一种超冷复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及太阳能被动辐射冷却技术领域，尤其涉及一种超冷复合材料及其制备方法。

背景技术

太阳辐射(波长0.3μm-2.5μm)照射到地表物体一部分被地表物体反射，另一部分被地表物体吸收用于提高物体自身温度；同时由于任何温度高于绝对零度(-270℃)的物体均向周围发射波长2.5μm～25μm红外线电磁辐射，其中的波长3μm～5μm、8μm～13μm电磁辐射不会被大气吸收，通过“大气空窗区”排放到温度接近绝对零度的外部太空，并且不会回流，有助于降低地表物体温度实现其自身冷却，而其余范围红外辐射则会被物体表面大气部分截留，但仍有一定的冷却效果。

现有技术中，超冷材料一方面能够降低对太阳辐射(波长0.3μm-2.5μm)吸收，减少热量进入；另一方面超冷材料针对其自身产生8μm～13μm波长的红外辐射具有较高的发射率，使该波段范围红外线可以直接穿过大气层进入太空，进而从两方面实现太阳辐射下超冷材料降温和冷却。

但现有技术中超冷材料仍存在以下缺陷：一方面，现有超冷材料将绝大部分太阳辐射(波长0.3μm-2.5μm)以原波长反射出去，使得反射光很容易被超冷材料附近大气吸收，在超冷复合材料表面形成大气保温层，不利于超冷复合材料表面向外界热传导散热；

另一方面，作为建筑涂料时还应考虑建筑内部环境辐射红外波长经建筑涂料发射散失；低温时建筑物经加设保温层等保温处理虽然可以减少热传导，但对建筑物表面以热辐射方式散失并没有有效手段，超冷材料往往可以加剧建筑物内热量以热辐射方式散失。现有技术中，超冷复合材料作为建筑涂料时，难以满足低温时建筑物保暖需求。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种超冷复合材料及其制备方法，解决了现有技术中超冷复合材料存在的容易在超冷材料表面形成大气保温层，不利于超冷材料表面向外界热传导散热和难以满足低温时建筑物保暖需求等问题中的至少一个。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种超冷复合材料，包括：氟碳纳米颗粒30～75质量份、三氧化二铁纳米颗粒2～6质量份、碳化硅纳米颗粒1～3质量份、二氧化硅纳米颗粒1～3质量份、氧化镁纳米颗粒15～30质量份；所述氟碳纳米颗粒中位粒径为50nm～100nm；所述碳化硅纳米颗粒中位粒径为25nm～45nm；所述二氧化硅纳米颗粒中位粒径为20nm～50nm；所述氧化镁纳米颗粒中位粒径为40nm～50nm。

优选地，所述三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为20nm～50nm。

优选地，所述碳化硅纳米颗粒中位粒径为25nm～45nm。

优选地，所述氧化镁纳米颗粒中位粒径为40nm～50nm。

优选地，所述二氧化硅纳米颗粒中位粒径为20nm～50nm。

优选地，所述二氧化硅纳米颗粒中位粒径为30nm～45nm。

优选地，所述超冷复合材料包括：氟碳纳米颗粒40～60份、三氧化二铁纳米颗粒3～5份、碳化硅纳米颗粒1.5～2.5份、二氧化硅纳米颗粒1.5～2.5份、氧化镁纳米颗粒18～25份；所述超冷复合材料各组分中位粒径满足：三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为30nm～45nm；氟碳纳米颗粒中位粒径为50nm～80nm；碳化硅纳米颗粒中位粒径为25nm～～40nm。

一种超冷复合材料的制备方法，用于制备上述超冷复合材料，包括：

步骤一、氟碳纳米颗粒在搅拌条件下均匀分散到去离子水中，得到组分A；

步骤二、组分A中加入三氧化二铁纳米颗粒分散后得到组分B；

步骤三、向组分B加入碳化硅纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒分散后得到组分C；

步骤四、向组分C中加入氧化镁纳米颗粒分散后得到组分D；

步骤五、向组分D中加入溶剂和改性剂分散后得到辐射超冷复合材料。

优选地，步骤五中溶剂用量为组分D质量的3％～8％；硅烷偶联剂的用量为组分D质量的0.2％～1.0％。

优选地，所述硅烷偶联剂为：A171或A151；所述溶剂为甲醇或乙醇。与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

