一種基于光子晶體禁帶原理的玻璃窗制冷貼膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于光子晶體應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種制冷貼膜，尤其是涉及一種基于光子晶體禁帶原理的玻璃窗制冷貼膜。
【背景技術(shù)】
[0002]光子晶體是介電函數(shù)周期分布形成的人工結(jié)構(gòu)，與普通晶體一樣，這種周期結(jié)構(gòu)具有能帶和能隙結(jié)構(gòu)，稱為光子禁帶，頻率落在其中的光波不能傳播。光子晶體是一種折射率周期排列的合成材料，其主要特征就是存在光子禁帶。在禁帶中，某些頻率范圍的光不能透過；而在某些頻率范圍內(nèi)的光是可以透過的。因此，光子晶體既可以是光子的絕緣體，又可以是光子的良導(dǎo)體。
[0003]目前，有研究表明，光子的禁帶寬度與A、B兩物體的折射率有關(guān)系，當物體A與物體B的折射率確定時，光子的禁帶寬度就是恒定的。如果需要增大光子的禁帶寬度，并使得這個禁帶寬度能覆蓋住太陽光能量的集中區(qū)域，讓大部分的太陽光能量被反射掉，可以通過將具有不同中心頻率的光子晶體進行疊加，疊加以后的光子禁帶則是整個系統(tǒng)的綜合效果O
[0004]地球大氣上界的太陽輻射光譜的99%以上在波長0.15?4.0微米之間，大約50%的太陽輻射能量在可見光譜區(qū)(波長0.4?0.76微米)，7%在紫外光譜區(qū)(波長〈0.4微米)，43%在紅外光譜區(qū)(波長>0.76微米)，最大能量在波長0.475微米處。因此，如果能夠?qū)崿F(xiàn)選擇性地截止陽光的輻射能量，就能夠起到給室內(nèi)降溫的目的。目前，市場上的普通玻璃窗貼膜主要是防止紫外線或者保溫吸熱的功能，就降溫而言，沒有很好的材料，主要還是依靠室內(nèi)的空調(diào)作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種能夠高效反射太陽光熱輻射，并且保證室內(nèi)采光要求，同時又可以讓室內(nèi)的紅外輻射從屋內(nèi)輻射出去的基于光子晶體禁帶原理的玻璃窗制冷貼膜。
[0006]本實用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]—種基于光子晶體禁帶原理的玻璃窗制冷貼膜，該制冷貼膜自上而下依次包括抗刮耐磨層、上基材層、光子晶體制冷層及下基材層，所述的抗刮耐磨層為聚氨酯抗刮耐磨層，所述的上基材層與下基材層均為聚對苯二甲酸乙二醇酯基材層，所述的光子晶體制冷層由第一復(fù)合層、第二復(fù)合層、第三復(fù)合層及第四復(fù)合層自上而下依次堆疊而成，所述的第一復(fù)合層由I層A介質(zhì)層與I層B介質(zhì)層相互疊加組合成AB型復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述的第二復(fù)合層由I層C介質(zhì)層與I層D介質(zhì)層相互疊加組合成CD型復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述的第三復(fù)合層由I層E介質(zhì)層與I層F介質(zhì)層相互疊加組合成EF型復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述的第四復(fù)合層由I層G介質(zhì)層與I層H介質(zhì)層相互疊加組合成GH型復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述的A介質(zhì)層、C介質(zhì)層、E介質(zhì)層及G介質(zhì)層分別為厚度依次增加的二氧化硅介質(zhì)層，所述的B介質(zhì)層、D介質(zhì)層、F介質(zhì)層及H介質(zhì)層分別為厚度依次增加的二氧化鈦介質(zhì)層。
[0008]所述的光子晶體制冷層的總厚度為0.58-0.588 μ m。
[0009]所述的二氧化硅介質(zhì)層的折射率為1.45。
[0010]所述的二氧化鈦為銳鈦礦型二氧化鈦，該銳鈦礦型二氧化鈦的折射率為2.65。
[0011]所述的第一復(fù)合層中A介質(zhì)層的厚度為51-52nm，B介質(zhì)層的厚度為28_29nm0
[0012]所述的第二復(fù)合層中C介質(zhì)層的厚度為75-76nm，D介質(zhì)層的厚度為41_42nm0
