(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210809407.3 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 广东工业大 学 地址 510006 广东省广州市番禺区广州大 学城外环西路10 0号 (72)发明人 黄德远　洪浩群　伍柳颖　杨锡滔　 张海燕　 (74)专利代理 机构 广州致信 伟盛知识产权代理 有限公司 4 4253 专利代理师 彭玲 (51)Int.Cl. C08L 1/08(2006.01) C08L 71/02(2006.01) C08L 69/00(2006.01) C08K 3/36(2006.01)C08K 3/22(2006.01) C08K 3/34(2006.01) C08K 5/053(2006.01) C08J 5/18(2006.01) H01L 31/052(2014.01) (54)发明名称 一种透明辐射冷却材 料的制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种透明辐射冷却材料的制 备方法， 包括步骤： 将植物纤维或含有植物纤维 的物料经化学预处理， 再依次经过离心、 抽滤洗 涤和机械纤化处理， 得到纳米纤维素溶液； 在纳 米纤维素溶液中添加稀酸溶液， 并保持反应体系 的pH为酸性； 加入硅烷偶联剂， 搅拌反应， 得到硅 烷化纳米纤维素产物； 在硅烷化纳米纤维素产物 中加入无机粒子悬浮液， 连续搅拌反应， 然后加 入低聚物持续搅拌反应， 所得反应溶液干燥后， 即为透明辐射冷却材料。 本发明方法制备得到的 透明辐射冷却材料， 在保证辐射冷却材料在可见 光范围内的高透射率和在大气窗口的高红外发 射率的前提下， 提高了辐射冷却材料的辐射冷却 性能。 并且与玻璃制品、 金属制品和塑料制品具 有良好的粘附性。 权利要求书1页 说明书7页 附图7页 CN 115197477 A 2022.10.18 CN 115197477 A 1.一种透明辐射冷却材 料的制备 方法， 其特 征在于,包 含如下步骤： （1） 将植物纤维或含有植物纤维的物料经化学预处理， 再依次经过离心、 抽滤洗涤和机 械纤化处 理， 得到纳米纤维素 溶液； （2） 在步骤 （1） 制得的纳米纤维素溶液中添加稀酸溶液， 并保持反应体系的pH为酸性； 加入硅烷偶联剂， 搅拌 反应， 得到 硅烷化纳米纤维素产物； （3） 在步骤 （2） 制得的硅烷化纳米纤维素产物中加入无机粒子悬浮液， 连续搅拌反应， 然后加入低聚物持续搅拌 反应， 所得反应溶 液干燥后， 即为透明辐射冷却材 料。 2.根据权利要求1所述的透 明辐射冷却材料的制备方法， 其特征在于： 步骤 （1） 中,所述 植物纤维或含有植物纤维的物料为纤维素、 棉花、 漂白纸 浆或纸制品中的至少一种。 3.根据权利要求1所述的透 明辐射冷却材料的制备方法， 其特征在于： 步骤 （1） 中， 所述 化学预处理包含TEMPO氧化处理、 甲硅烷化处理、 弱酸水解处理、 离子溶液 处理、 深共晶溶剂 处理或尿素/NaOH体系处理中的至少一种， 优选TEMPO氧化处理； 所述机械纤化处理所用的 机械设备包含均质机、 超声破碎机、 微流化机、 高速球磨 机、 双螺杆挤出机、 高速破碎机中的 至少一种。 4.根据权利要求1所述的透 明辐射冷却材料的制备方法， 其特征在于： 步骤 （2） 中， 所述 稀酸溶液包含稀硫酸溶液、 稀盐酸溶液、 醋酸溶液或稀硝酸溶液中的至少一种， 优选为质量 浓度为50～98%的醋酸溶 液； 反应体系的pH范围维持在2 ～5之间。 5.根据权利要求1所述的透 明辐射冷却材料的制备方法， 其特征在于： 步骤 （2） 中， 所述 硅烷偶联剂为γ ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷GPS、 甲基丙烯 酰氧基丙基三乙氧基硅烷 TPM、 乙烯基三乙氧基硅烷VTS、 γ ‑氨丙基三乙氧基硅烷APS、 甲基丙烯 酰氧基丙基三甲氧基 硅烷MPS、 γ ‑巯丙基三甲氧基硅烷MPRS、 十六烷基三甲氧基硅烷HDS或N ‑2‑氨基乙基 ‑3‑氨 基丙基三甲氧基硅烷AAPS中的至少一种； 优选为γ ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷GPS； 所述纳米纤维素 溶液与硅烷偶联剂的质量比为1： （0.01 ‑100） ， 优选为1： （0.1 ‑10） 。 