一种高光谱选择性的辐射制冷汽车天窗膜及其制备方法与流程

本技术涉及一种高光谱选择性的辐射制冷汽车天窗膜及其制备方法用，属于节能环保领域和新材料领域。

背景技术：

1、夏日汽车内部的高温，40%左右的热量由车顶传入，对于有天窗的汽车，此比例超过50%。为获得较好的降温隔热效果，常规的车膜多采用提高太阳光反射率的方式，选用不透明薄膜贴附于汽车顶部，此种方式虽然能获得较好的降温隔热效果，但却会改变车顶的颜色，且屏蔽天窗的透光效果。因此，一种具有高可见光透过率，且可贴合于汽车顶部天窗的辐射制冷膜，在社会生活中具有广泛且迫切的需求。

2、辐射制冷技术通过修饰材料表面的微纳结构，使其具有高太阳波段（0.3-2.5µm）反射率，避免在太阳光照射下的升温，同时拥有高强度的大气窗口（8-13µm）发射率，使其热量可通过红外热辐射的方式，穿透大气层传导至外太空，从而实现辐射制冷效果。

技术实现思路

1、根据本技术的一个方面，提供了一种高光谱选择性的辐射制冷汽车天窗膜，通过材料层结构设计解决了现有技术中汽车用隔热膜虽然可以一定程度的降温隔热但会改变车顶颜色和透光效果的问题。

2、本技术采用如下技术方案：

3、一种高光谱选择性的辐射制冷汽车天窗膜，包括依次层叠设置的离型膜层、胶黏剂层、第一高分子聚合物基材层、太阳热反射层、高透辐射制冷层、第二高分子聚合物基材层；

4、所述太阳反射层包括依次交替层叠设置的陶瓷增透层、金属反射层；

5、所述陶瓷增透层的层数比金属反射层的层数多1层；

6、所述陶瓷增透层的折射率大于2。

7、陶瓷增透层的作用是减少材料表面的反射光，增加透射光，即降低整个辐射制冷薄膜的反射率，增加整个辐射制冷薄膜的透射光透过率。

8、可选地，所述金属反射层的层数为1~3。

9、可选地，所述金属反射层的厚度为10~25nm。

10、所述太阳反射层中，所述金属反射层的材质选自al、ag、ni、cd中的至少一种。

11、可选地，所述反射层材质大于两种时为金属合金。

12、可选地，所述太阳反射层的厚度为50~500nm。

13、可选地，所述太阳反射层的厚度选自50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm中的任意值，或任意两者间的范围值。

14、所述太阳反射层中，所述陶瓷增透层的材质选自tio2、nb2o5、si3n4、ceo2中的至少一种。

15、可选地，所述陶瓷增透层的厚度为20~110nm。

16、可选地，所述陶瓷增透层的厚度为20~30nm。

17、可选地，所述高透辐射制冷层为内部均匀分散有热辐射功能性陶瓷颗粒的高分子树脂层。

18、所述热辐射功能性陶瓷颗粒选自tio2、al2o3、sio2、si3n4、baso4中的至少一种。

19、所述热辐射功能性陶瓷颗粒的粒径小于100nm。

20、可选地，所述热辐射功能性陶瓷颗粒的粒径选自1nm、5nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm中的任意值，或任意两者间的范围值。

21、所述高透辐射制冷层的厚度为1~20μm。

22、可选地，所述高透辐射制冷层的厚度选自1μm、2μm、4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μm中的任意值，或任意两者间的范围值。

23、可选地，所述高透辐射制冷层背离第二高分子聚合物基材层的一侧还设置有耐刮自修复保护层。

24、耐刮自修复保护层选用上海沪正纳米科技有限公司tpu基材自修复热固化涂料，产品代号prr-tpu。

25、所述耐刮自修复保护层的厚度为1~10μm。

26、可选地，所述耐刮自修复保护层的厚度选自1μm、2μm、4μm、6μm、8μm、10μm中的任意值，或任意两者间的范围值。

27、可选地，所述离型膜层为厚度50~100μm的pet膜。

28、可选地，所述离型膜层的厚度选自50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm中的任意值，或任意两者间的范围值。

