一种自动调温的智能热控复合薄膜及制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115742488A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211555965.8B32B27/18(2006.01)(22)申请日2022.12.06B32B27/32(2006.01)B32B27/12(2006.01)(71)申请人南京理工大学B32B33/00(2006.01)地址210094江苏省南京市孝陵卫街200号B32B37/12(2006.01)(72)发明人范德松李铭章B32B7/12(2006.01)(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203专利代理师赵毅(51)Int.Cl.B32B15/20(2006.01)B32B15/085(2006.01)B32B15/14(2006.01)B32B27/02(2006.01)B32B27/30(2006.01)B32B27/36(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种自动调温的智能热控复合薄膜及制备方法(57)摘要本发明涉及复合辐射膜技术领域，具体地说是一种自动调温的智能热控复合薄膜及其制备方法，包括采用温控卷曲形变的基膜；在基膜上面为一层具有辐射加热效果的纤维膜；辐射加热层纤维膜采用吸热纳米管和红外透明聚合物复合材料；基膜下面覆盖一层具有高太阳波段反射率和高红外发射率的辐射冷却纤维膜；辐射冷却层纤维膜采用纳米颗粒和红外高发射率复合材料。本发明与现有技术相比，复合薄膜具有优异的辐射调控性能，其温控形变结构能够根据环境温度的改变，自动调整工作模式，不需要任何外部驱动装置；而且其结构简单，材料来源广泛，力学性能优良；制备流程简易，可以实现大面积低成本的生产。CN115742488ACN115742488A权利要求书1/2页1.一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：为辐射冷却层(1)、温控形变层(2)和辐射加热层(3)复合而成；其中，辐射加热层(3)固定在温控形变层(2)表面形成一体化结构，而温控形变层(2)部分固定在辐射冷却层(1)表面，便于卷曲形变。2.根据权利要求1所述的一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：通过聚合物粘结剂将温控形变层(2)边缘与辐射冷却层(1)粘结，固定的部分为10％‑15％温控形变层(2)的面积。3.根据权利要求1所述的一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：所述辐射冷却层(1)采用纳米粒子和红外高发射率聚合物材料；所述温控形变层(2)采用延展性优异的铝薄膜和定向聚乙烯膜；所述辐射加热层(3)采用多壁碳纳米管和红外透明聚合物材料。4.根据权利要求3所述的一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：辐射加热层(3)为掺杂有纳米粒子的红外高发射率聚合物材料，辐射冷却层(1)为掺杂有多壁碳纳米管的红外透明聚合物材料。5.根据权利要求1或3所述的一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：所述辐射冷却层(1)和辐射加热层(3)均为通过静电纺丝制备的纤维叠层结构；所述温控形变层(2)为铝薄膜和定向聚乙烯膜通过低表面能粘结剂制备的。6.根据权利要求1或3所述的一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：所述辐射冷却层(1)中的纳米粒子包括硅氧化物、钛氧化物或铝氧化物、硼氮化物中的一种或多种组合，其等效粒径为0.2‑2μm；所述辐射冷却层(1)的红外高发射率聚合物包括聚偏氟乙烯、聚乳酸和聚二甲基硅氧烷中的任意一种，其纤维直径为0.2‑2μm。7.根据权利要求1或3所述的一种自动调温的智能热控复合薄膜，其特征在于：辐射加热层(3)中掺杂粒子为多壁碳纳米管，粒径分布为0.1‑0.5μm，红外透明聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺‑6或者聚乙烯，纤维直径分布为0.2‑2μm。8.根据权利要求1～7任一项所述自动调温的智能热控复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备温控形变层(2)：将低表面能粘结剂涂覆到铝膜表面，然后选取尺寸相同的定向聚乙烯膜贴于表面，使用低温滚筒碾压平整，通风3h，等待粘结剂凝固，其中铝膜为上表面，聚乙烯为下表面；S2、配置辐射加热层纺丝液：将红外透明聚合物加入有机试剂中，搅拌至完全溶解，获得固含量为8％‑20％固含量的静电纺丝液A；向静电纺丝液中加入多壁碳纳米管颗粒，继续搅拌1‑2h，得到均匀分散的辐射加热层纺丝液；S3、制备辐射加热层(3)纤维膜：采用静电纺丝设备，在接收装置底部铺设温控形变层，使喷丝口正对铝膜一面，调节静电纺丝参数，得到辐射加热层(3)纤维膜；S4、配置辐射冷却层纺丝液：将红外高发射率聚合物加入有机试剂中，搅拌至完全溶解，获得固含量为8‑15％的静电纺丝液B，向静电纺丝液B中加入纳米粒子，继续搅拌1‑2h，得到均匀分散的辐射冷却层纺丝液；S5、制备辐射冷却层(1)纤维膜：