CN107936389A - 一种复合膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及辐射制冷技术领域，尤其涉及一种复合膜及其制备方法和应用。该复合膜制备方法简单，材料选择广泛，成本低廉，所获得的复合膜在具备较好的制冷效果的同时还具有较好的柔韧性，适用于多种应用场景，具有更为广阔的应用范围。本发明实施例提供一种复合膜，包括：透明基体膜，以及分散于所述透明基体膜中的辐射体；所述辐射体包括第一波段辐射体和第二波段辐射体，所述第一波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在8‑10um的波段范围内，所述第二波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在10‑13um的波段范围内，且第一波段辐射体和第二波段辐射体在红外辐射波段的平均发射率均大于等于90％，在其余波段的平均吸收率均小于等于10％。本发明实施例用于制冷材料的制备。

Description

一种复合膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及辐射制冷技术领域，尤其涉及一种复合膜及其制备方法。
背景技术
电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段称为大气窗口。例如：0.3-2.5微米、3.2-4.8微米和8-13微米的波段等，其中，地表中的大部分物体在8-13微米的波段具有良好的发射率，即能够将自身热量以8-13微米的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。这种技术不需要外部能量的输入，对环境无污染，对改善建筑物室内热环境和环境保护具有积极意义。
然而，虽然大部分物体在8-13微米的波段具有良好的发射率，但是，对其余波段(如可见光波段等)无法实现较高的反射率，这些热量的吸收遮盖了辐射制冷的效果，无法实现降温。为了解决这一问题，人们尝试了多种复合材料的研究和开发，目前，主要以以下三种形式的研究和开发居多，第一种是在金属材料的表面覆盖在8-13微米波长范围内具有高发射率的材料所形成的复合材料，例如在高度抛光的铝板上镀二氧化硅、氟化钙等；第二种是在具有高发射材料的表面覆盖一层大气窗口波段内透明而在其余波段(如可见光波段等)具有高发射率的涂层所形成的复合材料，例如在聚对苯二甲酸乙二酯(PET)塑料表面沉积硫化锌等；研究发现：这两种复合材料的制冷效果难以满足实际需求，同时，这两种复合材料均采用表面沉积的方式制备使得所获得的复合材料的脆性较大，不利于实际应用；第三种是一种在大气窗口具有高发射率而在其余区域(如可见光区域等)具有高反射率的光子晶体材料，这种材料虽然具有较好的制冷效果，但是其价格昂贵，光刻技术复杂，不适用于工业化生产和应用。
发明内容
本发明的实施例提供一种复合膜及其制备方法，该复合膜制备方法简单，材料选择广泛，成本低廉，所获得的复合膜在具备较好的制冷效果的同时还具有较好的柔韧性，适用于多种应用场景，具有更为广阔的应用范围。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供一种复合膜，包括：
透明基体膜，以及分散于所述透明基体膜中的辐射体；
所述辐射体包括第一波段辐射体和第二波段辐射体，所述第一波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第一波段范围内，所述第二波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第二波段范围内，其中，所述第一波段范围是指8-10um的波段范围，所述第二波段范围是指10-13um的波段范围；且所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体在所述红外辐射波段的平均发射率均大于等于90％，在其余波段的平均吸收率均小于等于10％。
可选的，所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体的体积比为1:3-1:1。
可选的，所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体选自无机填料或者聚合物材料。
