[发明专利]一种高效辐射降温纤维的制备方法

说明书

本发明涉及功能纤维加工技术领域，公开了一种高效辐射降温纤维的制备方法，包括如下步骤：（1）聚合物熔体挤出成型后冷却得到初生纤维；（2）初生纤维用改性浆料进行喷涂改性，以质量分数计，改性浆料包括50~90%的聚丙烯酸酯乳液及10~50%的核壳结构辐射降温颗粒，核壳结构辐射降温颗粒的内核为热反射颗粒，壳层为透光辐射层；（3）喷涂改性后的初生纤维经上油后进入热风纺丝甬道纺丝；（4）纺丝后经过拉伸卷绕后得到高效辐射降温纤维。本发明通过核壳结构辐射降温颗粒壳层对人体辐射的远红外线的向外辐射，以及内核对外界可见光和近红外光的反射相结合，从而使使用本发明中的纤维纺织成的织物达到了高效辐射降温的效果。

技术领域

本发明涉及功能纤维加工技术领域，尤其是涉及一种高效辐射降温纤维的制备方法。

背景技术

辐射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。辐射降温不需要消耗其他能源就能达到降温目的，能够有效减少空调的使用以及电能的消耗，有助于降低污染气体的排放。目前，辐射降温已逐渐尝试应用在纺织品领域，使纺织品在太阳光照环境下可以发挥高效的辐射自降温功能，从而降低人体表面温度。具有辐射降温功能的纺织品需具备以下几个特性：第一，对太阳光能量的吸收少，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，在大气红外窗口及人体辐射红外窗口具有透明性，利于人体通过辐射进行热交换，即通过红外窗口向大气环境中排出红外辐射，要求纺织品表面对8～14μm的红外光能量具有高的辐射；第三，自然空气下的热传导热对流，利于人体的传导、蒸发散热。

现有技术中，一般是通过后整理的方式在纺织品上涂覆具有反射和辐射功能的涂层，对太阳光的热量进行吸收辐射，从而使纺织品在太阳光照下发挥辐射自降温功能。例如，在中国专利文献上公开的“一种辐射自降温功能纤维织物及其制备方法”，其公告号CN110387751A，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。

这种多层涂覆结构虽然可以对太阳光热量进行反射，但涂层同时也阻止了人体向外红外辐射的通道，并且某一层涂层遭到破坏后往往会导致性能急剧下降，对降温功能有一定影响；同时，采用织物涂覆法会使得每束纤维中的单丝互相粘结从而造成织物透气性的下降，导致产生闷热感，影响织物的穿着舒适性。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中通过在织物表面涂覆具有反射和辐射功能的涂层的方法使纺织品具备辐射自降温功能时，多层涂覆结构阻止了人体向外红外辐射的通道，并且某一层涂层遭到破坏后往往会导致性能急剧下降，对降温功能有一定影响；同时，采用织物涂覆法会使得每束纤维中的单丝互相粘结从而造成织物透气性的下降，导致产生闷热感，影响织物的穿着舒适性的问题，提供一种高效辐射降温纤维的制备方法，纤维制备过程中在上油前用含有核壳结构辐射降温颗粒的改性浆料对纤维进行喷涂改性，制得的纤维纺织成织物后可以保持织物的透气性，并且核壳结构辐射降温颗粒均匀分布在纤维中，不易损坏；核壳结构辐射降温颗粒提供纤维高热反射率的同时，也在纤维中构建了人体热辐射散热的通道，使得纤维具有高效辐射降温性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高效辐射降温纤维的制备方法，包括如下步骤：

(1)聚合物熔体由计量泵送入喷丝装置中挤出成型后冷却得到初生纤维；

(2)初生纤维经过喷涂装置用改性浆料进行喷涂改性，以质量分数计，所述改性浆料包括50～90％的聚丙烯酸酯乳液及10～50％的核壳结构辐射降温颗粒，所述的核壳结构辐射降温颗粒的内核为热反射颗粒，壳层为透光辐射层；

(3)喷涂改性后的初生纤维经油嘴上油后进入热风纺丝甬道纺丝；

(4)纺丝后经过卷绕拉伸装置拉伸卷绕后得到所述高效辐射降温纤维。