(1)本发明通过采用多种纳米颗粒复合材料体系，降低太阳辐射反射，实现对太阳辐射吸收和波长调制，使得发射光线波长处于8μm～13μm区域，降低因太阳辐射因反射被大气吸收产生的保温层效应，提高了热发射散热能力；

(2)本发明的超冷复合材料通过调节材料的比例和组成改变复合材料在不同波长段辐射的发射率，降低超冷复合材料在10.5μm～11.7μm波段辐射，提高超冷复合材料在波长8～9μm波段辐射，以保证高温下具有较高的发射率，低温下具有较低的发射率；其中，在-10℃～30℃气温下，8μm～9μm波长发射率为75％～83％，10.5μm～11.7μm波长发射率为90％～94％，实现高温下建筑物具有较好的散热，低温下散热减少，使得建筑物全年整体能耗的降低。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明使用的反射率测试装置。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

关于技术术语和概念

反射率：反射是指物体表面将入射的光照辐射以几乎原有频率反射出去现象，反射率是反射出的光照辐射与入射的光照辐射强度比值。

发射率：发射率是衡量物体表面以热辐射的形式释放能量相对强弱的能力。发射率是标量，等于物体在一定温度下发射的能量与同一温度下黑体辐射能量之比。

需要说明的是，反射率与发射率和材料自身内部结构及温度有关，不透明物体的反射率与发射率之和为1，黑体的发射率为1，反射率为0，其他物体的发射率、反射率介于0和1之间。

现有技术中超冷复合材料通过提高反射率减少对阳光吸收，同时增大8～13μm下发射实现降温，一方面，反射光很容易被超冷材料附近大气吸收，在超冷材料表面形成大气保温层，不利于超冷材料表面向外界热传导散热；另一方面，超冷复合材料加剧了低温时建筑物表面热辐射方式散失，增大了建筑物保温难度和供暖成本；当气温低于0℃，建筑物等表面使用超冷复合材料的封闭环境，普遍需要保温和取暖，降低超冷复合材料的发射能力对建筑物保温是有利的；但降低超冷复合材料发射能力不利于气温较高时建筑物散热(高于30℃时)。本发明通过采用多种纳米颗粒复合材料体系，降低太阳辐射反射，实现对太阳辐射吸收和波长调制，使得发射光线波长处于8μm～13μm区域，降低因太阳辐射因反射被大气吸收产生的保温层效应，提高了热发射散热能力。

除此之外，申请人研究发现：气温在-10℃～0℃时背景空间辐射波长10.61μm～11.02μm；其中波长与温度的关系可用维恩位移定律表示，即波长λ×热力学温度T＝b，式中，b＝0.002897m·K，称为维恩常量。本发明通过降低超冷复合材料在10.5μm～11.7μm波段辐射能力，可以有效降低低温(-10℃～0℃)下建筑表面的超冷复合材料层的热辐射损失。

同时，申请人研究发现：超冷复合材料在阳光直射状态下可以达到50℃～70℃(对应热源辐射波长8.45～8.97μm)的高温；本发明通过提高超冷复合材料在波长8～9μm波段辐射能力，可以有效提高高温(50℃～70℃)下建筑表面的超冷复合材料热辐射散热。本发明通过采用多种纳米颗粒复合材料体系，提高了超冷复合材料在波长8～9μm波段辐射能力，降低了超冷复合材料在10.5μm～11.7μm波段辐射能力，实现高温下增强辐射散热和低温下辐射散热降低，实现了建筑根据气温调节内部温度，降低了冬季保温和夏季降温的能耗。

本发明公开一种超冷复合材料，包括：氟碳纳米颗粒30～75质量份、三氧化二铁纳米颗粒2～6质量份、碳化硅纳米颗粒1～3质量份、二氧化硅纳米颗粒1～3质量份、氧化镁纳米颗粒15～30质量份。

