本技术属于涂料技术领域,特别涉及一种具备抗辐射能力的多光谱调节超材料光学涂层及其制造方法。该方法包括将稀释剂加入有机聚合物中制备有机聚合物溶液;随后在该溶液中逐步加入特定材料,通过一系列工艺步骤形成具有光谱调控功能的超材料涂层。
背景技术
现如今能源存储运输、电力输送、信息传递等与人们生活息息相关的领域中存在大量户外建筑,运行着大量户外设备,这些设施除了经受风吹雨淋,还长期暴露在强烈的太阳辐射之下。缺少有效防护措施,辐射热量极易积累从而导致设备温度迅速升高,外表老化导致强度降低、设备过热宕机等一系列问题,严重影响设施稳定性和可靠性。目前还没有兼具防护和无源降温的相关技术。涂料作为一种常规且高效的保护形式,具备很大的发展改进空间,因此,亟须研发一种防护型光学超材料涂层,在提供耐磨、防水、抗酸碱及盐雾等功能防护下,还能提供优异的抗高辐照特性,保护户外建筑、设备免受辐射老化影响的同时减轻设备热压力,降低设备故障率。
专利CN114634727A公布了一种用于建筑物外表面的辐射降温涂层结构及其制造方法,通过在丙烯酸酯添加各种助剂并调控其比例,得到了一种附着性好、抗腐蚀性能好、具备高光泽的抗碱防锈防护漆。该涂料可以应用于水泥基材或钢铁基材并起到较好的保护作用。该专利所提出的涂料在制备过程中需要添加多种助剂和原料,制备过程复杂。此外,该涂料并不具备强抗辐照能力,在户外暴晒环境中的使用寿命未知。
专利CN202310903062公布了一种建筑外墙防护涂层及其制备方法,通过在有机聚合物乳液中加入助剂、钛白粉、四面体辐射制冷填料等物质,得到了一款建筑用辐射制冷涂料,该涂料实现了约93%的太阳光反射比和96%的大气窗口发射率。其较高的太阳光反射比理论上为其带来了一定的抗辐照性能,但是其耐磨、抗腐蚀性能却有待验证。
专利CN116004026A公布了一种以硼酸盐为主填料的辐射制冷涂料,该涂料使用硼酸盐作为散射粒子,在形成约92%的太阳光谱反射率的同时,还具备良好的防腐防霉效果。该发明的涂料尽管制备较为简单,但是其太阳光谱反射率仍然有很大的提升空间。
专利CN115851126A公布了一种辐射制冷涂料及其制备方法和辐射制冷涂层,使用正己烷作为溶剂,PDMS作为成膜物质负责获得高发射率,添加了TiO2
和Y2
O3
作为填料负责反射太阳辐射,该涂层使用PDMS作为基底,其力学性能较差,户外恶劣环境的耐受性未知。
目前针对高辐照环境的保护涂料较少,户外高辐照地区设施使用的防护涂料还无法做到酸、碱、盐雾、耐冲刷防护性与耐高辐照并降温特性兼得,主要是由于这些涂料缺乏光学设计,并不能从光学角度根本上解决高辐照环境下表面老化和过热问题,因而为建筑、设备等提供的抗辐照防护能力有限。
实现思路