本發(fā)明屬于輻射制冷領(lǐng)域，尤其涉及一種雙層輻射制冷彩色涂料及制備方法。
背景技術(shù)：
1、二氧化碳大量排放導(dǎo)致全球氣候變暖，極端天氣出現(xiàn)頻率增加。在炎熱環(huán)境下，為保證人體舒適度和電子設(shè)備的正常運(yùn)行，空調(diào)制冷能耗急劇增加，這不利于雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此近年來，具有“零能耗”特性的輻射制冷材料引起了廣泛關(guān)注。輻射制冷是指材料將熱量通過大氣透明窗口(8-14μm)以中遠(yuǎn)紅外輻射的形式發(fā)射到深冷背景外太空，實(shí)現(xiàn)自身冷卻的過程。在白天，太陽的熱是物體熱量的主要來源，若材料本身的光譜特性能夠?qū)⑻柟鈹y帶的熱量反射回去，也可實(shí)現(xiàn)在白天太陽光照下的降溫。這類材料無需外界能量輸入，可通過自身的發(fā)射和反射光譜特性來進(jìn)行光熱管理從而實(shí)現(xiàn)降溫，節(jié)能環(huán)保。目前研發(fā)的輻射制冷涂料已經(jīng)在建筑物外立面、機(jī)柜外表面等多個場景實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，在熱管理的同時起到節(jié)能降耗的作用。但是目前研發(fā)的輻射降溫涂料多為白色，應(yīng)用場景較為局限，一是白色材料美觀性上稍顯不足，而且現(xiàn)有建筑或者戶外電子設(shè)備對顏色有一定要求，二是白色或者銀色材料會帶來城市光污染，這種反射光不僅影響日常生活也會對人的視力造成損傷。因此，開發(fā)具有輻射制冷功能的彩色涂料迫在眉睫。
2、目前，彩色輻射制冷材料的制備主要包括兩種方法。一是可以通過設(shè)計微納結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)彩色，這類結(jié)構(gòu)色色彩明艷、制冷效率高，但是其制備成本高且微納構(gòu)建工藝在涂料領(lǐng)域極難實(shí)現(xiàn)；二是向白色輻射制冷材料中加入普通顏料，可見光(400-780nm)約占據(jù)了太陽光輻射能量的45％，普通顏料表現(xiàn)為對可見光強(qiáng)吸收，部分甚至影響到近紅外波段，導(dǎo)致彩色輻射制冷材料冷卻性能不佳。雖然彩色物質(zhì)在可見光波段的吸收無法避免，但是可以通過結(jié)構(gòu)和成分的設(shè)計盡可能地弱化其在太陽光波段的吸收，減少熱量輸入，提升降溫效果。本專利中通過使用熒光類顏料和雙層結(jié)構(gòu)來解決著色劑強(qiáng)烈吸收太陽光這一技術(shù)難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請?zhí)峁┮环N雙層結(jié)構(gòu)的輻射制冷彩色涂料及其制備方法。本申請通過熒光類顏料的使用和雙層結(jié)構(gòu)的設(shè)計來同時實(shí)現(xiàn)彩色外觀和良好降溫效果。
2、一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N雙層輻射制冷彩色涂料，所述雙層輻射制冷彩色涂料為雙層結(jié)構(gòu)，沿入射光方向依次設(shè)置有顏色層和反射層；
3、所述顏色層包括清漆和熒光類顏料；
4、所述反射層包括清漆和輻射制冷顆粒。
5、另一方面，本申請還提供了一種雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，所述雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法包括如下步驟：
6、(1)將輻射制冷顆粒按一定比例加入清漆中，攪拌數(shù)小時，得到前驅(qū)體溶液，將前驅(qū)體溶液涂敷一定厚度到基板上，固化干燥后即得到反射層；
7、(2)將著色劑按一定比例加入清漆中，所述著色劑為熒光類顏料，攪拌數(shù)小時，得到前驅(qū)體溶液，涂敷一定厚度到所述步驟(1)得到的反射層上，固化干燥后，得到雙層結(jié)構(gòu)的輻射制冷彩色涂料。
8、在一些可能的實(shí)施方式中，所述步驟(1)中所述輻射制冷顆粒選自氧化鋅、氧化鋁、氮化硅、玻璃微球、二氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、二氧化硅、氧化鋯、六方氮化硼納米片、硅藻土、珍珠巖、煅燒高嶺土中的一種或多種的混合物。
9、在一些可能的實(shí)施方式中，所述輻射制冷顆粒的尺寸為納米級，或，微米級，或納米級和微米級的混合。
10、在一些可能的實(shí)施方式中，所述步驟(1)、(2)中所述清漆選擇氟碳類清漆、聚氨酯類清漆、丙烯酸類清漆中的一種或多種。
11、在一些可能的實(shí)施方式中，所述步驟(2)中所述著色劑可以為液體，或，固體，當(dāng)所述著色劑為固體時，所述著色劑的直徑＜50nm。