6.根据权利要求1所述的透明辐射冷却材料的制备方法， 其特征在于： 步骤 （2） 或 （3） 中， 所述搅拌反应的温度为25～90℃， 优选为35～55℃， 搅拌反应时间为30～720min， 优选 为120～3 60min。 7.根据权利要求1所述的透 明辐射冷却材料的制备方法， 其特征在于： 步骤 （3） 中， 所述 无机粒子包含二氧化硅、 氧化锌、 二氧化钛、 氧化铝、 硫酸钡、 氮 化硅、 碳酸钙中的至少一种， 优选粒径为100 ‑10000nm的二氧化硅； 所述硅烷化纳米纤维素产物与二氧化硅的质量比为 1： （0.001‑10） 。 8.根据权利要求1所述的透 明辐射冷却材料的制备方法， 其特征在于： 步骤 （3） 中， 所述 低聚物包含聚乙二醇、 聚碳酸酯二元醇或丙三醇中的至少一种； 所述硅烷化纳米纤维素产 物与低聚物的质量比为1： （0.1 ‑10） 。 9.根据权利要求1所述的透 明辐射冷却材料的制备方法， 其特征在于： 步骤 （3） 中， 所述 干燥温度为25～120℃， 干燥时间为2 ～48小时。 10.一种透明辐射冷却材 料， 由权利要求1 ‑9任一项所述的制备 方法制备 得到。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115197477 A 2一种透明 辐射冷却材料的制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于新材 料的技术领域， 尤其涉及一种透明辐射冷却材 料的制备 方法。 背景技术 [0002]太阳能光伏发电是一种很有前途的发电技术。 由于电池的物理特性， 太阳能电池 的光伏转换效率受到许多限制。 例如， 随着光伏面板温度升高， 转换效率降低。 一般而言， 商 用光伏面板的转换效率大多在  20% 左右， 这意 味着大部分吸收的太阳能被散发为热量并 最终提高太阳能电池的工作温度。 通常， 对于晶体硅太阳能电池， 温度每升高  1℃会导致电 池的相对效率降低约0.4 –0.5%。 因此， 一种具有日间辐射冷却的高透过率薄膜是降低太阳 能电池工作温度的良好选择。 从物理上看， 纯硅的红外发射率很小， 这意味着通过辐射冷却 的自冷是有限的。 通常在太阳能电池顶部覆盖一层透明辐 射冷却封装材料， 用于降低太阳 能电池工作温度。 这种透明辐射冷却材料需要 具有在 “大气窗口 ”(8‑13 μm)有较高的发射 率和在太阳辐射波段(0.4 ‑2.5 μm)具有低吸 收率， 并且在可 见光波段 具有高透过率。 [0003]如上述所言， 具有来源广泛、 富含反应性羟基、 优异机械性能和在  “大气窗口”有 较高的发射率等优点的纳米纤维素十分适合作为透明辐 射冷却材料 的基材。 此外， 纳米纤 维素身为天然高分子材 料， 本身就 适合大面积应用。 发明内容 [0004]为解决上述技术问题， 本发明的目的在于提供一种透明辐射冷却材料的制备方 法， 该方法采用硅烷偶联剂改性纳米纤维素， 并将改性纳米纤维素接枝到无机粒子上， 使 无 机粒子能够均匀地分散在纳米纤维素基质中， 在保证辐射冷却材料在可见光范围内的高透 射率和在大气窗口 的高红外发射 率的前提下， 提高了辐射冷却材 料的辐射冷却性能。 [0005]本发明的目的通过 下述技术方案实现： 一种透明辐射冷却材 料的制备 方法， 包含如下步骤： （1） 将植物纤维或含有植物纤维的物料经化学预处理， 再依次经过离心、 抽滤洗涤 和机械纤化处 理， 得到纳米纤维素 溶液； （2） 在步骤 （1） 制得的纳米纤维素溶液中添加稀酸溶液， 并保持反应体系的pH为酸 性； 加入硅烷偶联剂， 搅拌 反应， 得到 硅烷化纳米纤维素产物； （3） 在步骤 （2） 制得的硅烷化纳 米纤维素产物中加入无机粒子悬浮液， 连续搅拌反 应， 然后加入低聚物持续搅拌 反应， 所得反应溶 液干燥后， 即为透明辐射冷却材 料。 [0006]本发明方法采用硅烷偶联剂改性纳 米纤维素， 并将改性纳 米纤维素接枝到无机粒 子上， 使无机粒子能够均匀地分散在纳米纤维素基质中， 制备得到的透明辐射冷却材料， 在 保证辐射冷却材料在可见光范围内的高透射率和在大气窗口的高红外发射率的前提下， 提 高了辐射冷却材 料的辐射冷却性能。 [0007]本发明方法的机理为:将植物纤维或含有植物纤维的物料通过化学预处理与机械 纤化处理使得纤维素分子间的氢键断裂， 使纤维素表面的羟基和 羧基暴露出来， 并且纤维说　明　书 1/7 页 3 CN 115197477 A 3