一种制冷薄膜的制作方法

本实用新型涉及辐射制冷技术领域，尤其涉及一种制冷薄膜。

背景技术：

辐射制冷技术作为一种无能耗的温度调节手段，其实用性良好，可以使人类在环境保护和能源利用两方面得到和谐的发展，将会给能源领域带来重大的变革。

凡温度高于绝对零度的物体，都会产生电磁辐射。随着辐射物体材质、分子结构和温度等条件的不同，其辐射波长也各不相同。在红外辐射的波段里，从辐射的本质来讲，当分子中的原子或者原子团从高能量的振动状态转变到低能量的振动状态时，产生2.5μm～25μm波段的红外辐射。由科学家对大气光谱透过特性的分析可以知道，大气层对不同波长的电磁波有不同的透射率，透射率较高的波段称为“大气窗口”，例如0.3μm～2.5μm、3.2μm～4.8μm、7μm～14μm。大气层的光谱透过特性主要由大气层中的水蒸气、二氧化碳和臭氧决定的，它们的含量变化会引起透过率的变化，但是透射光谱的分布却变化不大。因此，地表上物体的热能可以通过辐射换热，将自身热量以7μm～14μm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。

在公布号为cn108891115a的中国专利中，公开了一种可实现被动式降温的辐射制冷薄膜，其包括依次设置的防刮花涂层、辐射制冷层、金属层、胶粘层、透明聚酯pet层、装贴层和离型保护膜。其中辐射制冷层的作用主要是将热量以7μm～14μm电磁波的形式辐射向太空，金属层用于反射太阳光线中的红外光，起到反射隔热的作用。

但是，上述专利中的辐射制冷薄膜无法根据外界的实际情况自动调节其隔热效果。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种制冷薄膜，不仅具有辐射制冷的功能，还可以根据光照强度调节其隔热功能。

根据本实用新型的一个方面，提供一种制冷薄膜，包括辐射制冷层以及设于所述辐射制冷层一侧的光致变色层，所述辐射制冷层在可见光与近红外波段的透过率不低于85％，所述光致变色层随着光照强度的增加在可见光与近红外波段的透过率逐渐变小。

在其中一个实施例中，所述辐射制冷层与所述光致变色层相邻地层叠设置。

在其中一个实施例中，所述辐射制冷层在7μm～14μm波段的发射率为70％～100％。

在其中一个实施例中，所述辐射制冷层包括基材以及分散在所述基材中的辐射制冷颗粒，所述辐射制冷颗粒选自sic颗粒、sio2颗粒、tio2颗粒、baso4颗粒、caco3颗粒中的至少一种，所述辐射制冷颗粒的粒径为1μm～30μm，所述基材在可见光与近红外波段的透过率不低于85％。

在其中一个实施例中，所述辐射制冷层在可见光与近红外波段的透过率为90％～95％。

在其中一个实施例中，所述光致变色层包括基体以及分散在所述基体中的光致变色材料，所述基体为无色透明材料，所述光致变色材料的粒径小于10μm。

在其中一个实施例中，所述光致变色层包括一种或多种所述光致变色材料，不同种类的所述光致变色材料在光照强度变化时变为不同的颜色，一种或多种所述光致变色材料以一定的规则分布于所述基体中，从而所述光致变色材料变色时在所述光致变色层上形成图案。

在其中一个实施例中，所述制冷薄膜还包括一保护层，所述保护层设于所述辐射制冷层远离所述光致变色层的一侧，所述保护层在可见光与近红外波段的透过率不低于80％。

在其中一个实施例中，所述制冷薄膜还包括一基底，所述基底设于所述光致变色层远离所述辐射制冷层的一侧，所述基底在可见光与近红外波段的透过率大于80％。

在其中一个实施例中，所述基底为聚合物或玻璃。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的制冷薄膜可以根据外界的光照强度改变其透明度，从而当光强较大时，可以减少进入室内的光线，当光强较小时，又允许大部分光线进入室内。

附图说明

图1为本实用新型的第一个实施例的剖面示意图；

图2为本实用新型的第二个实施例的剖面示意图；

图3为本实用新型的第三个实施例的剖面示意图；

图中：1、辐射制冷层；2、光致变色层；3、保护层；4、基底。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

需要说明的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1-3所示，本实用新型提供一种制冷薄膜，包括辐射制冷层1以及设于辐射制冷层1一侧的光致变色层2，辐射制冷层1在可见光与近红外波段的透过率不低于85％，随着光照强度的增加，光致变色层2在可见光与近红外波段的透过率逐渐变小。