可选的，所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体不同时选自聚合物材料。
可选的，所述辐射体与所述透明基体膜的体积比为2:100-15:100。
可选的，所述透明基体膜在全波段范围内的吸收率小于等于10％。
可选的，所述复合膜还包括：覆盖在所述透明基体膜一侧表面的可见光反射层。
可选的，所述可见光反射层为厚度为120nm-200nm的银镀层或者铝镀层。
可选的，所述复合膜的厚度为20-100微米。
另一方面，本发明实施例提供一种如上所述的复合膜的制备方法，包括：
将辐射体分散于透明基体材料的溶液中，并进行成型处理，获得分散有辐射体的透明基体膜；
所述辐射体包括第一波段辐射体和第二波段辐射体，所述第一波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第一波段范围内，所述第二波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第二波段范围内，其中，所述第一波段范围是指8-10um的波段范围，所述第二波段范围是指10-13um的波段范围；且所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体在所述红外辐射波段的平均发射率均大于等于90％，在其余波段的平均吸收率均小于等于10％。
可选的，所述方法还包括：在所述分散有辐射体的透明基体膜的一侧表面复合可见光反射层。
可选的，当第一波段辐射体和第二波段辐射体中的至少一种辐射体选自无机填料时，将所述辐射体分散于所述透明基体材料的溶液中之前，所述方法还包括：
采用偶联剂对选自无机填料的辐射体进行表面改性处理。
再一方面，本发明实施例提供一种如上所述的复合膜作为制冷材料在光伏发电、微藻养殖、冷链运输以及建筑降温中的应用。
本发明实施例提供一种复合膜及其制备方法，通过在透明基体膜中分散辐射体获得复合膜，一方面，透明基体膜的材料选择范围广泛，成本较低，制备方法简单，且与现有技术中采用表面覆盖涂层的方式所获得的材料脆性较大相比，所获得的复合膜具有良好的柔韧性，适用于多种应用场景，具有更为广阔的应用范围。另一方面，通过采用第一波段辐射体和第二波段辐射体组合的方式，能够将不同波段范围内的热量最大程度上辐射至温度接近绝对零度的外部太空，并通过对其余波段的吸收率进行限定，并且能够减少物体对其余波段的能量的吸收，能够达到很好的制冷效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种复合膜的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种复合膜在光学显微镜下的外观形貌图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例提供的一种复合膜及其制备方法进行详细描述。
一方面，本发明实施例提供一种复合膜，参见图1，包括：
透明基体膜1，以及分散于所述透明基体膜1中的辐射体2；
所述辐射体2包括第一波段辐射体和第二波段辐射体；所述第一波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第一波段范围内，所述第二波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第二波段范围内，其中，所述第一波段范围是指8-10um的波段范围，所述第二波段范围是指10-13um的波段范围；且所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体在所述红外辐射波段的平均发射率均大于等于90％，在其余波段的平均吸收率均小于等于10％。
其中，红外辐射波段是指8-13微米波长范围内的波段。其余波段是指电磁波中除红外辐射波段以外的波段，通常来讲，电磁波(又称电磁辐射)是由同相振荡且互相容纳的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率，主要包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X-射线和伽马射线等。人眼可接收到的电磁辐射，波长大约在380至780纳米之间，称为可见光。其中，除了红外辐射波段(即红外线的波长范围)以外，其余波段包括：波长范围为3000米-0.3毫米的无线电波波段，波长范围为0.1-100厘米的微波波段，波长范围为0.7微米-0.4微米的可见光波段，波长范围为0.4微米-10纳米的紫外线波段，波长范围为10纳米-0.1纳米的x射线波段以及波长范围为0.1纳米-1皮米的γ射线波段等。