29、第一高分子聚合物基材层、第二高分子聚合物基材层独立地为厚度50~100μm的tpu膜。

30、可选地，第一高分子聚合物基材层、第二高分子聚合物基材层的厚度独立地选自50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm中的任意值，或任意两者间的范围值。

31、所述胶黏剂层为厚度1~5μm的压敏胶。

32、可选地，所述胶黏剂层的厚度选自1μm、2μm、3μm、4μm、5μm中的任意值，或任意两者间的范围值。

33、可选地，所述高光谱选择性的辐射制冷汽车天窗膜包括如下技术特征：

34、可见光波段透过率大于75%；和/或，

35、近红外光反射率大于70%；和/或，

36、8-13um大气窗口发射率大于97%；和/或，

37、辐射制冷功率大于150w/m2。

38、根据本技术的另一方面，还提供了一种上述高光谱选择性的辐射制冷汽车天窗膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

39、s1、在第一高分子聚合物基材层的一侧涂布压敏胶后，将离型膜与第一高分子聚合物基材层进行复合；

40、s2、在第一高分子聚合物基材层背离压敏胶层的一侧，溅射形成太阳热反射层；

41、s3、在太阳热反射层背离第一高分子聚合物基材层的一侧，涂布含有热辐射功能性陶瓷颗粒的高分子树脂，形成高透辐射制冷层；

42、s4、在高透辐射制冷层背离太阳反射层的一侧，贴合第二高分子聚合物基材层。

43、可选地，步骤s4之后还包括在第二高分子聚合物基材层背离高透辐射制冷层的一侧，贴合耐刮自修复保护层。

44、可选地，所述步骤s2中，所述溅射形成太阳热反射层包括先溅射形成第1层陶瓷增透层么，然后在第1层陶瓷增透层上交替溅射金属反射层、陶瓷增透层。

45、可选地，所述溅射的条件包括：温度为-15℃~25℃，腔室通入体积比为10~100:1的氧气和氩气的混合气体，溅射真空度为10-6torr，镀膜稳定气压为10-3torr；

46、可选地，所述陶瓷增透层的溅射方式为双旋转阴极、中频反应磁控溅射，所述双旋转阴极、中频反应磁控溅射功率为20~50kw；

47、本技术中，通过磁控溅射的工艺和条件控制，实现高折射率陶瓷增透膜的制备。

48、可选地，所述金属反射层的溅射方式为单旋转阴极、直流反应磁控溅射，所述单旋转阴极、直流反应磁控溅射功率为2~5kw。

49、上述高光谱选择性的辐射制冷汽车天窗膜，可贴合于汽车顶部天窗，提高汽车的隔热性能，避免在阳光曝晒下热量大量传递给汽车内部。

50、热塑性聚氨酯弹性体（tpu）是一类加热可以塑化、溶剂可以溶解的弹性体，具有高强度、高韧性、耐磨、耐油等优异的综合性能，加工性能好。基于tpu的特性，可以实现在基材表面通过磁控溅射的方式制备上述高光谱选择性的辐射制冷汽车天窗膜。

51、本技术能产生的有益效果包括：

52、本技术提供的高光谱选择性的辐射制冷汽车天窗膜厚度薄、颜色透明，可以任意贴在汽车车顶等位置。在不影响汽车自身颜色的情况下，具有大于75%的可见光波段透过率、大于70%的近红外光反射率、大于97%的8-13um大气窗口发射率及大于150w/m2的超高辐射制冷功率；而且产品具有良好的柔韧和收缩性，粘附在汽车上时不易起皱、起泡。并且本技术提供的高光谱选择性的辐射制冷汽车天窗膜产品生产制备过程简单，能较好的控制材料的溅射效果，成品具有较好的弯曲性、耐刮性与户外耐候性，兼具降温与保护功能，十分适合汽车天窗或天幕的长期使用。