具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料及制备方法

本发明属于新材料制备，具体涉及一种具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料及制备方法。

背景技术：

1、制造具有辐射制冷功能的织物是近年来一种新兴的织物技术。将具有辐射制冷功能的染料印刷于织物时，可以使织物表面同时具有高太阳光反射效果以及高大气窗口发射性能。人们在室外活动时，高太阳光反射效果可以降低太阳光能量入射，减少外界能量输入，而高“大气窗口”发射效果可以将身体运动过程中产生的热量以8-13微米热辐射的形式发射到外太空中，实现散热制冷效果。在穿着具有辐射制冷功能的织物时，通过提高人体皮肤散热效率，可以大大提高织物在户外穿着的舒适性。

2、然而在实际应用中，这种织物的辐射制冷效率会受到空气湿度的影响。这主要是由于在高温高湿环境下，空气中的水蒸气会吸收全谱红外线，导致辐射散热效率的降低。提高高温高湿环境下材料的辐射制冷效率，需要提高大气窗口波段的发射率，并降低非大气窗口波段的发射率。通常以大气窗口波段发射率与2.5-25微米全谱红外发射率的比值来评价高温高湿环境下辐射制冷效率，即发射率选择性。发射率选择性越高，则在潮湿环境下的辐射散热效果越好，反之越差。

3、另一方面，衣服快速排汗性能与自清洁性能也是织物功能化的重要组成部分，在现有技术中，通常需要使用多种衣物整理剂对衣物进行分别处理，来实现各个功能，这显然会提高衣物的生产成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述不足，旨在开发出一种在高温高湿环境下具有辐射制冷、自清洁性能的织物丝网印花染料，将其印刷于衣服表面后，为织物赋能辐射制冷、速干以及自清洁功能，具有提高穿着舒适性的效果。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料，按重量份计，所述染料的组分包括制冷浆料25-36份，水性聚氨酯树脂28-35份，分散剂3-7份，交联剂3-7份，牢度改性剂1-3份，流平剂1-3份，消泡剂0.5-1.5份和水20-30份；

4、其中，按重量份计，所述制冷浆料由10-30份氧化碲，20-45份氧化铌，10-35份稀土氧化物制备。

5、在某些实施方案中，所述稀土氧化物包括氧化铈和/或氧化镧。

6、在某些实施方案中，所述制冷浆料的制备方法包括以下步骤：

7、s1.按比例称取氧化碲、氧化铌和稀土氧化物，充分混合后依次进行球磨、打粉步骤，得到前驱体粉体；

8、s2.将所述前驱体粉体进行熔炼烧结，得到熔融液；

9、s3.将所述熔融液倒入冷水中淬火，过滤烘干后，得到粗料粉体a；

10、s4.向所述粗体粉体a中加入乙醇配制成溶液，并向溶液中加入分散剂后进行砂磨，分别得到中值粒径不同的浆料a1、a2、a3；

11、s5.将所述浆料a1、a2和a3按比例混合后，添加改性助剂，在40℃条件下回流反应20-25h，得到所述浆料。

12、在某些实施方案中，步骤s1中，所述球磨采用行星式球磨机进行，球磨机的转速为400r/min，球磨机大中小球比例为3:4:3，球磨腔体内空气、料液和球的体积比为1:1:1，球磨时间为12h。

