本發(fā)明涉及輻射降溫涂料領(lǐng)域，尤其涉及一種輻射降溫涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、面對全球氣候變暖與能源供應(yīng)緊張的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，開發(fā)新型節(jié)能降碳技術(shù)已成為緩解這些問題的關(guān)鍵途徑。輻射制冷技術(shù)作為一種創(chuàng)新的零能耗、零污染制冷方案，其工作原理在于高效反射或散射太陽光(波長范圍0.3至2.5微米)的能量，并利用“大氣窗口”(波長8至13微米)與宇宙背景輻射(約3k溫度)進(jìn)行能量交換，從而實(shí)現(xiàn)低于環(huán)境溫度的制冷效果。輻射制冷涂料，因制備簡便、即噴即用，在建筑降溫、大型油庫減少蒸發(fā)損失、糧食儲存等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。

2、然而，當(dāng)前市場上主流的輻射制冷涂料多采用油性溶劑，盡管這類涂料表現(xiàn)出色的涂層性能，但其生產(chǎn)和使用過程中會對環(huán)境造成污染，并可能對人體健康構(gòu)成威脅。相比之下，采用水性溶劑的輻射制冷涂料在環(huán)保和健康安全性方面有所改善，但它們的儲存穩(wěn)定性和綜合性能往往不及油性涂料，難以滿足高性能要求。此外，現(xiàn)有的輻射制冷涂料普遍面臨導(dǎo)熱性能不佳的問題，難以有效快速地導(dǎo)出內(nèi)部熱源，這限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的效率。因此，研發(fā)一種采用環(huán)保水性溶劑、具備長期儲存穩(wěn)定性和高導(dǎo)熱性能的新型輻射制冷涂料，對于應(yīng)對全球氣候變暖與能源供應(yīng)緊張?zhí)魬?zhàn)、實(shí)現(xiàn)高效制冷具有重要意義。本發(fā)明旨在提供一種儲存期長、高導(dǎo)熱輻射制冷涂料的制備方法，通過優(yōu)化原料選擇和制備工藝，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，滿足市場對高性能、環(huán)保型輻射制冷涂料的需求。

3、在本涂料制備中，選用氮化硼、碳化硅等高導(dǎo)熱陶瓷粉體作為填料。這些材料晶體結(jié)構(gòu)特殊，內(nèi)部原子間結(jié)合力強(qiáng)，聲子平均自由程較大，能夠高效傳遞熱量。以氮化硼為例，其具有類似石墨的層狀結(jié)構(gòu)，層間通過較弱的范德華力結(jié)合，而層內(nèi)原子以共價(jià)鍵相連，使得聲子在層內(nèi)的傳播速度快，從而具備良好的熱傳導(dǎo)能力。在涂料中添加具有特定紅外發(fā)射特性的物質(zhì)，如某些金屬氧化物(二氧化鈦、氧化鋅等)。這些材料在紅外波段(8-13μm)具有高發(fā)射率，這一波段恰好對應(yīng)地球大氣層的“透明窗口”。當(dāng)涂料表面吸收熱量后，分子振動能級升高，處于激發(fā)態(tài)的分子通過向外界發(fā)射紅外光子的方式釋放能量。由于所選材料在“透明窗口”波段的高發(fā)射率，使得涂料能夠?qū)崃恳约t外輻射的形式高效地向寒冷的外太空發(fā)射，從而實(shí)現(xiàn)制冷效果。通過調(diào)整涂料的配方和制備工藝，控制涂層的微觀結(jié)構(gòu)和厚度。合適的微觀結(jié)構(gòu)能夠增加紅外輻射的發(fā)射面積，提高輻射效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種輻射降溫涂料及其制備方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

3、一種輻射降溫涂料，包括以下組分：

4、水性乳液、反射型無機(jī)填料、輻射型無機(jī)填料、導(dǎo)熱型無機(jī)填料、功能性納米纖維素和功能助劑。

5、優(yōu)選的，所述水性乳液為水性丙烯酸乳液、水性環(huán)氧樹脂乳液、水性氟碳乳液、水性有機(jī)硅乳液中的一種或幾種的混合物。

6、優(yōu)選的，所述反射型無機(jī)填料為納米碳酸鈣、納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米硫酸鋇、納米凹凸棒土中的一種或幾種的混合物。

