[发明专利]一种具有温度自适应性的分离式柔性智能辐射热控复合膜及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种具有温度自适应性的分离式柔性智能辐射热控复合膜及其制备方法与应用，属辐射热控技术领域。为解决现有辐射热控膜不易切换模式，不具备温度反馈能力的问题，本发明提供了一种具有温度自适应性的分离式柔性智能辐射热控复合膜，包括自上而下设置的均具有柔性的可拆卸反射层、太阳热吸收层和温度自适应复合层；温度自适应复合层包括自上而下设置的热致变色层、红外透明间隔层和金属反射层。本发明通过保留或分离最上层的可拆卸反射层实现辐射制冷和辐射加热模式的切换，操作简便，使用寿命长、成本低。本发明智能辐射热控复合膜还具有自适应调节辐射散热强度的智能调控能力，大大提高了辐射热控系统的环境适用性和实用性。

技术领域

本发明属辐射热控技术领域，尤其涉及一种具有温度自适应性的分离式柔性智能辐射热控复合膜及其制备方法与应用。

背景技术

辐射热控技术是一种无需额外能量输入的被动热控方式，其原理是通过调控对太阳热量的吸收以及调控向深冷太空辐射散热的强度来实现温度的调节。发展适合实际应用的被动式辐射热控技术，对节能降耗具有重要意义。然而，目前辐射热控技术功能单一，一般仅具有太阳热吸收涂层，实现辐射加热作用，或仅具有辐射制冷涂层，实现辐射制冷作用。单一功能的辐射涂层在使用上受季节限制，并且不适合在气象变化频繁和昼夜温差较大的地域使用。例如，单一的辐射加热功能不适合在夏季或者温度较高的天气使用，单一的辐射制冷功能不适合在冬季或温度较低的天气使用。此外，现有的辐射热控技术缺乏温度反馈能力，只能单向的加热或降温直至与环境达到热平衡态，无法根据目标温度进行反馈调控。因此，能进行加热和制冷两种工作模式间切换，并且具有一定的反馈调节能力的智能辐射热控技术是拓展辐射热控技术应用范围的重要发展方向。

针对上述问题，上海交通大学公开了一种兼具辐射加热和制冷功能的新技术，公告号为CN113276510A的专利提出了一种智能辐射热控用Janus柔性复合膜。这种辐射膜的一侧可以吸收太阳热、同时具有较小的红外发射率，通过增强吸热和减小辐射散热来实现辐射加热功能；另一侧对太阳光高反射、红外高发射，通过减小吸热和增强辐射散热来实现辐射制冷功能。在使用过程中，当目标需要进行加热时，将吸收太阳热、具有较小红外发射率的一侧面向天空；当目标需要进行制冷时，将对太阳光高反射、红外高发射一侧面向天空。通过主动翻转法来实现加热和制冷功能切换。这项技术较好的解决了以往辐射热控技术功能单一的问题，实现了用于加热和制冷两种功能的智能辐射热控方法。然而，这种技术在实际使用过程中仍存在一些问题。1)当进行加热和制冷模式切换时，每次都需要将辐射热控复合膜与基底表面剥离、翻转后再与基底表面贴合，在实际使用中操作流程比较繁琐。2)该复合膜只有加热和制冷两种截然相反的工作模式，不具有微调功能。在遇到昼夜温差大、气温突变等气候条件时，如果仍用翻转法进行调节，会进一步增加翻转的频率，频繁的翻转辐射热控复合膜，容易加快复合膜的疲劳损耗，缩短价格较高的复合膜的使用寿命，导致使用成本的升高。3)该复合膜不具备温度反馈能力，不是严格意义上的热控技术，是否进行翻转调控需人为判断和操作，在使用过程中容易出现过度加热或过度制冷的问题。

因此，研发具有温度反馈能力、操作更简便、使用寿命长、使用成本低以及具有微调功能的温度自适应性智能辐射热控复合膜，以提高辐射热控系统的环境适应性和实用性、降低使用成本是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决现有辐射热控膜制冷与加热模式不易切换，不具备温度反馈能力而导致容易出现过度加热或制冷的问题，本发明提供了一种具有温度自适应性的分离式柔性智能辐射热控复合膜及其制备方法与应用。

本发明的技术方案：