[发明专利]一种辐射自降温功能纤维织物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种辐射自降温功能纤维织物及其制备方法，其特征在于该功能纤维织物是在纤维织物表面依次涂布高反射铝银层和8～14μm红外强选择性吸收辐射涂层；8～14μm红外强选择性吸收辐射涂层由活性纳米功能组合物和含氟聚合物树脂溶液组成，其中所述的活性纳米功能组合物由纳米二氧化硅、稀土硅酸盐化合物和钼酸盐化合物按照质量比1:(0.5～2):(0.5～2)混合并由硅烷偶联剂改性而成；含氟聚合物树脂溶液的固体组分质量占8～14μm红外强选择性吸收辐射涂层质量的10％～80％。本发明提供的功能纤维织物能够在太阳光照和无光照环境下发挥高效的辐射自降温功能，可广泛应用于建筑物、大功率装备外层披挂或用于制造自降温帐篷、功能衣物等领域。

技术领域

本发明涉及一种辐射自降温功能纤维织物及其制备方法，属于功能复合纤维织物和热辐射技术领域。

背景技术

随着全球经济的不断发展，人类社会面临的能源需求越来越大，发展新型节能材料与技术，最大限度降低能源消耗，降低环境负荷，具有重要的经济和社会价值。辐射自降温是地面物体通过红外大气窗口将热量传递至外太空，进而降低自身温度的一种物理机制。在太阳光照条件下，物体表面温度的降低主要与几个方面密切相关：第一，对太阳光能量的吸收，要求物体表面对0.3～2.5μm太阳光要有尽可能高的反射；第二，对大气红外辐射能量的吸收，要求物体表面在非大气红外窗口区对周围环境中的大气红外能量有尽可能低的吸收；第三，通过红外窗口向大气环境中排出红外辐射，要求物体表面对8～14μm的红外光能量具有高的辐射；第四，自然空气下的热对流及热传导。

从现有公开报道来看，在无太阳光照条件下，利用辐射降温机制可以很好的实现物体自降温冷却，但是辐射降温材料在白天光照条件下的辐射自降温性能尚未满足实用要求。现有辐射自降温材料的制备主要有以下方式：(一)运用纳米光刻蚀和等离子沉积技术，构筑具有纳米微尺度结构的辐射降温器，辐射降温器的自降温性能虽好，但其制造工艺复杂、难度大、要求高，难以大规模、低成本生产。此外，还存在结构强度低、易破坏等不足之处；(二)将锐钛矿二氧化钛微粉、玻璃微球等无机功能物质与聚合物树脂均匀混合，并再其一侧表面上复合一定厚度的高反射金属铝或银膜以制成辐射自降温器，但由于选用的二氧化钛微粉、玻璃微球等无机功能物质在红外光谱区的选择性吸收辐射性能不强，制得的辐射自降温器难以获得较为理想的辐射自降温效果。

目前，常见的辐射自降温材料多为辐射自降温涂料，其对于涂刷基底的要求较高，一些表面粗糙、反射率低的物体难以有效应用。因此，开发既可以在白天和黑夜使用，同时能够大规模低成本生产的辐射自降温功能纤维织物非常必要也非常迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种能解决现有技术中存在缺陷的辐射自降温功能纤维织物，本发明的另一目的是提供上述辐射自降温功能纤维织物的制备方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种辐射自降温功能纤维织物，其特征在于该功能纤维织物是在纤维织物表面依次涂布高反射铝银层和8～14μm红外强选择性吸收辐射涂层；8～14μm红外强选择性吸收辐射涂层由对可见-近红外太阳光透明且在8～14μm红外大气窗口具有强选择性吸收辐射特性的活性纳米功能组合物和在非红外大气窗口区透明的含氟聚合物树脂溶液组成，其中所述的活性纳米功能组合物由纳米二氧化硅、稀土硅酸盐化合物和钼酸盐化合物按照质量比1:(0.5～2):(0.5～2)混合并由硅烷偶联剂改性而成；含氟聚合物树脂溶液的固体组分质量占8～14μm红外强选择性吸收辐射涂层质量的10％～80％。

优选上述高反射铝银层厚度为5～20μm，红外强选择性吸收/辐射涂层厚度为10～30μm。

优选所述的纤维织物为聚酯纤维织、聚酰胺纤维或聚氨酯纤维。上述高反射铝银层的光反射在80％以上，市场有售。