膜层由如下质量份的原料制备而成： 聚乙烯树脂7095份， 复合 填料530份。
14、； 所述复合填料由二氧化硅和碳化硅组成。 0036 本发明下述各实施例采用的聚乙烯树脂为颗粒粒料， 分子量不匀度指数范围为4 20， 所述聚乙烯树脂在230、 荷重2.16kg时的熔融指数为525g/10min。 0037 实施例1 0038 本实施例的一种辐射降温薄膜的制备方法， 所述方法包括如下步骤： 0039 (1)分别称取800g粒径为10微米的二氧化硅颗粒、 200g粒径为15微米的碳化硅颗 说明书 2/5 页 4 CN 108641155 A 4 粒和4000g高密度聚乙烯树脂， 将各原料分别进行超声波振动处理30min打散结团后放入混 合搅拌机中， 再向搅拌机中加入10L酒精浸没。
15、物料， 充分搅拌30min， 使各物料混合均匀， 制 得悬浊液； 0040 (2)将步骤(1)制得的悬浊液置于真空干燥箱中干燥， 控制干燥箱的温度为50， 干燥时间为6h， 制得干燥混合物料； 0041 (3)将步骤(2)制得的干燥混合物料放入螺旋挤出机中加热挤出， 并利用挤出端薄 膜模具和双圆辊牵引机构， 将熔化的混合料挤出成膜， 充分冷却后， 形成所述的辐射基膜； 其中， 螺杆转速为200r/min， 熔料温度为150， 双圆辊直径为8cm， 转速为15r/min。 0042 (4)将步骤(3)所述辐射基膜放入真空蒸镀箱中进行真空镀铝， 将卷筒基膜置放于 真空室内， 关闭真空室抽真空， 当。
16、真空度达到310-3Pa时， 将蒸发舟升温至1300， 然后再 把预处理的纯度为99.9的铝丝连续送至蒸发舟上。 控制工作真空为510-3Pa， ， 源基距为 18cm， 冷却系统的工作温度为5， 送铝速度为1.0m/min， 基膜卷取速度为20m/min， 通过基 膜卷曲速度控制铝层厚度， 使基膜表面沉积一层铝膜， 制得所述辐射降温薄膜。 0043 本实施例制得的辐射降温薄膜由辐射基膜层和铝膜层组成， 所述铝膜层覆盖在辐 射基膜层表面， 其中， 所述辐射基膜层厚度为0.2mm， 所述铝膜层厚度为0.3 m。 0044 将本实施例制得的辐射降温薄膜置于图2所示的模拟降温实验装置的样品台上， 分。
17、别用温度计同时记录从上到下编号分别为1、 2、 3、 4号探头处在不同时间点的温度值， 温 度数值变化如图3所示。 由图3可知， 本发明的辐射降温膜对于密封环境隔热环境有降温的 功效， 密封空间内不同位置处的温度均低于环境温度， 且随着探测温度点位置从上至下温 度逐渐下降。 0045 实施例2 0046 本实施例的辐射降温薄膜， 按实施例1相同的方法制备， 区别仅在于本实施例的辐 射降温薄膜的二氧化硅颗粒用量为600g， 碳化硅颗粒用量为400g。 0047 实施例3 0048 本实施例的辐射降温薄膜， 按实施例1相同的方法制备， 区别仅在于本实施例的辐 射降温薄膜的二氧化硅颗粒用量为400g。
18、， 碳化硅颗粒用量为600g。 0049 实施例4 0050 本实施例的辐射降温薄膜， 按实施例1相同的方法制备， 区别仅在于本实施例的辐 射降温薄膜的二氧化硅颗粒用量为200g， 碳化硅颗粒用量为800g。 0051 分别研究实施例1、 实施例2、 实施例3、 实施例4中制得的辐射降温薄膜样品的降温 性能， 各实施例中样品在夜间的降温耗时结果如表1所示。 由表1可知， 对于不同SiC添加量 的膜材， 降温速率有明显变化， 降温能力也有一定的改变， 表明SiC对于降温膜在夜间的降 温效率和降温能力都有一定改善。 0052 表1 说明书 3/5 页 5 CN 108641155 A 5 0053。