需要说明的是，氟碳纳米颗粒可以在复合超冷材料的表面形成耐腐蚀性、超疏水性涂层，提高复合超冷材料的和复合超冷材料稳定性。

三氧化二铁纳米颗粒具有窄禁带结构，能够吸收太阳光中的紫外光，并将其转化为长波长释放出来，从而有效地提高了材料的耐紫外老化性能。

碳化硅纳米颗粒具有较高的远红外线发射率，可发射远红外线波长范围为8μm～12μm；同时碳化硅纳米颗粒具有优异的热导率和热扩散率，能够快速地传导热量，从而降低了材料内部的温度梯度，减少了热应力，从而提高了材料的导热性能。

二氧化硅纳米颗粒具有较强的反射红外能力，较大的比表面积、表面多介孔结构和超强的光吸附能力。

氧化镁纳米颗粒具有高硬度、小中位粒径、较大的比表面积、高度的分散性和较强的吸附性能，同时，氧化镁纳米颗粒作为一种宽带隙绝缘材料还具有极高的二次光子发射率；可以在吸收光子源光子后二次发射。

实施时，充分利用三氧化二铁吸收太阳光转为热能，利用碳化硅吸收热能转化为8μm～12μm红外线发射，利用二氧化硅、氧化镁对8μm～12μm红外线吸附能力及二次光子发射能力对复合材料吸收太阳光产生的8μm～12μm红外线的发射频率进行再次调制，降低超冷复合材料在10.5μm～11.7μm波段辐射，提高超冷复合材料在波长8～9μm波段辐射。

与现有技术相比，本发明通过降低超冷复合材料在10.5μm～11.7μm波段辐射能力，可以有效降低低温(-10℃～0℃)下超冷复合材料表面温度下降，减少因为超冷复合材料表面与建筑内部温差引起的建筑内部热量向超冷复合材料表面传递造成的建筑内部环境热传导损失；本发明通过提高超冷复合材料在波长8～9μm波段辐射能力，可以有效提高高温(50℃～70℃)下超冷复合材料的热辐射散热，降低超冷复合材料表面温度，减少因为超冷复合材料表面与建筑内部温差引起的超冷复合材料表面向建筑内部传递热量造成的室内温度升高，进而实现针对不同环境温度下超冷复合材料辐射能力选择性变化：超冷复合材料表面高温时(50℃～70℃)有利于建筑物表面的辐射散热和抑制热量向建筑内部环境传导，实现建筑内部环境降温；超冷复合材料表面低温时(-10℃～0℃)有助于减少建筑物表面的辐射散热和建筑内部环境热传导散热，实现建筑内部环境保温。

优选地，三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为20nm～50nm。

优选地，碳化硅纳米颗粒中位粒径为25nm～45nm。

需要说明的是，三氧化二铁吸收太阳光转为热能，利用碳化硅吸收热能转化为8μm～12μm红外线发射。三氧化二铁纳米颗粒作为吸收太阳光材料，中位粒径对超冷复合材料的性能具有显著影响：三氧化二铁纳米颗粒需要具有较高的透明性，由于其本身可以吸收太阳光不透明，透明主要是由于光线在三氧化二铁纳米颗粒间透射与传播，当其中位粒径处于20nm～50nm时，远远小于可见光的波长，对可见光不散射或散射很弱，从而具有高透明性；而三氧化二铁纳米颗粒中位粒径过小，会降低其分散性，进而降低其透明性。

优选地，氟碳纳米颗粒中位粒径为50nm～100nm。

需要说明的是，氟碳纳米颗粒中位粒径选择合适的范围有助于在表面形成耐腐蚀疏水界面，和保持较好的透射率。粒径过大不利于耐腐蚀疏水界面形成，粒径过小反射率增大，不利于降低反射率和对光辐射调制。