12、在一些可能的實(shí)施方式中，所述著色劑選自熒光紅、熒光黃、熒光藍(lán)、熒光綠、熒光紫中一種或者多種。
13、在一些可能的實(shí)施方式中，所述步驟(1)(2)中的攪拌為磁力攪拌，或，機(jī)械攪拌，攪拌的轉(zhuǎn)速為200～800rpm，攪拌時間為2-12h。
14、在一些可能的實(shí)施方式中，所述步驟(1)(2)中的涂敷為噴涂，或，刷涂。
15、在一些可能的實(shí)施方式中，所述反射層的厚度為50～200μm。
16、在一些可能的實(shí)施方式中，所述顏色層的厚度為20-50μm。
17、在一些可能的實(shí)施方式中，所述步驟(1)中，以質(zhì)量比計，輻射制冷顆粒：清漆＝10％-80％。
18、在一些可能的實(shí)施方式中，所述步驟(2)中，以質(zhì)量比計，著色劑：清漆＝1％-20％。
19、第三方面，本申請還提供了雙層輻射制冷彩色涂料在工業(yè)和民用建筑、通訊基站、廣場、路面、冷庫、糧庫、冷鏈運(yùn)輸、油氣儲罐領(lǐng)域中的應(yīng)用。
20、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
21、1.本發(fā)明制備的輻射制冷彩色涂料顏色鮮艷、色彩豐富可調(diào)，獨(dú)特的設(shè)計使得彩色涂料具有良好的輻射制冷效果；制備方法簡單，成本低廉，不挑基材材料，可適用于多種場景；
22、2.本發(fā)明通過熒光類著色劑的添加和底部強(qiáng)反射層的設(shè)計，弱化了紫外-可見光和近紅外波段的吸收，減少了熱量輸入，同時選擇高發(fā)射率清漆作為基材，提升彩色涂料以中遠(yuǎn)紅外輻射形式向外發(fā)射熱量的能力，從而實(shí)現(xiàn)高效降溫。
1.一種雙層輻射制冷彩色涂料，其特征在于：所述雙層輻射制冷彩色涂料為雙層結(jié)構(gòu)，沿入射光方向依次設(shè)置有顏色層和反射層；
2.制備如權(quán)利要求1所述的雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，其特征在于：所述雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法包括如下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述輻射制冷顆粒選自氧化鋅、氧化鋁、氮化硅、玻璃微球、二氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、二氧化硅、氧化鋯、六方氮化硼納米片、硅藻土、珍珠巖、煅燒高嶺土中的一種或多種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，其特征在于：所述輻射制冷顆粒的尺寸為納米級，或，微米級，或納米級和微米級的混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，其特征在于：步驟(1)、(2)中所述清漆選擇氟碳類清漆、聚氨酯類清漆、丙烯酸類清漆中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述著色劑可以為液體，或，固體，當(dāng)所述著色劑為固體時，所述著色劑的直徑＜50nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，其特征在于：所述著色劑選自熒光紅、熒光黃、熒光藍(lán)、熒光綠、熒光紫中一種或者多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)(2)中的攪拌為磁力攪拌，或，機(jī)械攪拌，攪拌的轉(zhuǎn)速為200～800rpm，攪拌時間為2-12h。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)(2)中的涂敷為噴涂，或，刷涂。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，其特征在于：反射層的厚度為50～200μm。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，其特征在于：顏色層的厚度為20-50μm。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，以質(zhì)量比計，輻射制冷顆粒：清漆＝10％-80％。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙層輻射制冷彩色涂料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，以質(zhì)量比計，著色劑：清漆＝1％-20％。
14.如權(quán)利要求1所述的雙層輻射制冷彩色涂料在工業(yè)和民用建筑、通訊基站、廣場、路面、冷庫、糧庫、冷鏈運(yùn)輸、油氣儲罐領(lǐng)域中的應(yīng)用。