一种耐高压辐射制冷涂料及其应用

本发明涉及制冷涂料，更具体地，涉及一种耐高压辐射制冷涂料及其应用。

背景技术：

1、辐射制冷是通过热辐射进行制冷的一种被动式制冷新技术，能够利用宇宙空间作为冷源、地面上物体作为热源建立辐射热传递通道，通过“大气窗口”在不消耗能源的情况下，将热量以特定波段的电磁波辐射方式把地面物体的热量通过地球大气窗口直接传递到宇宙空间，从而达到制冷的目的。基于其技术特点，辐射制冷在户外场景下有广泛的应用前景，例如电力机柜、5g基站、建筑外墙及屋顶、路面等场景的制冷。

2、辐射制冷涂料能够以涂层的形式涂覆在制冷目标表面，具有应用范围广、施工简单等优点。但是，现有的辐射制冷涂料的耐高压性能较差，在电力机柜等通信设备上应用时，难以避免其内部元器件的高压损伤。为此，需要提供一种耐高压的辐射制冷涂料，在实现高效制冷的同时，降低电力设备的高压击穿风险。

技术实现思路

1、基于以上背景，本发明的目的在于提供一种耐高压的辐射制冷涂料，该涂料在用于电力机柜等通信设备上，实现高效制冷的同时能避免电力设备的过热和高压击穿损坏等问题。

2、为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种耐高压辐射制冷涂料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：

4、含氟树脂 20～80份；

5、辐射制冷填料 10～90份；

6、助剂 1～5份；

7、溶剂 0～300份；

8、固化剂 0～10份；

9、其中，所述含氟树脂选自氟硅树脂、氟碳树脂、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚氟乙烯中的一种或多种。

10、优选地，按重量份数计，所述耐高压辐射制冷涂料，包括以下组分：

11、含氟树脂 20～80份；

12、辐射制冷填料 40～80份；

13、助剂 1～5份；

14、溶剂 5～200份；

15、固化剂 0～10份。

16、本发明中，通过合理配比含氟树脂与辐射制冷填料的量，进而赋予涂料优异的耐高压性和制冷性。其中，含氟树脂以长链大分子为结构单元，其分子链振动能够促进耐高压辐射制冷涂料对红外辐射的吸收与发射，从而提高其热散失能力，此外，氟原子具有很强的电负性，键能可达500kj/mol，使得涂料表现出优异的耐高压性能。

17、此外，本发明发现辐射制冷填料的原料和比例会影响耐高压辐射制冷涂料的制冷性，而且可能对涂料耐高压性产生影响，本发明提供的特定比例的辐射制冷填料可以更优地提升耐高压辐射制冷涂料的制冷性，如若辐射制冷填料的比例超过本发明的范围不仅使涂料的成本变高，而且使用过程中可能会出现涂层有裂痕，表观较差的现象，最终影响其制冷效果。

18、进一步，按质量百分比计，所述含氟树脂的氟含量≥20％，羟值≥20mgkoh/g，平均分子量为5000～500000。其中，该特定参数的含氟树脂可以更优地增强耐高压辐射制冷涂料的散热能力和耐高压性能。

19、进一步，所述辐射制冷填料包括第一填料和第二填料；所述第一填料选自二氧化钛、硫酸钡、硫酸钙、碳酸钙、氧化锆、银粉、铝粉中的一种或多种；所述第二填料选自二氧化硅、氧化铪、氧化铝、氮化硅、氧氮化硅中的一种或多种。其中，所述第一填料的主要作用在于反射太阳光，所述第二填料的主要作用在于提高涂料的红外发射能力。

20、优选地，所述第一填料选自二氧化钛和/或硫酸钡；所述第二填料选自氧氮化硅、氮化硅或二氧化硅，其中，这几种填料更优地提升耐高压辐射制冷涂料的制冷性，且不会对涂料耐高压性产生不良影响。

21、进一步，所述辐射制冷填料的粒径为亚微米级；优选地，所述辐射制冷填料的粒径在0.2～3μm范围内。例如：0.5～2.5μm、0.2μm～1μm、1μm～3μm、1μm～2μm等。

22、进一步，所述溶剂选自二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、n,n-二甲基甲酰胺、尿素、氢氧化钠水溶液、去离子水、乙醇、异丙醇中的一种或多种。其中，所述溶剂的主要作用在于促进填料分散，增强涂料的施工性。

23、进一步，所述助剂选自分散剂、流平剂、消泡剂、触变剂、抗氧化剂中的一种或多种。其中，所述助剂的主要作用在于稳定涂料状态，提高涂料质量。

24、进一步，所述分散剂为高分子量嵌段共聚物；优选为聚丙烯酰胺和/或脂肪酸聚乙二醇酯；优选地，所述分散剂占所述耐高压辐射制冷涂料质量分数的0.2％～0.8％。

25、进一步，所述流平剂选自聚醚聚酯改性有机硅氧烷、芳烷基改性的聚甲基烷基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种；优选地，所述流平剂占所述耐高压辐射制冷涂料质量分数的0.2％～0.8％。