在通常情况下，某一种辐射体的红外发射峰不可能完全覆盖红外辐射波段的全波段范围，往往都仅位于或者覆盖在所述红外辐射波段的某一波段范围内，因此，本发明实施例通过采用红外发射峰位于或覆盖在不同红外辐射波段的第一波段辐射体和第二波段辐射体的组合物，能够拓宽红外辐射波段的辐射范围，并且由于第一波段辐射体和第二波段辐射体在红外辐射波段的平均发射率大于等于90％，因此，该辐射体2能够将物体的热量最大程度上辐射至温度接近绝对零度的外部太空，从而能够提高制冷效果。
本发明实施例提供一种复合膜，通过在透明基体膜1中分散辐射体2获得复合膜，一方面，透明基体膜1的材料选择范围广泛，成本较低，制备方法简单，且与现有技术中采用表面覆盖涂层的方式所获得的材料脆性较大相比，所获得的复合膜具有良好的柔韧性，适用于多种应用场景，具有更为广阔的应用范围。另一方面，通过采用第一波段辐射体和第二波段辐射体组合的方式，能够将不同波段范围内的热量最大程度上辐射至温度接近绝对零度的外部太空，并通过对其余波段的吸收率进行限定，并且能够减少物体对其余波段的能量的吸收，能够达到很好的制冷效果。
其中，第一波段辐射体并不是指某一种辐射体，而是指红外发射峰位于或覆盖第一波段范围的所有辐射体的总和，同样的，第二波段辐射体也并不是指某一种辐射体，而是指红外发射峰位于或覆盖第二波段范围的所有辐射体的总和，这里是根据不同的波段范围(第一波段范围和第二波段范围)进行定义的，并不对第一波段辐射体和第二波段辐射体的具体组成进行限定。
因此，所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体可以分别为一种辐射体或者是几种辐射体的组合物。
本发明的一实施例中，所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体选自无机填料、聚合物材料或无机填料和聚合物材料的混合材料。
示例性的，所述第一波段辐射体选自SiO、PVC、SiC和粒径小于5um的SiO2中的一种或两种以上组合物；
所述第二波段辐射体选自PVDF和粒径为5-8um的SiO2中的一种或两种组合物。
本发明的一优选实施例中，所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体不同时选自聚合物材料。这是因为：聚合物材料的辐射体的存在形式与无机物不同，无机物可直接分散于透明基体膜1中，而聚合物材料的辐射体可以通过混溶的形式分散于透明基体膜1中，因此，当第一波段辐射体和第二波段辐射体均采用聚合物材料的辐射体时，相互之间容易产生遮盖而影响辐射效果，而通过将聚合物材料的辐射体和无机物混合的方式辐射效果最佳。
示例性的，当所述第一波段辐射体选自PVC时，所述第二波段辐射体选自粒径为5-8um的SiO2；而当所述第二波段辐射体为PVDF时，所述第一波段辐射体选自SiO、SiC和粒径小于5um的SiO2中的一种或两种以上组合物。
本发明的又一实施例中，所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体的体积比为1:3-1:1。通过实验发现以这种比例混合能够最大程度上提高辐射体的制冷效果。
本发明的再一实施例中，所述辐射体2与所述透明基体膜1的体积比为2:100-15:100。
通常情况下，透明基体膜1均为有机材料，而当所述辐射体2为无机填料，或者无机填料居多时，在将辐射体2分散于有机材料中时，辐射体2的体积越大，越不利于后期的透明基体膜1的成型，所获得的膜缺陷较多，因此，将所述辐射体2与所述透明基体膜1的体积比控制在以上范围内，有利于辐射体2在透明基体膜1中分散均匀，并有利于后期加工成型。
其中，所述透明基体膜1可以为透明塑料薄膜，如用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及其他树脂制成的薄膜等。
本发明的一实施例中，所述透明基体膜1在全波段范围内的吸收率小于10％。全波段范围是指电磁波的所有波段范围。通过采用在全波段范围内的吸收率小于10％的透明基体膜，能够进一步减少物体对其余波段的能量的吸收，提高制冷效果。其衡量标准是在全波段范围内透明基体膜的光透过率大于等于90％。
示例性的，所述透明基体膜1的材质选自聚4-甲基戊烯-1(TPX)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚乙烯(PE)中的一种或两种以上的混合物。
