[发明专利]一种复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及辐射制冷技术领域，尤其涉及一种复合膜及其制备方法。

背景技术

电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段称为大气窗口。例如：0.3-2.5微米、3.2-4.8微米和8-13微米的波段等，其中，地表中的大部分物体在8-13微米的波段具有良好的发射率，即能够将自身热量以8-13微米的电磁波的形式通过大气窗口排放到温度接近绝对零度的外部太空，达到自身冷却的目的。这种技术不需要外部能量的输入，对环境无污染，对改善建筑物室内热环境和环境保护具有积极意义。

然而，虽然大部分物体在8-13微米的波段具有良好的发射率，但是，对其余波段(如可见光波段等)无法实现较高的反射率，这些热量的吸收遮盖了辐射制冷的效果，无法实现降温。为了解决这一问题，人们尝试了多种复合材料的研究和开发，目前，主要以以下三种形式的研究和开发居多，第一种是在金属材料的表面覆盖在8-13微米波长范围内具有高发射率的材料所形成的复合材料，例如在高度抛光的铝板上镀二氧化硅、氟化钙等；第二种是在具有高发射材料的表面覆盖一层大气窗口波段内透明而在其余波段(如可见光波段等)具有高发射率的涂层所形成的复合材料，例如在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)塑料表面沉积硫化锌等；研究发现：这两种复合材料的制冷效果难以满足实际需求，同时，这两种复合材料均采用表面沉积的方式制备使得所获得的复合材料的脆性较大，不利于实际应用；第三种是一种在大气窗口具有高发射率而在其余区域(如可见光区域等)具有高反射率的光子晶体材料，这种材料虽然具有较好的制冷效果，但是其价格昂贵，光刻技术复杂，不适用于工业化生产和应用。

发明内容

本发明的实施例提供一种复合膜及其制备方法，该复合膜制备方法简单，材料选择广泛，成本低廉，所获得的复合膜在具备较好的制冷效果的同时还具有较好的柔韧性，适用于多种应用场景，具有更为广阔的应用范围。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种复合膜，包括：

透明基体膜，以及分散于所述透明基体膜中的辐射体；

所述辐射体包括第一波段辐射体和第二波段辐射体，所述第一波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第一波段范围内，所述第二波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第二波段范围内，其中，所述第一波段范围是指8-10um的波段范围，所述第二波段范围是指10-13um的波段范围；且所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体在所述红外辐射波段的平均发射率均大于等于90％，在其余波段的平均吸收率均小于等于10％。

可选的，所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体的体积比为1:3-1:1。

可选的，所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体选自无机填料或者聚合物材料。

可选的，所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体不同时选自聚合物材料。

可选的，所述辐射体与所述透明基体膜的体积比为2:100-15:100。

可选的，所述透明基体膜在全波段范围内的吸收率小于等于10％。

可选的，所述复合膜还包括：覆盖在所述透明基体膜一侧表面的可见光反射层。

可选的，所述可见光反射层为厚度为120nm-200nm的银镀层或者铝镀层。

可选的，所述复合膜的厚度为20-100微米。

另一方面，本发明实施例提供一种如上所述的复合膜的制备方法，包括：

将辐射体分散于透明基体材料的溶液中，并进行成型处理，获得分散有辐射体的透明基体膜；

所述辐射体包括第一波段辐射体和第二波段辐射体，所述第一波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第一波段范围内，所述第二波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第二波段范围内，其中，所述第一波段范围是指8-10um的波段范围，所述第二波段范围是指10-13um的波段范围；且所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体在所述红外辐射波段的平均发射率均大于等于90％，在其余波段的平均吸收率均小于等于10％。

可选的，所述方法还包括：在所述分散有辐射体的透明基体膜的一侧表面复合可见光反射层。

可选的，当第一波段辐射体和第二波段辐射体中的至少一种辐射体选自无机填料时，将所述辐射体分散于所述透明基体材料的溶液中之前，所述方法还包括：

采用偶联剂对选自无机填料的辐射体进行表面改性处理。