优选地，氧化镁纳米颗粒中位粒径为40nm～50nm。

优选地，二氧化硅纳米颗粒中位粒径为20nm～50nm。

需要说明的是，二氧化硅、氧化镁对8μm～12μm红外线吸附能力及二次光子发射能力对复合材料吸收太阳光产生的8μm～12μm红外线的发射频率进行再次调制。需要说明的是，二氧化硅纳米颗粒的中位粒径分布对超冷复合材料的性能具有显著影响：二氧化硅纳米颗粒的反射能力可以通过控制其中位粒径大小和分布来调节，中位粒径越均匀，反射效果越好；中位粒径越小，表面缺陷越多，对红外线的吸收越多，吸收后对红外线反射能力越强，但二氧化硅纳米颗粒中位粒径过小，会降低其分散性，进而降低太阳光入射深度和太阳光利用率。

优选地，二氧化硅纳米颗粒中位粒径范围为30nm～45nm时，超冷复合材料具有较好的红外线反射能力、太阳光入射深度及太阳光利用率。

需要说明的是，利用二氧化硅、氧化镁共同对8μm～12μm红外线吸附能力及二次光子发射能力对碳化硅纳米颗粒发射的8μm～12μm红外线辐射进行协效调制，降低超冷复合材料在10.5μm～11.7μm波段辐射，提高超冷复合材料在波长8～9μm波段辐射。

一种优选的实施方式，超冷复合材料中各组分质量比满足：氟碳纳米颗粒40～60份、三氧化二铁纳米颗粒3～5份、碳化硅纳米颗粒1.5～2.5份、二氧化硅纳米颗粒1.5～2.5份、氧化镁纳米颗粒18～25份；各组分中位粒径满足：三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为30nm～45nm；氟碳纳米颗粒中位粒径为50nm～80nm；碳化硅纳米颗粒中位粒径为25nm～40nm；二氧化硅纳米颗粒中位粒径为30nm～45nm。

具体地，本发明中超冷复合材料制备的涂层在-10℃～30℃气温下，8μm～9μm波长发射率为75％～83％，10.5μm～11.7μm波长发射率为90％～94％。

另一方面，本发明公开一种超冷复合材料的制备方法，用于制备上述超冷复合材料，包括：以硅烷偶联剂为改性剂将超冷复合材料原料在溶剂中改性。

实施时，氟碳纳米颗粒、二氧化硅、氧化硅、三氧化二铁等物质被混合在一起，与硅烷偶联剂反应获得表面改性的超冷复合材料填料；在超冷复合材料使用后，在溶剂挥发过程中超冷复合材料填料表面活性物质与空气中小分子水反应交联形成超冷复合材料发射层。

具体地，硅烷偶联剂可选择：A171(乙烯基三甲氧基硅烷)或A151(乙烯基三乙氧基硅烷)；溶剂可选择：甲醇或乙醇。

优选地，硅烷偶联剂含甲氧基硅烷体系溶剂选择甲醇；硅烷偶联剂含乙氧基硅烷体系溶剂选择乙醇。

可以理解的是，超冷材料的发射层以纳米颗粒和聚合物颗粒以较温和的混合形式制备，易于获得和加工。

本发明公开一种超冷复合材料的制备方法，包括：

步骤一、氟碳纳米颗粒在搅拌条件下均匀分散到去离子水中，得到组分A；

步骤二、组分A中加入三氧化二铁纳米颗粒分散后得到组分B；

步骤三、向组分B加入碳化硅纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒分散后得到组分C；

步骤四、向组分C中加入氧化镁纳米颗粒分散后得到组分D；

步骤五、向组分D中加入溶剂和改性剂分散后得到辐射超冷复合材料。

具体地，步骤一中氟碳纳米颗粒取30-75份，去离子水取150-350份。

具体地，步骤一中分散方式为搅拌，搅拌速度为270～330转/分钟，搅拌时间4～6分钟。

具体地，步骤二中三氧化二铁纳米颗粒为2～6份，分散方式为搅拌，搅拌速度为360～440转/分钟，搅拌时间4～6分钟。

具体地，步骤三中碳化硅纳米颗粒为1～3份、二氧化硅纳米颗粒为1-3份，分散方式为搅拌，搅拌速度为460～540转/分钟，搅拌时间9～11分钟。

具体地，步骤四中氧化镁纳米颗粒为15～30份，分散方式为搅拌，搅拌速度为450～550转/分钟，搅拌时间9～11分钟。

具体地，步骤五中溶剂用量为组分D质量的3％～8％；硅烷偶联剂的用量为组分D质量的0.2％～1.0％。

具体地，步骤五中分散方式为搅拌，搅拌速度为180～220转/分钟，搅拌时间9～11分钟。

需要说明的是，本发明选用的三氧化二铁纳米颗粒、氟碳纳米颗粒、碳化硅纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒、氧化镁纳米颗粒的纯度大于99％，均为市售或者根据现有技术中方法制备。