7、優(yōu)選的，所述輻射型無機(jī)填料為納米碳酸鈣、納米氧化鋁、納米二氧化硅、納米氮化硅中的一種或幾種的混合物。

8、優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱型無機(jī)填料為納米氮化硼、納米金剛石、納米氧化鋁中的一種或幾種的混合物。

9、優(yōu)選的，所述功能性納米纖維素為tempo納米纖維素、氟化納米纖維素中的一種或幾種的混合物。

10、優(yōu)選的，所述功能助劑為分散劑、流平劑、成膜劑、增稠劑。

11、優(yōu)選的，所述水性乳液的固含量為20～30wt％。

12、一種輻輻射降溫涂料的制備方法，包括以下步驟：

13、步驟一：將反射型無機(jī)填料、輻射型無機(jī)填料、導(dǎo)熱型無機(jī)填料過篩，篩選出尺寸較大的顆粒，過篩后的各類無機(jī)填料混合后備用；

14、步驟二：將功能性納米纖維素加入水性乳液中攪拌均勻；

15、步驟三：將功能助劑加入上述含有功能性納米纖維素的水性乳液中攪拌均勻；

16、步驟四：將無機(jī)填料分三批加入上述含有功能性納米纖維素和功能助劑的水性乳液中攪拌均勻；

17、步驟五：將上述制得的涂料置于陰涼處儲存，儲存期間定期攪拌。

18、優(yōu)選的，所述步驟一中，利用300目篩網(wǎng)進(jìn)行過篩。

19、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

20、(1)本發(fā)明具有高效降溫的效果：通過選擇性反射技術(shù)，顯著降低建筑物表面溫度，減少空調(diào)能耗；

21、(2)本發(fā)明具有自清潔性能：超疏水表面有效防止污垢附著，延長涂層使用壽命，降低維護(hù)成本；

22、(3)本發(fā)明環(huán)保節(jié)能：減少能源消耗，降低碳排放，符合綠色建筑發(fā)展趨勢。

技術(shù)特征：

1.一種輻射降溫涂料，其特征在于，包括以下組分：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射降溫涂料，其特征在于，所述水性乳液為水性丙烯酸乳液、水性環(huán)氧樹脂乳液、水性氟碳乳液、水性有機(jī)硅乳液中的一種或幾種的混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射降溫涂料，其特征在于，所述反射型無機(jī)填料為納米碳酸鈣、納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米硫酸鋇、納米凹凸棒土中的一種或幾種的混合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射降溫涂料，其特征在于，所述輻射型無機(jī)填料為納米碳酸鈣、納米氧化鋁、納米二氧化硅、納米氮化硅中的一種或幾種的混合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射降溫涂料，其特征在于，所述導(dǎo)熱型無機(jī)填料為納米氮化硼、納米金剛石、納米氧化鋁中的一種或幾種的混合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射降溫涂料，其特征在于，所述功能性納米纖維素為tempo納米纖維素、氟化納米纖維素中的一種或幾種的混合物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射降溫涂料，其特征在于，所述功能助劑為分散劑、流平劑、成膜劑、增稠劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射降溫涂料，其特征在于，所述水性乳液的固含量為20～30wt％。

9.一種輻射降溫涂料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種輻射降溫涂料的制備方法，其特征在于，所述步驟一中，利用300目篩網(wǎng)進(jìn)行過篩。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種輻射降溫涂料及其制備方法，包括水性乳液、反射型無機(jī)填料、輻射型無機(jī)填料、導(dǎo)熱型無機(jī)填料、功能性納米纖維素和功能助劑；方法為：將反射型無機(jī)填料、輻射型無機(jī)填料、導(dǎo)熱型無機(jī)填料過篩，篩選出尺寸較大的顆粒，過篩的各類無機(jī)填料混合備用；將功能性納米纖維素加入水性乳液中攪拌均勻；將功能助劑加入上述含有功能性納米纖維素的水性乳液中攪拌均勻；將無機(jī)填料分三批加入上述含有功能性納米纖維素和功能助劑的水性乳液中攪拌均勻；將上述制得的涂料置于陰涼處儲存，儲存期間定期攪拌。本發(fā)明可以顯著降低建筑物表面溫度，減少空調(diào)能耗；延長涂層使用壽命，降低維護(hù)成本；減少能源消耗，降低碳排放，符合綠色建筑發(fā)展趨勢。

技術(shù)研發(fā)人員：張靜,陳金波,金韓萍,王振宇,馬玉然,李承瑞,李木子,吳哲,徐世航
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙大寧波理工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22