19、 0054 实施例5 0055 本实施例的一种辐射降温薄膜的制备方法， 所述方法包括如下步骤： 0056 (1)分别称取1000g粒径为10微米的二氧化硅颗粒和4000g聚乙烯树脂， 将各原料 分别进行超声波振动处理1h打散结团后放入混合搅拌机中， 再向搅拌机中加入10L酒精浸 没物料， 充分搅拌1h， 使各物料混合均匀， 制得悬浊液； 0057 (2)将步骤(1)制得的悬浊液置于真空干燥箱中干燥， 控制干燥箱的温度为60， 干燥时间为8h， 制得干燥混合物料； 0058 (3)步骤(2)制得的干燥混合物料放入螺旋挤出机中加热挤出， 并利用挤出机薄膜 模具和双圆辊牵引机构， 将熔化的混合料挤出。
20、成膜， 充分冷却后， 形成所述的辐射基膜， 其 中， 螺杆转速为200r/min， 熔料温度为150， 双圆辊直径为8cm， 转速为20r/min； 0059 (4)将步骤(3)所述辐射基膜放入真空蒸镀箱中进行真空镀铝， 将卷筒基膜置放于 真空室内， 关闭真空室抽真空， 当真空度达到310-3Pa时， 将蒸发舟升温至1300， 然后再 把预处理的纯度为99.9的铝丝连续送至蒸发舟上， 控制工作真空为510-3Pa， 源基距为 18cm， 冷却系统的工作温度为20， 送铝速度为1.0m/min， 基膜卷取速度为20m/min， 使基膜 表面沉积一层铝膜， 制得所述辐射降温薄膜。 0060 本实施。
21、例制得的辐射降温薄膜由辐射基膜层和Al膜层组成， 所述Al膜层覆盖在辐 射基膜层表面， 其中， 所述辐射基膜层厚度为0.2mm， 所述Al膜层厚度为0.3 m。 0061 实施例6 0062 本实施例的辐射降温薄膜， 按实施例5相同的方法制备， 区别仅在于本实施例的辐 射降温薄膜不含二氧化硅颗粒， 碳化硅颗粒用量为1000g。 实施例56制得的辐射降温薄膜 样品的夜间降温耗时性能见表2。 0063 表2 0064 0065 分别研究实施例5、 实施例6中制得的辐射降温薄膜样品的降温性能， 各实施例中 样品的降温耗时结果如表2所示， 由表2可以看出， 实施例5、 6制得的辐射降温薄膜样品降温 说。
22、明书 4/5 页 6 CN 108641155 A 6 性能良好。 但如果将表1与表2一起来看会发现， 实施例1、 2、 3、 4制得的辐射降温薄膜样品在 夜间有更好的降温效果。 0066 对比例1 0067 对照样品1： 按实施例1相同的制备方法制备对照样品1， 区别仅在于辐射基膜中不 含碳化硅颗粒。 0068 对照样品2： 按实施例1相同的制备方法制备对照样品2， 区别仅在于辐射基膜中不 含二氧化硅颗粒和碳化硅颗粒。 0069 将对照样品1和对照样品2分别置于模拟降温实验装置中， 在同等光照条件下进行 降温测试实验， 分别用温度计记录2号探头处不同时间点温度数值变化， 如图4所示。 由图4。
23、 可知， 镀铝膜的PE-SiO2膜样品与普通镀铝膜的PE膜在同等光照情况下， 添加了SiO2的膜材 料明显有较好的散热降温效果， 相对普通隔热膜而言， 降温膜具有降温散热的优势。 0070 图5是不同金属在太阳光红外波段的反射率图， 由图5可知一定厚度的铝膜能发射 大部分波段的光照， 对于隔热降温有着积极的作用。 0071 综上所述， 在本发明的PE-SiO2-SiC辐射基膜表面镀铝膜后形成的辐射降温薄膜 能为封闭环境提供良好的降温效果， 本发明的降温辐射薄膜可通过反射及热辐射等方式减 少环境热量通过辐射进入所保护的环境， 且将保护环境内的热量通过813微米波段辐射 出来。 说明书 5/5 页 7 CN 108641155 A 7 图1 图2 说明书附图 1/3 页 8 CN 108641155 A 8 图3 图4 说明书附图 2/3 页 9 CN 108641155 A 9 图5 说明书附图 3/3 页 10 CN 108641155 A 10 。