与现有技术相比，本发明的超冷复合材料可通过材料的比例和组成改变复合材料在不同波长段辐射的发射率，降低超冷复合材料在10.5μm～11.7μm波段辐射，提高超冷复合材料在波长8～9μm波段辐射，以保证高温下具有较高的发射率，低温下具有较低的发射率，实现高温下建筑物具有较好的散热，低温下散热减少，使得建筑物全年整体能耗的降低。

本发明还公开一种典型的发射率测试设备，对不同温度下超冷复合材料发射率测试，如图1所示，包括：发射模块01、傅里叶光谱仪02及二者进行光路连接的装置。

发射模块01内设有样品控温炉011、第一水冷光阑012、第一聚光装置013、第二水冷光阑014，超冷复合材料样品固定于样品控温炉011，第一水冷光阑012、第一聚光装置013、第二水冷光阑014顺次通过光路连接；

傅里叶光谱仪02内设有第二聚光装置021、傅里叶变换器022、第三聚光装置023和检测器024，第二聚光装置021、傅里叶变换器022、第三聚光装置023和检测器024顺次通过光路连接；

发射模块01和傅里叶光谱仪02内光路转折处设有反光镜，使得光传播角度转换。

实施时，通过样品控温炉011调节超冷复合材料样品温度，样品发射红外线经第一水冷光阑012色散去除杂散光，光束经第一聚光装置013转化为平行光，并经第二水冷光阑014再次去除杂散光后进入傅里叶光谱仪02内；光束在傅里叶光谱仪02内经第二聚光装置021处理后进入傅里叶变换器022，经傅里叶变换器022处理后经经第三聚光装置023处理，进而进入检测器024完成检测。

具体地，检测器024可以选用现有技术中常用的检测器，根据需要检测的波长范围进行选择。

本发明还公开一种反射率测试方法，采用现有技术中红外反射率测试仪测量不同温度下超冷复合材料涂层的反射率。

为了进一步说明本发明的技术方案，设置以下实施例和对比例：

实施例1

本实施例公开一种超冷复合材料的制备方法，包括：

步骤一、取30份氟碳纳米颗粒，在搅拌速度为270转/分钟，搅拌时间4分钟下，均匀分散到去离子水150份中，得到组分A；

步骤二、组分A中加入三氧化二铁纳米颗粒2份，搅拌速度为360转/分钟，搅拌4分钟得到组分B；

步骤三、向组分B加入碳化硅纳米颗粒1份、二氧化硅纳米颗粒1份，在搅拌速度为460转/分钟，搅拌9分钟得到组分C；

步骤四、向组分C中加入15份氧化镁纳米颗粒，在搅拌速度450转/分钟，搅拌9分钟得到组分D；

步骤五、向组分D中加入组分D质量的3％甲醇作为溶剂，组分D质量的0.2％的A171偶联剂作为改性剂，在搅拌速度180转/分钟下搅拌9分钟得到辐射超冷复合材料。

其中，三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为20nm；氟碳纳米颗粒中位粒径为50nm；碳化硅纳米颗粒中位粒径为25nm；二氧化硅纳米颗粒中位粒径为20nm；氧化镁纳米颗粒中位粒径为40nm。