其中，聚4-甲基戊烯-1(TPX)的光透过率最高，因此，所述透明基体膜的材质优选为聚4-甲基戊烯-1(TPX)。
本发明的又一实施例中，所述复合膜还包括覆盖在所述透明基体膜1一侧表面的可见光反射层3。这样一来，还能够对照射到所述复合膜上的可见光进行反射，进一步降低复合膜对可见光的吸收率，从而能够进一步提高制冷效果。
其中，对所述可见光反射层3的具体材料不做限定，只要能够对可见光进行反光即可。
本发明的一优选实施例中，所述可见光反射层3为厚度为120nm-200nm的银镀层或者铝镀层。银镀层和铝镀层为高反光材料，反光效果佳。
本发明的一实施例中，所述复合膜的厚度为20-100微米。
另一方面，本发明实施例提供一种如上所述的复合膜的制备方法，包括：
将所述辐射体分散于透明基体材料的溶液中，并进行成型处理，获得分散有辐射体的透明基体膜；
所述辐射体包括第一波段辐射体和第二波段辐射体，所述第一波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第一波段范围内，所述第二波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第二波段范围内，其中，所述第一波段范围是指8-10um的波段范围，所述第二波段范围是指10-13um的波段范围；且所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体在所述红外辐射波段的平均发射率均大于等于90％，在其余波段的平均吸收率均小于等于10％。
本发明实施例提供一种如上所述的复合膜的制备方法，通过辐射体分散于透明基体材料的溶液中，并进行成型处理，可以获得分散有辐射体的透明膜，该制备方法简单，且由于透明基体膜的材料选择范围广泛，成本低廉，可选用具有优良成膜性能的透明基体材料，与现有技术中采用表面覆盖涂层的方式所获得的材料脆性较大相比，所制成的复合膜具有良好的柔韧性，适用于多种应用场景，具有更为广阔的应用范围，同时，由于所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体的红外发射峰分别位于或覆盖在红外辐射波段(8-13微米)的不同波段范围(分别为8-10微米的第一波段范围和10-13微米的第二波段范围)内，且所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体在所述红外辐射波段的平均发射率均大于等于90％，在其余波段的平均吸收率均小于等于10％，因此，当将所述复合膜作为制冷材料覆盖在需要制冷的物体表面时，所述第一波段辐射体和第二波段辐射体能够将不同波段范围内的热量最大程度上辐射至温度接近绝对零度的外部太空，并且能够减少物体对其余波段的能量的吸收，具有很好的制冷效果。
其中，对将所述辐射体分散于透明基体材料的溶液中的具体操作不做限定，可以先将所述辐射体分散于溶剂中获得分散液，再将所述透明基体材料溶解于所述分散液中，也可以先将所述透明基体材料溶解于溶剂中获得溶液，再将所述辐射体分散于溶液中。
为了加快分散速度，提高分散效果，可以在超声下将所述辐射体分散于透明基体材料的溶液中。
同时，为了加快透明基体材料的溶解速度，提高溶解度，可以在加热搅拌下将所述透明基体材料溶解于所述溶剂中。
其中，对所述成型处理的具体操作也不做限定。可以通过拉伸法、烧结法、辐照法或者相转化法等方法进行成膜。
其中，相转化法是指通过配置一定组成的均相聚合物溶液，通过一定的物理方法改变溶液的热力学状态，使其从均相的聚合物溶液发生相分离，最终转变为一个三维大分子网络式的凝胶结构的方法。
相转化法中的浸没沉淀法制膜过程中，聚合物的相转变(如凝胶化、玻璃化转变或结晶)可有效固定由液-液分相过程所形成的结构形态，并最终形成不同结构形态的聚合物分离膜。该制作方法简单方便，有利于膜快速成型，在具体操作过程中，铸膜液在支撑体上流延成膜，需要先经过低温凝胶浴结构定型，再经洗脱浴脱除溶剂，有利于保持膜的平整，减少膜收缩，最后再经过高温松弛即在80-120℃下热处理，可完全定型。
本发明的一实施例中，当第一波段辐射体和第二波段辐射体中的至少一种辐射体选自无机填料时，将所述辐射体分散于所述透明基体材料的溶液中之前，所述方法还包括：
采用偶联剂对选自无机填料的辐射体进行表面改性处理。