本领域技术人员可以理解的是：可见光与近红外波段通常是指300nm～2500nm波段；本实用新型所说的“辐射制冷层1的一侧”是指辐射制冷层1的正面一侧或辐射制冷层1背面一侧，并不包括辐射制冷层的周侧；光致变色层2可以与辐射制冷层1的正面或背面直接接触，也可以不直接接触。

本实用新型的制冷薄膜在使用时，辐射制冷层1位于靠近太空一侧，光致变色层2位于靠近待降温物体或待降温空间的一侧，因此光致变色层2变色时不会影响辐射制冷层1向外辐射7μm～14μm波段的电磁波。辐射制冷层1主要发挥辐射制冷的功能，待降温物体或空间的热量通过光致变色层2传递到辐射制冷层1，辐射制冷层1将热量以7μm～14μm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。太阳光线经过辐射制冷层1后达到光致变色层2，光致变色层2可以根据光照强度调整其隔热能力，当外界光照强度较大时，光致变色层2的光透过率变小，此时光致变色层2的隔热效果较好并且可以减少进入室内的光线；当外界光照强度较弱时，光致变色层2的光透过率变大，此时允许大部分光线进入室内。

在一些实施例中，辐射制冷层1与光致变色层2相邻地层叠设置。

在一些实施例中，辐射制冷层1在7μm～14μm波段的发射率为70％～100％。

在一些实施例中，辐射制冷层1包括基材以及分散在基材中的辐射制冷颗粒。辐射制冷颗粒可以是但不限于sic颗粒、sio2颗粒、tio2颗粒、baso4颗粒、caco3颗粒，辐射制冷颗粒的粒径优选为1μm～30μm。基材可以是但不限于pet、pbt、tpx、pc、pe、pp、pvc、pmma、ps。基材在可见光与近红外波段的透过率不低于85％，优选地，基材在可见光与近红外波段的透过率不低于95％。

在一些优选实施例中，辐射制冷层1在可见光与近红外波段的透过率为90％～95％。

在一些实施例中，光致变色层2包括基体以及分散在基体中的光致变色材料。随着光照强度的增加，光致变色层2由无色透明状态变为不透明状态，光致变色层2的不透明状态可以是呈现白色、绿色、蓝色、紫色、灰色、黑色等颜色。基体优选地采用无色透明的材料，可以是树脂或玻璃。光致变色材料可以是有机光致变色化合物或无机光致变色化合物。光致变色材料可以是多种变色材料的混合物。光致变色材料的粒径小于10μm，优选地，光致变色材料的粒径小于5μm。在一个具体实施例中，光致变色材料是以cahfo3为基体材料的无机光致变色材料，其表达式为m1-xhfo3:xr，其中m为碱土金属ca、sr、ba中的一种，x为r的掺杂量，0≤x≤0.03，r为掺杂到基体材料中的稀土元素，选自sc、y、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu中的一种或多种。

在另一些实施例中，光致变色层2由光致变色流体制备，采用喷涂、刮涂等方式设置在辐射制冷层1的一侧。

光致变色层2的制备方法属于本领域的现有技术，本实用新型不再详述。本领域的技术人员结合现有技术，可以选择合适的光致变色材料制备光致变色层2。

在一些实施例中，光致变色层2包括一种或多种光致变色材料，不同种光致变色材料在光照强度变化时变为不同的颜色，一种或多种光致变色材料以一定的规则分布于基体中，从而光致变色材料变色时在光致变色层2上形成图案。

在一些实施例中，如图2所示，本实用新型的制冷薄膜还包括保护层3，保护层3设置在辐射制冷层1远离光致变色层2的一侧，也即保护层3和光致变色层2分别设置在辐射制冷层1的两侧。保护层3主要起到保护辐射制冷层1的作用，其可以是提高辐射制冷层1的耐候性或耐刮性和/或耐腐蚀性等等。保护层3在可见光与近红外波段的透过率不低于80％，优选地大于90％，更优选地大于95％。保护层3对7μm～14μm波段电磁波的透过率大于80％，优选地大于90％，更优选地大于95％。保护层3的材料可以是但不限于pet、pbt、tpx、pc、pe、pp、pvc、pmma、ps、pva中的一种或多种。保护层3的材料与辐射制冷层1的基材可以相同也可以不同。

在一些实施例中，保护层3与辐射制冷层1之间还可以设置其他功能层，例如粘接层。光致变色层2与辐射制冷层1之间还可以设置其他功能层，例如粘接层。

在一些实施例中，如图3所示，光致变色层2在远离辐射制冷层1的一侧设置有基底4，基底4在可见光与近红外波段的透过率大于80％。基底4为聚合物或玻璃。基底4优选地为无色透明材料。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。