[0013]所述的第三復(fù)合層中E介質(zhì)層的厚度為103-104nm，F(xiàn)介質(zhì)層的厚度為56_57nm0
[0014]所述的第四復(fù)合層中G介質(zhì)層的厚度為146-147nm，H介質(zhì)層的厚度為80_87nmo
[0015]所述的抗刮耐磨層的厚度為1.6-4.2 μπι。
[0016]所述的上基材層與下基材層的厚度相等，并且所述的上基材層的厚度為25-28 μπ?ο
[0017]本實用新型中，抗刮耐磨層采用具有高抗刮耐磨的聚氨酯材料制備而成，上基材層及下基材層均采用聚對苯二甲酸乙二醇酯材料制備而成，具有強度高、剛性好、透明及光澤度高等優(yōu)點。
[0018]利用黑體輻射的原理:表面溫度越高的物體，其輻射的電磁波的頻率就越高，波長也就越短，太陽的表面溫度比地球上物體的溫度高很多，因此，太陽光輻射的電磁波的波長比地球上建筑物內(nèi)部物體輻射的電磁波的波長要短得多。
[0019]在實際使用過程中，本實用新型制冷貼膜用于建筑物玻璃時，一方面太陽光中可見光和大部分的近紅外光在通過制冷貼膜的抗刮耐磨層及上基材層后，抵達光子晶體制冷層，一部分可見光被反射，另一部分經(jīng)折射進入光子晶體制冷層，而進入光子晶體制冷層的這一部分可見光及大部分的近紅外光，又會在二氧化硅介質(zhì)層與二氧化鈦介質(zhì)層的層層反射作用下，返回至外界環(huán)境中，整個過程中，大約有70%以上可見光及近紅外光在光子晶體制冷層的作用下，被反射回至外界環(huán)境中；另一方面，由于建筑物內(nèi)部物體輻射的電磁波的波長比太陽光輻射的電磁波的波長要長得多，與本實用新型結(jié)構(gòu)中的光子晶體禁帶區(qū)間錯開，使得內(nèi)部物體的熱輻射能夠向外輻射，達到散熱目的。
[0020]本實用新型正是通過上述兩方面作用，從而實現(xiàn)對建筑物內(nèi)部空間制冷的技術(shù)效果，并且對于室內(nèi)的采光影響不大。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下特點:
[0022]I)由于采用二氧化硅介質(zhì)層與二氧化硅介質(zhì)層作為光子晶體制冷層的核心部分，將具有不同中心頻率的二氧化硅與二氧化鈦進行疊加，則能夠形成光子禁帶；
[0023]2)由于在光子晶體制冷層中采用厚度依次遞增的第一復(fù)合層、第二復(fù)合層、第三復(fù)合層及第四復(fù)合層，則能夠有效達到展寬光子禁帶的效果；
[0024]3)質(zhì)輕而薄，將二氧化硅與二氧化鈦有機結(jié)合起來，充分發(fā)揮兩者的協(xié)同作用，對于外界自然光中部分可見光和大部分近紅外光阻隔率在60%以上，對于內(nèi)部熱輻射的透過則幾乎沒有阻隔，用于建筑物玻璃時，制冷效果好，保證了室內(nèi)的采光，有利于降低能耗，綠色環(huán)保。
【附圖說明】
[0025]圖1為實施例1制冷貼膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為實施例1中光子晶體制冷層中各復(fù)合層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為實施例1制冷貼膜的仿真結(jié)果圖；
[0028]圖中標記說明:
[0029]I 一抗刮耐磨層、2 一上基材層、3 一光子晶體制冷層、4 一下基材層。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0031]實施例1:
[0032]如圖1-2所示，一種基于光子晶體的建筑物用環(huán)保制冷貼膜，該制冷貼膜自上而下依次包括抗刮耐磨層1、上基材層2、光子晶體制冷層3及下基材層4，抗刮耐磨層I為聚氨酯抗刮耐磨層，上基材層2與下基材層4均為聚對苯二甲酸乙二醇酯基材層，光子晶體制冷層3由第一復(fù)合層、第二復(fù)合層、第三復(fù)合層及第四復(fù)合層自上而下依次堆疊而成，第一復(fù)合層由I層A介質(zhì)層與I層B介質(zhì)層相互疊加組合成AB型復(fù)合結(jié)構(gòu)，第二復(fù)合層由I層C介質(zhì)層與I層D介質(zhì)層相互疊加組合成CD型復(fù)合結(jié)構(gòu)，第三復(fù)合層由I層E介質(zhì)層與I層F介質(zhì)層相互疊加組合成EF型復(fù)合結(jié)構(gòu)，第四復(fù)合層由I層G介質(zhì)層與I層H介質(zhì)層相互疊加組合成GH型復(fù)合結(jié)構(gòu)，A介質(zhì)層、C介質(zhì)層、E介質(zhì)層及G介質(zhì)層分別為厚