一种辐射制冷织物材料的制造方法和其产品

本申请属于功能材料，尤其涉及一种辐射制冷织物材料的制造方法和其产品。

背景技术：

1、辐射制冷能够使物体冷却到环境温度以下而不消耗能量，是一种很有前景的绿色制冷技术。研究表明，通过微纳颗粒负载纤维织物可以提高纤维织物的制冷效果，并且随着微纳颗粒固含量的增加，纤维织物的制冷效果呈现增强趋势。因此，需要在纤维织物表面负载微纳颗粒。

2、目前，相关技术中通常是将微纳颗粒直接掺入到纺丝原液并通过静电纺丝制备辐射制冷纤维。比如，公布号为cn 110042564a的专利申请公开了一种辐射制冷纤维膜的制备方法，其通过将单分散性好的辐射粒子掺入纺丝原液中通过静电纺丝制备辐射制冷纤维，有效实现了辐射制冷效果的提升。

3、但是，上文所述方法普遍存在以下问题：一是微纳颗粒易造成静电纺丝设备磨损和堵塞，工业化生产前景差；二是可允许的微纳颗粒的掺入量较低，限制微纳颗粒的负载量水平，最终导致产品织物的辐射制冷性能不理想。

技术实现思路

1、本申请公开一种辐射制冷织物材料的制造方法和其产品，旨在解决上文所述制备方法的工业化前景差、微纳颗粒负载量低以及产品织物辐射制冷性能不理想的技术问题。

2、为了实现上述目的，本申请的第一方面提供了一种辐射制冷织物材料的制造方法。本申请制造方法包括：

3、使聚合物材料溶解于混合溶剂形成前驱液；

4、将所述前驱液进行静电纺丝，得到纳米制冷纤维；

5、将纳米辐射粒子分散液喷涂于所述纳米制冷纤维表面，并依次进行加捻、热固、编织处理，得到辐射制冷织物材料；

6、其中，所述纳米辐射粒子分散液含有无机纳米散射颗粒和钛酸四丁酯。

7、结合第一方面的实施方案中，所述聚合物材料为聚乳酸、聚氨酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯腈中的一种。

8、结合第一方面的实施方案中，所述混合溶剂含有高沸点溶剂和低沸点溶剂；

9、所述高沸点溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺中的一种；

10、所述低沸点溶剂为丙酮、三氯甲烷、二氯甲烷中的一种；

11、所述高沸点溶剂与所述低沸点溶剂的质量比为1：4。

12、结合第一方面的实施方案中，所述前驱液中的聚合物材料的质量浓度为10-16wt％。

13、结合第一方面的实施方案中，所述静电纺丝时，纺丝电压为18-24kv，推进速度为0.8-1.2ml/h，接收距离为14-18cm。

14、结合第一方面的实施方案中，所述纳米制冷纤维具备直径为300-800nm的棒状结构。

15、结合第一方面的实施方案中，所述无机纳米散射颗粒为tio2、sio2、zno、si3n2中的一种或几种；

16、所述无机纳米散射颗粒的粒径为100-300nm。

17、结合第一方面的实施方案中，所述纳米辐射粒子分散液中的无机纳米散射颗粒的质量浓度为1-4wt％。

18、结合第一方面的实施方案中，所述喷涂处理时，流速压力为0.3-0.5mpa，接收距离为5-10cm。

19、本申请的第二方面提供了通过本申请制造方法生产成形的辐射制冷织物材料，本申请的辐射制冷织物材料含有纳米制冷纤维和负载于所述纳米制冷纤维表面的无机纳米散射颗粒。其中，所述无机纳米散射颗粒在所述纳米制冷纤维表面的负载量为30-45％。

20、与现有技术相比，本申请实施例的优点或有益效果至少包括：

21、本申请第一方面提供的制造方法通过相关步骤的组合，一方面能够调控成形纳米纤维的形态与直径，使得纳米纤维的直径与可见光波段波长相当，从而赋予纳米纤维太阳光散射能力，使得纳米纤维具备辐射制冷性能；另一方面能够有效提高无机纳米散射颗粒负载量并增强无机纳米散射颗粒与纳米制冷纤维之间的粘结力，有效避免无机纳米散射颗粒的脱落问题，并使得纳米制冷纤维与无机纳米散射颗粒之间产生充分的协同增效作用，从而大幅提高织物材料的制冷效果并延长制冷效果的有效期；第三方面可以有效解除无机纳米散射颗粒负载量的限制，使得无机纳米散射颗粒负载量达到很高水平而不会引发设备磨损和堵塞，工业化生产前景好。

22、本申请第二方面提供的辐射制冷织物材料，基于上文所述制造方法能够有效调控成形纤维的形态直径并提高无机纳米散射颗粒的固含量，可以使得纳米制冷纤维与无机纳米散射颗粒之间产生充分的协同增效作用，从而保证辐射制冷织物材料具备高且长效的辐射制冷性能，可以低成本的工业化生产。

23、实施例测试结果表明，本申请制备的辐射制冷织物材料在可见光波段反射率达到92-95％，大气窗口发射率可达93-94％，平均降温幅度达到6.2℃，具备优异的辐射制冷效果。

技术特征：

1.一种辐射制冷织物材料的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述聚合物材料为聚乳酸、聚氨酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯腈中的一种。

3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述混合溶剂含有高沸点溶剂和低沸点溶剂；

4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述前驱液中的聚合物材料的质量浓度为10-16wt％。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，所述静电纺丝时，纺丝电压为18-24kv，推进速度为0.8-1.2ml/h，接收距离为14-18cm。

6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述纳米制冷纤维具备直径为300-800nm的棒状结构。

7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述无机纳米散射颗粒为tio2、sio2、zno、si3n2中的一种或几种；

8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述纳米辐射粒子分散液中的无机纳米散射颗粒的质量浓度为1-4wt％。

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述喷涂处理时，流速压力为0.3-0.5mpa，接收距离为5-10cm。

10.权利要求1-9任一所述制造方法生产成形的辐射制冷织物材料，其特征在于，所述无机纳米散射颗粒在所述纳米制冷纤维表面的负载量为30-45％。

技术总结本申请公开一种辐射制冷织物材料的制造方法和其产品，属于功能材料技术领域。本申请制造方法包括：使聚合物材料溶解于混合溶剂形成前驱液，并将所述前驱液进行静电纺丝成形纳米制冷纤维之后，将纳米辐射粒子分散液喷涂于所述纳米制冷纤维表面上，并依次进行加捻、热固、编织，得到辐射制冷织物材料，其中，所述纳米辐射粒子分散液含有无机纳米散射颗粒和钛酸四丁酯。本申请制造方法能够调控成形纳米纤维形态直径和纳米颗粒的负载量，从而使得纳米纤维具备被动辐射制冷性能并与无机纳米散射颗粒之间产生充分的协同增效作用，赋予制备的织物材料更为优越的辐射制冷性能。技术研发人员：成艳华,蔡雪真,朱美芳,郑俊杰,徐成建,白天祥受保护的技术使用者：东华大学技术研发日：技术公布日：2024/5/12