本实施例公开一种超冷复合材料由上述方法制备。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

实施例2

本实施例公开一种超冷复合材料的制备方法，包括：

步骤一、取50份氟碳纳米颗粒，在搅拌速度为300转/分钟，搅拌时间5分钟下，均匀分散到去离子水300份中，得到组分A；

步骤二、组分A中加入三氧化二铁纳米颗粒5份，搅拌速度为400转/分钟，搅拌4～6分钟得到组分B；

步骤三、向组分B加入碳化硅纳米颗粒2份、二氧化硅纳米颗粒2份，在搅拌速度为460～540转/分钟，搅拌10分钟得到组分C；

步骤四、向组分C中加入25份氧化镁纳米颗粒，在搅拌速度500转/分钟，搅拌10分钟得到组分D；

步骤五、向组分D中加入组分D质量的5％甲醇作为溶剂，组分D质量的0.6％的A171偶联剂作为改性剂，在搅拌速度200转/分钟下搅拌10分钟得到辐射超冷复合材料。

其中，三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为25nm；氟碳纳米颗粒中位粒径为60nm；碳化硅纳米颗粒中位粒径为35nm；二氧化硅纳米颗粒中位粒径为25nm；氧化镁纳米颗粒中位粒径为45nm。

本实施例公开一种超冷复合材料由上述方法制备。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

实施例3

本实施例公开一种超冷复合材料的制备方法，包括：

步骤一、取75份氟碳纳米颗粒，在搅拌速度为330转/分钟，搅拌时间6分钟下，均匀分散到去离子水350份中，得到组分A；

步骤二、组分A中加入三氧化二铁纳米颗粒6份，搅拌速度为440转/分钟，搅拌6分钟得到组分B；

步骤三、向组分B加入碳化硅纳米颗粒3份、二氧化硅纳米颗粒3份，在搅拌速度为540转/分钟，搅拌11分钟得到组分C；

步骤四、向组分C中加入30份氧化镁纳米颗粒，在搅拌速度550转/分钟，搅拌11分钟得到组分D；

步骤五、向组分D中加入组分D质量的8％乙醇作为溶剂，组分D质量的1.0％的A151偶联剂作为改性剂，在搅拌速度220转/分钟下搅拌11分钟得到辐射超冷复合材料。

其中，三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为50nm；氟碳纳米颗粒中位粒径为100nm；碳化硅纳米颗粒中位粒径为45nm；二氧化硅纳米颗粒中位粒径为50nm；氧化镁纳米颗粒中位粒径为50nm。

本实施例公开一种超冷复合材料由上述方法制备。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

实施例4

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，超冷复合材料中各组分质量比为：氟碳纳米颗粒40份、三氧化二铁纳米颗粒3份、碳化硅纳米颗粒1.5份、二氧化硅纳米颗粒1.5份、氧化镁纳米颗粒18份。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

实施例5

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，超冷复合材料中各组分质量比为：氟碳纳米颗粒60份、三氧化二铁纳米颗粒5份、碳化硅纳米颗粒2.5份、二氧化硅纳米颗粒2.5份、氧化镁纳米颗粒25份。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

实施例6

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例4相同制备方法制备，较实施例4区别在于，超冷复合材料中各组分满足：三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为30nm；氟碳纳米颗粒中位粒径为70nm；碳化硅纳米颗粒中位粒径为30nm；二氧化硅纳米颗粒中位粒径为30nm。

实施例7

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例4相同制备方法制备，较实施例4区别在于，超冷复合材料中各组分满足：三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为45nm；氟碳纳米颗粒中位粒径为80nm；碳化硅纳米颗粒中位粒径为40nm；二氧化硅纳米颗粒中位粒径为45nm。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例1

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，超冷复合材料中三氧化二铁纳米颗粒为2份。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例2

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，超冷复合材料中三氧化二铁纳米颗粒为8份。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例3

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，超冷复合材料中碳化硅纳米颗粒为0.5份。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例4

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，超冷复合材料中碳化硅纳米颗粒为4份。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例5

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，超冷复合材料中二氧化硅纳米颗粒为0.5份。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例6

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，超冷复合材料中二氧化硅纳米颗粒为4份。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例7

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，超冷复合材料中氧化镁纳米颗粒为10份。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例8

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，超冷复合材料中氧化镁纳米颗粒为40份。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例9

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为15nm。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例10

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为65nm。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例11

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，碳化硅纳米颗粒中位粒径为20nm。

对比例12

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，碳化硅纳米颗粒中位粒径为60nm。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例13