其中，需要说明的是，当所述第一波段辐射体和第二波段辐射体中的至少一种辐射体选自无机填料时，由于无机填料的制备原因，表面含有大量羟基，接触角通常小于90度，呈现出亲水性，在与透明基体材料混合时容易发生团聚，不利于在溶液中分散，偶联剂是一类具有两种不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应，另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中。因此偶联剂被称作"分子桥"，用以改善无机物与有机物之间的界面作用，从而大大提高复合材料的性能，因此，在本发明实施例中，通过加入偶联剂，能够使无机填料均匀分散于透明基体材料中，降低无机填料在溶液中的沉降率。
为了提高所述无机填料在溶液中的分散效果，优选的，所述透明基体材料的溶液所选用的溶剂选自环己烷、三氯乙烯和三氯甲烷中的一种或几种混合物。
其中，对所述偶联剂的种类不做限定。本发明的一实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂，选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。
本发明的又一实施例中，所述方法还包括：在所述分散有辐射体的透明基体膜的一侧表面复合可见光反射层。通过复合可见光反射层，能够进一步对照射到所述复合膜上的可见光进行反射，能够进一步降低复合膜对可见光的吸收率，从而能够进一步提高制冷效果。
其中，对在所述分散有辐射体的透明基体膜的一侧表面复合可见光反射层的具体操作不做限定，可以采用真空溅射法在所述透明基体膜的一侧表面镀银或者镀铝以获得银镀层或铝镀层。
再一方面，本发明实施例提供一种如上所述的复合膜作为制冷材料在光伏发电、微藻养殖、冷链运输以及建筑降温中的应用。
本发明实施例提供一种复合膜的应用，由于该复合膜具有良好的柔韧性，且制备简单方便，原材料廉价易得，可实现工业化应用，当将该复合膜作为制冷材料应用于以上领域时，具有良好的降温制冷效果。
以下，本发明实施例将通过实施例对本发明进行说明。这些实施例仅是为了具体说明本发明而提出的示例，本领域技术人员可以知道的是本发明的范围不受这些实施例的限制。
实施例1
实施例1中第一波段辐射体选自粒径为2微米的二氧化硅粉末，第二波段辐射体选自粒径为7微米的二氧化硅粉末，透明基体材料选自TPX。
1、制备铸膜液：
将粒径为2微米的二氧化硅粉末和粒径为7微米的二氧化硅粉末以体积比为1:2分散于环己烷中，在常温下超声30min形成均匀的分散液，将TPX在50-70℃下搅拌12h溶解于所述分散液中形成铸膜液。其中，所述铸膜液中TPX的质量百分含量为15％，二氧化硅粉末的质量百分含量为6％，溶剂环己烷的质量百分含量为79％，二氧化硅粉末与TPX的体积比为15:100。
2、制备分散有辐射体的透明基体膜：
将制备所获得的铸膜液经过刮制、冷却定型、溶剂洗脱并在80-120℃热处理30min后获得透明基体膜。
3、制备复合膜：
在制备所获得的透明基体膜的一侧表面通过真空磁控溅射法镀铝，铝镀层的厚度控制在200nm。
实施例2
实施例2中第一波段辐射体选自粒径为3微米的二氧化硅微珠，第二波段辐射体选自PVC，透明基体材料为TPX。
1、对无机填料二氧化硅微珠进行表面处理：
将硅烷偶联剂(KH570)在酸性或碱性条件下醇解1h，与粒径为3微米的二氧化硅微珠加入环己烷和三氯甲烷的混合溶剂中，在70℃下反应4h，抽滤烘干获得进行表面处理后的无机填料。
2、制备铸膜液：
将处理后的二氧化硅微珠分散于环己烷和三氯甲烷的混合溶剂中，在常温下超声30min形成均匀的分散液，将PVC、TPX在50-70℃下搅拌12h溶解于所述分散液中形成铸膜液。其中，所述铸膜液中TPX的质量百分含量为15％，二氧化硅微珠的质量百分含量为4％，PVC的质量百分含量为2％，溶剂环己烷的质量百分含量为79％，二氧化硅微珠和PVC的总体积与TPX的体积比为15:100。
3、制备分散有辐射体的透明基体膜：
此步骤与实施例1中的步骤2基本相同。
4、制备复合膜：
此步骤与实施例1中的步骤3基本相同。
实施例3
实施例3中第一波段辐射体选自PVC，第二波段辐射体选自PVDF，透明基体材料选自PMMA。
1、制备铸膜液：
将PVC和PVDF以体积比为1:3混合制备成辐射体，再与PMMA在50-70℃下搅拌12h溶解于三氯乙烯中，形成稳定铸膜液。其中，所述铸膜液中PMMA的质量百分含量为12％，两种辐射体的质量百分含量为4％，溶剂的质量百分含量为84％，辐射体与PMMA的体积比为2:100。