26、进一步，所述消泡剂选自有机氟改性有机硅、聚醚改性有机硅、聚醚改性硅油、聚硅氧烷中的一种或多种；优选地，所述消泡剂占所述耐高压辐射制冷涂料质量分数的0.2％～0.8％。

27、进一步，所述触变剂选自氢化蓖麻油和/或聚酰胺蜡；优选地，所述触变剂占所述涂耐高压辐射制冷料质量分数的0.4％～1.5％。

28、进一步，所述抗氧化剂选自液体受阻胺类聚合物；优选地，所述抗氧化剂占所述耐高压辐射制冷涂料质量分数的0.2％～0.8％。

29、第二方面，本发明提供一种耐高压辐射制冷涂层，所述耐高压辐射制冷涂层由上述耐高压辐射制冷涂料涂覆在基材或目标设备表面获得。

30、进一步，所述基材选自为金属、塑料、橡胶、混凝土、水泥、沥青、瓷砖、玻璃和有机合成材料中的一种；所述目标设备为电力设备，例如，电力机柜、5g基站等。

31、另需注意的是，如果没有特别说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及以端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。本发明中制备方法如无特殊说明则均为常规方法，所用的原料如无特别说明均可从公开的商业途径获得或根据现有技术制得，所述溶液若无特殊说明均为水溶液，所述试剂若无特殊说明均为分析纯。

32、本发明的有益效果

33、本发明提供的耐高压辐射制冷涂料为单层双组分涂料，经过配方优化，该涂料能够以喷涂、刮涂、刷涂等任意方式涂覆在目标物体表面，形成耐高压辐射制冷涂层，该涂层可表现出长久稳定的制冷效果。

34、本发明提供的耐高压辐射制冷涂料涂覆于电子电力设备表面，在太阳直照时，能够实现明显低于环境温度的制冷效果，同时可保护电子电力设备免受40kv及以上高压击穿的毁坏风险，具体地，涂覆有该涂料的电子电力设备表面的红外发射率不低于0.85，太阳光反射率不低于0.85，耐击穿电压不低于40kv。

35、本发明提供的耐高压辐射制冷涂料原料来源广泛，价低易得，适合工业化生产。

技术特征：

1.一种耐高压辐射制冷涂料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的耐高压辐射制冷涂料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：

3.根据权利要求1或2所述的耐高压辐射制冷涂料，其特征在于，按质量百分比计，所述含氟树脂的氟含量≥20％，羟值≥20mgkoh/g，平均分子量为5000～500000。

4.根据权利要求1或2所述的耐高压辐射制冷涂料，其特征在于，所述辐射制冷填料包括第一填料和第二填料；所述第一填料选自二氧化钛、硫酸钡、硫酸钙、碳酸钙、氧化锆、银粉、铝粉中的一种或多种；所述第二填料选自二氧化硅、氧化铪、氧化铝、氮化硅、氧氮化硅中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的耐高压辐射制冷涂料，其特征在于，所述辐射制冷填料的粒径为亚微米级；优选地，所述辐射制冷填料的粒径在0.2～3μm范围内。

6.根据权利要求1或2所述的耐高压辐射制冷涂料，其特征在于，所述溶剂选自二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、n,n-二甲基甲酰胺、尿素、氢氧化钠水溶液、去离子水、乙醇、异丙醇中的一种或多种。

7.根据权利要求1或2所述的耐高压辐射制冷涂料，其特征在于，所述助剂选自分散剂、流平剂、消泡剂、触变剂、抗氧化剂中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的耐高压辐射制冷涂料，其特征在于，所述分散剂选自聚丙烯酰胺和/或脂肪酸聚乙二醇酯；优选地，所述分散剂占所述耐高压辐射制冷涂料质量分数的0.2％～0.8％。

9.根据权利要求7所述的耐高压辐射制冷涂料，其特征在于，所述流平剂选自聚醚聚酯改性有机硅氧烷、芳烷基改性的聚甲基烷基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷中的一种或多种；优选地，所述流平剂占所述耐高压辐射制冷涂料质量分数的0.2％～0.8％；

10.一种耐高压辐射制冷涂层，其特征在于，由权利要求1～9任一所述的耐高压辐射制冷涂料涂覆在基材或目标设备表面获得；

技术总结本发明公开了一种耐高压辐射制冷涂料，按重量份数计，包括以下组分：含氟树脂20～80份；辐射制冷填料10～90份；助剂1～5份；溶剂0～300份；固化剂0～10份；其中，所述含氟树脂选自氟硅树脂、氟碳树脂、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯‑六氟丙烯、聚氟乙烯中的一种或多种。本发明提供的耐高压辐射制冷涂料的红外发射率不低于0.85，太阳光反射率不低于0.85。该涂覆耐高压辐射制冷涂料的电力机柜，在太阳直照时，能够实现明显低于环境温度的制冷效果，同时可保护电子电力设备免受40KV以上高压击穿的毁坏风险。技术研发人员：宋莹楠,李永,李江涛受保护的技术使用者：中国科学院理化技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/16