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，二氧化硅纳米颗粒中位粒径为10nm。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例14

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，二氧化硅纳米颗粒中位粒径为60nm。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例15

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，氧化镁纳米颗粒中位粒径为30nm。

将上述超冷复合材料作为涂料使用获得超冷复合材料发射层。

对比例16

本实施例公开一种超冷复合材料，采用实施例1的制备方法制备，较实施例1区别在于，氧化镁纳米颗粒中位粒径为60nm。

实验例1

将实施例1-7和对比例1-16制备的超冷复合材料涂敷于反射率较高的白色混凝土表面制备0.5mm的超冷复合涂层，将对应的超冷复合涂层分别在30℃，1000W/m

选择未涂敷超冷复合材料的混凝土作为空白样在相应条件下测量T1和T2。

按照上述公开的发射率测试设备和测试方法测定辐射超冷复合材料涂层在T1和T2下的反射率与发射率，结果如表1所示：

表1

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结果分析：

由表1可知，实施例1-8的T1温度下8μm～9μm波长发射率为76％～83％，10.5μm～11.7μm波长发射率为90％～93％；T2温度下8μm～9μm波长发射率为75％～82％，10.5μm～11.7μm波长发射率为90％～94％，均显著高于空白组，反射率均明显低于空白组，这是因为实施例1-8的复合材料体系可以减少太阳光辐射反射，吸收太阳光辐射并调制为8～13μm波长的发射光线，减少对太阳光原频率反射，避免复合材料相邻大气区域保温层的形成。

由实施例1-8与对比例1～17对比可知，氟碳纳米颗粒40～60份、三氧化二铁纳米颗粒3～5份、碳化硅纳米颗粒1.5～2.5份、二氧化硅纳米颗粒1.5～2.5份、氧化镁纳米颗粒18～25份；各组分中位粒径满足：三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为30nm～45nm；氟碳纳米颗粒中位粒径为50nm～80nm；碳化硅纳米颗粒中位粒径为25nm～40nm；二氧化硅纳米颗粒中位粒径为30nm～45nm时，可以显著提高10.5μm～11.7μm波长发射率，降低8μm～9μm波长发射率。

实验例2

选取外部尺寸2m×2m×2m的正方体白色混凝土腔室，模拟真实建筑，建筑顶部及壁厚30cm，将实施例1、实施例4和对比例1-16制备的超冷复合材料涂敷于反射率较高的白色混凝土表面制备0.5mm的超冷复合涂层，将对应的超冷复合涂层分别在30℃，1000W/m

同时设置不涂覆超冷复合材料的白色混凝土作为空白组。

按照上述公开的方法测定辐射超冷复合材料涂层混凝土腔室内部温度，结果如表2所示：

表2

结果分析：

由表2可知，30℃，1000W/m

由实施例1、实施例4与对比例1～17对比可知，氟碳纳米颗粒30～75质量份、三氧化二铁纳米颗粒2～6质量份、碳化硅纳米颗粒1～3质量份、二氧化硅纳米颗粒1～3质量份、氧化镁纳米颗粒15～30质量份，三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为20nm～50nm；氟碳纳米颗粒中位粒径为50nm～100nm；碳化硅纳米颗粒中位粒径为25nm～45nm；二氧化硅纳米颗粒中位粒径为20nm～50nm；氧化镁纳米颗粒中位粒径为40nm～50nm时，可以显著提高-10℃，600W/m

由实施例6、实施例7与实施例1、实施例4对比可知，氟碳纳米颗粒40～60份、三氧化二铁纳米颗粒3～5份、碳化硅纳米颗粒1.5～2.5份、二氧化硅纳米颗粒1.5～2.5份、氧化镁纳米颗粒18～25份；各组分中位粒径满足：三氧化二铁纳米颗粒中位粒径为30nm～45nm；氟碳纳米颗粒中位粒径为50nm～80nm；碳化硅纳米颗粒中位粒径为25nm～40nm；二氧化硅纳米颗粒中位粒径为30nm～45nm时，可以更显著提高-10℃，600W/m

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。