2、制备分散有辐射体的透明基体膜：
将制备所获得的铸膜液经过刮制、冷却定型、溶剂洗脱并在80-120℃热处理30min后获得透明基体膜。
3、制备复合膜：
在制备所获得的透明基体膜的一侧表面通过真空磁控溅射法镀银，银镀层的厚度控制在120nm。
实施例4
实施例4中第一波段辐射体选自SiO和SiC，第二波段辐射体选自PVDF，透明基体材料选自PMMA。
1、对无机填料进行表面处理：
将硅烷偶联剂(KH550)在酸性或碱性条件下醇解1h，与SiO、SiC一同加入环己烷和三氯甲烷的混合溶剂中，在70℃下反应4h，抽滤烘干获得进行表面处理后的微粒状辐射体。
2、制备铸膜液：
将处理后的无机填料分散于环己烷和三氯甲烷的混合溶剂中，在常温下超声30min形成均匀的分散液，然后加入PVDF和PMMA形成稳定铸膜液。其中，所述铸膜液中PMMA的质量分数为15％，两种辐射体的质量分数为2％，PVDF的质量分数为1％，溶剂的质量分数为82％，辐射体与PMMA的体积比为2:100。
3、制备分散有辐射体的透明基体膜：
此步骤与实施例3中的步骤2基本相同。
4、制备复合膜：
此步骤与实施例3中的步骤3基本相同。
实施例5
实施例5中第一波段辐射体选自PVC，第二波段辐射体选自粒径为8微米的SiO2，透明基体材料选自PMMA。
1、制备铸膜液：
将粒径为8um的SiO2作为填料分散于三氯甲烷中，在常温下超声30min形成均匀的分散液，将PVC、PE在50-70℃下搅拌12h溶解于所述分散液中形成铸膜液。其中，所述铸膜液中PE的质量百分含量为10％，SiO2和PVC的质量百分含量为5％，溶剂的质量百分含量为85％，SiO2和PVC的总体积与PE的体积比为5:100。
2、制备分散有辐射体的透明基体膜：
将制备所获得的铸膜液经过刮制、冷却定型、溶剂洗脱并在80-120℃热处理30min后获得透明基体膜。
3、制备复合膜：
在制备所获得的透明基体膜的一侧表面通过真空磁控溅射法镀银，银镀层的厚度控制在150nm。
实施例6
实施例6中第一波段辐射体选自SiO，第二波段辐射体选自粒径为8微米的二氧化硅，透明基体材料选自TPX。
1、对无机填料进行表面处理：
将硅烷偶联剂(KH560)在酸性或碱性条件下醇解1h，与SiO和粒径为8um的二氧化硅一同加入环己烷和三氯乙烯的混合溶剂中，其中，SiO和粒径为8um的二氧化硅的体积比为1:1，在70℃下反应4h，抽滤烘干获得进行表面处理后的无机填料。
2、制备铸膜液：
将经过表面处理后的无机填料分散于三氯乙烯中，在常温下超声30min形成均匀的分散液，将TPX在50-70℃下搅拌12h溶解于所述分散液中形成铸膜液。其中，所述铸膜液中TPX的质量百分含量为10％，无机填料的质量百分含量为5％，溶剂的质量百分含量为85％，所述无机填料与TPX的体积比为5:100。
3、制备分散有辐射体的透明基体膜：
此步骤与实施例5中的步骤2基本相同。
4、制备复合膜：
此步骤与实施例5中的步骤3基本相同。
实施例7
实施例7与实施例6基本相同，唯一不同的是实施例7不复合可见光反射层。
实验例
1、如图2所示，对实施例4所获得的复合膜在光学显微镜下观察，可以发现：无机填料辐射体均匀分散于透明基体膜中。
2、将实施例1-7所获得的复合膜的制冷性能进行测试，可得如下表1所示实验数据。
表1
由上表1可以得知：通过对膜温和环境温度进行比较，可以得知本发明实施例提供的复合膜均具有良好的制冷效果，并且，由于在夜晚没有太阳辐射的情况下，材料的辐射功率不受自身可见光吸收率和透过率的影响，因此，通过采用炭黑(近似黑体)作为参照，对各个实施例的膜功率进行测试，发现：本发明实施例提供的复合膜的红外辐射功率较大。而进一步地，由表1中实施例7与实施例6比较得知：在不设置可见光反射层的情况下，由于白天的可见光能量被复合膜吸收而使得复合膜的温升较高，掩盖了部分辐射制冷的效果，因此，设置有可见光反射层的复合膜的制冷效果更优。由实施例3与实施例4比较可以得知，不同时选自聚合物材料的辐射体的制冷效果明显优于同时选自聚合物材料的辐射体，实施例2和6中的填料经过表面改性处理，与未进行表面改性处理的实施例1和5相比，所获得的复合膜的制冷效果更优，红外辐射功率更高，这也进一步说明了经过改性处理后的辐射体在透明基体膜中的分散性更好，能够进一步提高制冷效果。
