[发明专利]疏水自洁净表面温度昼夜低于气温的反思托克斯荧光及辐射制冷涂料及其制备方法

说明书

本发明公开了疏水自洁净表面温度昼夜低于气温的反思托克斯荧光及辐射制冷涂料及其制备方法，疏水自洁净表面温度昼夜低于气温的反思托克斯荧光及辐射制冷涂料，含有35～50重量份的疏水苯丙乳液，10～20重量份夜光颜料，3～10重量份的硬脂酸盐，1～6重量份的滑石粉，20～30重份的二氧化钛，3～5重量份的助剂，以及5～15重量份的水。本发明提供的反思托克斯荧光及辐射制冷涂料，无论是晴天还是阴天、白天或是夜晚，涂敷了制冷涂料的模型房屋顶及西墙外的表面温度均低于气温，远低于没有涂敷涂料的混凝土表面温度，制冷效果最明显的时段是下午3点至傍晚期间。具有疏水自洁净功能，可有效避免沾灰所引起的太阳反射率下降的问题。方便使用者后期清洁维护，节约人工成本。

技术领域

本发明涉及制冷涂料领域，具体涉及疏水自洁净表面温度昼夜低于气温的反思托克斯荧光及辐射制冷涂料及其制备方法。

背景技术

反思托克斯夜光制冷又称激光制冷，是指以一低能量的泵浦激光激发具有发光中心的制冷单元，制冷单元自发辐射出高能量的光子从而实现物体制冷的物理现象。利用材料的反斯托克斯荧光来冷却固体材料的思想最初是由Pringsheim在1929年提出。但直到1995年，美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的Epstein等研究人员才在真空状态下于镱掺杂的玻璃上观察到低于室温0.3K的制冷效果(R.I.Epstein，M.I.Buchwald，B.C.Edwards，T.R.Gosnell，C.E.Mungan，Observation of laser-induced fluorescent cooling of asolid.Nature 377(1995)500-503)。自此以后，镱掺杂固体材料、铥掺杂固体材料以及半导体材料等激光制冷取得了巨大的进展，在真空状态下，激光制冷可以将固体材料的温度降低到室温以下150K。然而，所有这些固体材料的激光制冷严格要求制冷单元具有接近于1的量子效率、低能量单束泵浦激光以及极小甚至可以忽略不计的寄生传热。迄今为止，世界范围内，采用阳光而非常用的泵浦激光激发涂层材料获得敞开环境下的反思托克斯荧光制冷从未实现。

辐射制冷是指通过红外辐射方式通过大气窗口将热量直接释放到宇宙空间的制冷方式。大气层外的外太空绝对温度约为3K(-270℃)，是一个极好的散热器。在大气窗口范围内(8-13μm)，大气层对地表物体的红外辐射是透明的。因此，欲实现辐射制冷，制冷体必须在大气窗口范围具有很强的选择性辐射。辐射制冷的明显标志就是制冷体的表面温度恒低于气温，然后通过传导将辐射体温度降低到气温以下，从而达到辐射制冷的目的。

因为没有太阳热，夜晚的辐射制冷早在上世纪六十年代就已实现。而欲实现白天的辐射制冷，制冷体在大气窗口区域选择性辐射的同时，在太阳光谱范围内必须有极高的反射率，以降低辐射体所吸收的太阳热。这是因为当有阳光照射在辐射体表面时，由于黑体的吸收波段很宽广，其吸收的阳光辐射能量(700～900W/m²)远高于辐射制冷的功率(一般小于100W/m²)，所以实现白天辐射难度非常大。实际上，由于同时具有太阳短波高反射率和红外长波高发射率的选择性辐射材料很难实现。因此，目前绝大多数的辐射制冷只能实现夜间辐射制冷。

至于涂层材料，其本身具有很高的红外发射率，尤其在8～13μm的大气窗口有较好的辐射选择性。欲实现涂层材料白日辐射制冷，必须将其太阳反射率提高到94％以上。然而，目前现有的降温涂料的太阳反射率均小于90％。因此，现有商业化的降温涂料只能降温，无法同时实现白天辐射制冷。