13、在某些实施方案中，步骤s2中，所述熔炼烧结包括五段程序，具体为：

14、第一段，从50℃均匀升至400℃，升温时间为35min；

15、第二段，于400℃下保温30min；

16、第三段，从400℃均匀升至900℃，升温时间为60min；

17、第四段，从900℃均匀升至1400℃，升温时间为120min；

18、第五段，于1400℃下保温240min。

19、在某些实施方案中，进行所述第五段程序时，在保温180min后，对料液以60r/min的速度搅拌30min，然后继续保温至烧结结束。

20、在某些实施方案中，步骤s4中，所述混合液中所述粗体粉体a的含量为40％；

21、在某些实施方案中，步骤s4中，所述分散剂选用byk111型分散剂，所述分散剂的添加量为所述混合液质量的10-13％。

22、在某些实施方案中，步骤s4中，所述浆料a1、a2和a3的中值粒径分别为15-25μm、5-10μm、0.3-0.7μm。

23、在某些实施方案中，步骤s5中，所述浆料a1、a2和a3混合的比例为质量比1:0.8-1.3:0.4-0.6；

24、在某些实施方案中，步骤s5中，所述改性助剂包括十七氟癸基三甲氧基硅烷；

25、在某些实施方案中，步骤s5中，所述改性助剂与混合后浆料的质量比为4-6:100。

26、在某些实施方案中，所述分散剂选自上海anoky公司生产dm-1501型分散剂。

27、在某些实施方案中，所述交联剂选自上海anoky公司生产的dm-8926非离子无甲醛型交联剂。

28、在某些实施方案中，所述牢度改性剂选自上海anoky公司生产的dm-2582n型牢度改性剂。

29、本发明还提供一种上述的具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料的制备方法，将所述制冷浆料、水性聚氨酯树脂、分散剂、交联剂、牢度改性剂、流平剂、消泡剂和水混合后分散均匀即得。

30、本发明还提供一种上述的具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料的应用。

31、在某些实施方案中，采用丝网印刷的方式将所述印花染料涂覆到衣物表面。

32、本发明的有益效果是：

33、1.本发明以一种表面疏水化处理的稀土改性的te-nb型非晶态材料为填料，一方面，该填料具有高发射选择性，即在非大气窗口波段具有低吸收，在8-14微米处高发射的效果。这种高发射选择性性能可以使印刷后的衣物即使在高温高湿的气候下，依然保持有较好的散热效果。

34、2.另一方面，填料表面经过疏水化接枝改性，这可赋予印花染料优异的疏水性能，当涂覆于织物表面后，织物将具备自清洁与速干性能。

技术特征：

1.一种具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料，其特征在于，按重量份计，所述染料的原料包括制冷浆料25-36份、水性聚氨酯树脂28-35份、分散剂3-7份、交联剂3-7份、牢度改性剂1-3份、流平剂1-3份、消泡剂0.5-1.5份和水20-30份；

2.根据权利要求1所述的一种具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料，其特征在于，所述制冷浆料的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料，其特征在于，步骤s4中，所述浆料a1、a2和a3的中值粒径分别为15-25μm、5-10μm、0.3-0.7μm。

4.根据权利要求2所述的一种具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料，其特征在于，步骤s5中，所述浆料a1、a2和a3混合的比例为质量比1:0.8-1.3:0.4-0.6。

5.根据权利要求2所述的一种具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料，其特征在于，步骤s5中，所述改性助剂包括十七氟癸基三甲氧基硅烷。

6.根据权利要求2所述的一种具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料，其特征在于，步骤s5中，所述改性助剂与混合后浆料的质量比为4-6:100。

7.一种如权利要求1所述的具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料的制备方法，其特征在于，将所述制冷浆料、水性聚氨酯树脂、分散剂、交联剂、牢度改性剂、流平剂、消泡剂和水混合后分散均匀即得。

8.一种如权利要求1所述的具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料的应用。

9.根据权利要求8所述的一种具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料的应用，其特征在于，采用丝网印刷的方式将所述印花染料涂覆到衣物表面。

技术总结本发明属于新材料制备技术领域，具体涉及一种具有辐射制冷功能的自清洁性织物印花染料及制备方法。按重量份计，所述染料的原料包括制冷浆料25‑36份、水性聚氨酯树脂28‑35份、分散剂3‑7份、交联剂3‑7份、牢度改性剂1‑3份、流平剂1‑3份、消泡剂0.5‑1.5份和水20‑30份；其中，所述制冷浆料由氧化碲、氧化铌和稀土氧化物制备。本发明的染料以一种表面经过疏水化处理的稀土改性的Te‑Nb型非晶态材料为填料，该填料具有高发射选择性，可以使印刷后的衣物即使在高温高湿的气候下，依然保持有较好的散热效果。技术研发人员：邓冰,潘文龙,张俊辉,吴德平,邓杰,颜世强,宋军,张骞受保护的技术使用者：中国地质科学院矿产综合利用研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/2