综上所述，通过在透明基体膜中分散辐射体获得复合膜，一方面，透明基体膜的材料选择范围广泛，成本较低，制备方法简单，且与现有技术中采用表面覆盖涂层的方式所获得的材料脆性较大相比，所获得的复合膜具有良好的柔韧性，适用于多种应用场景，具有更为广阔的应用范围。另一方面，通过采用第一波段辐射体和第二波段辐射体组合的方式，能够将不同波段范围内的热量最大程度上辐射至温度接近绝对零度的外部太空，并通过对其余波段的吸收率进行限定，并且能够减少物体对其余波段的能量的吸收，能够达到很好的制冷效果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种复合膜，其特征在于，包括：
透明基体膜，以及分散于所述透明基体膜中的辐射体；
所述辐射体包括第一波段辐射体和第二波段辐射体，所述第一波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第一波段范围内，所述第二波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第二波段范围内，其中，所述第一波段范围是指8-10um的波段范围，所述第二波段范围是指10-13um的波段范围；且所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体在所述红外辐射波段的平均发射率均大于等于90％，在其余波段的平均吸收率均小于等于10％。
2.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，
所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体的体积比为1:3-1:1。
3.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，
所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体选自无机填料、聚合物材料或无机填料和聚合物材料的混合材料。
4.根据权利要求3所述的复合膜，其特征在于，
所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体不同时选自聚合物材料。
5.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，所述辐射体与所述透明基体膜的体积比为2:100-15:100。
6.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，
所述透明基体膜在全波段范围内的吸收率小于等于10％。
7.根据权利要求1所述的复合膜，其特征在于，
所述复合膜还包括：覆盖在所述透明基体膜一侧表面的可见光反射层。
8.根据权利要求7所述的复合膜，其特征在于，
所述可见光反射层为厚度为120nm-200nm的银镀层或者铝镀层。
9.根据权利要求1-8任一项所述的复合膜，其特征在于，
所述复合膜的厚度为20-100微米。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的复合膜的制备方法，其特征在于，包括：
将辐射体分散于透明基体材料的溶液中，并进行成型处理，获得分散有所述辐射体的透明基体膜；
所述辐射体包括第一波段辐射体和第二波段辐射体，所述第一波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第一波段范围内，所述第二波段辐射体的红外发射峰位于或覆盖在红外辐射波段的第二波段范围内，其中，所述第一波段范围是指8-10um的波段范围，所述第二波段范围是指10-13um的波段范围；且所述第一波段辐射体和所述第二波段辐射体在所述红外辐射波段的平均发射率均大于等于90％，在其余波段的平均吸收率均小于等于10％。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，
所述方法还包括：在所述分散有辐射体的透明基体膜的一侧表面复合可见光反射层。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，
当第一波段辐射体和第二波段辐射体中的至少一种选自无机填料时，将所述辐射体分散于所述透明基体材料的溶液中之前，所述方法还包括：
采用偶联剂对选自无机填料的辐射体进行表面改性处理。
13.如权利要求1-9任一项所述的复合膜作为制冷材料在光伏发电、微藻养殖、冷链运输以及建筑降温中的应用。
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