[發明專利]一種超疏水日間被動輻射制冷織物及其制備方法

有效

• 申請號: 202010416954.6
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111607983B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 易玲敏;鐘申潔;左甜;徐浪;蔡英
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: D06N7/00
• 分類號: D06N7/00;D06N3/04;D06N3/12;D06N3/00;D06M11/71;D06M101/06
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 高燕

本發明公開了一種超疏水日間被動輻射制冷織物，包括纖維織物以及依次涂布在所述纖維織物表面的日間被動輻射涂層和超疏水涂層；日間被動輻射涂層為磷酸鋁輻射粒子涂層；磷酸鋁輻射粒子涂層對可見光?近紅外太陽光具有高反射率且在8～13μm大氣窗口具有高輻射率。本發明還公開了超疏水日間被動輻射制冷織物的制備方法。本發明的超疏水日間被動輻射制冷織物通過多層功能涂層復合組裝而得，使得普通纖維織物具備了優異的可見?近紅外可見光高反射和大氣窗口(8～13μm)中紅外的強輻射的光譜選擇特性，進而可以實現在太陽光照下高效的輻射制冷。同時，最外層的超疏水涂層使纖維織物具有優異的防污自清潔作用。

技術領域

本發明涉及超疏水日間輻射制冷材料技術領域，尤其涉及一種超疏水日間被動輻射制冷織物及其制備方法。

背景技術

一般來說，對于在赤道地區和亞熱帶地區的大多數城市來說，夏季溫度普遍在37℃以上。研究表明，到2030年，由高溫引起的氣候問題的年成本將達到2.4萬億美元。因此，為了降低能耗、減少溫室氣體排放等問題，室外的日間降溫在很多方面都還是至關重要的。但由于其開放性，加上太陽輻射強度大帶來大量的外部熱量，日間降溫目前來說仍然是一個巨大的挑戰。

日間被動輻射制冷材料利用其對太陽光的高反射率和在大氣窗口(8～13μm)的中紅外高發射率，能將熱量以輻射的方式從大氣窗口傳遞至外太空，進而達到降溫的效果且不需要任何能量輸入。這種材料的普及能夠有效減少目前空調等制冷設備的使用以及電能的消耗，有助于節能環保。因此日間被動輻射制冷材料已經成為熱門的研究方向。

然而，從現有的公開報道來看，在白天有太陽光照的條件下，很多輻射制冷材料的輻射制冷性能尚未滿足實用要求，更重要的是，將日間被動輻射制冷用于織物的例子仍有限，已有的研究主要關注于以下幾個方面：

1)在織物表面引入具有中紅外高輻射率的粒子，提高織物的輻射特性。由于選用的二氧化鈦、二氧化硅等無機功能物質在可見光-近紅外光譜區的選擇性反射性能不強，制得的輻射制冷織物在光照條件下難以獲得較為理想的降溫效果。

2)選擇合適的高分子聚合物材料，如納米PE、PVDF等，保證其在中紅外的高透過性，同時不損失織物的其他特性，如透氣透濕等。

3)在纖維表面構筑特殊的微納復合結構，提高其在可見光-近紅外的反射率和在大氣窗口的輻射率。但這些方法通常制備過程較復雜、成本高，難以實現大規模的產業化應用。

公開號為CN110387751A的中國專利文獻公開了一種輻射自降溫功能纖維織物，通過在普通纖維織物表面依次涂覆商業用高反射銀層和8～14μm紅外強選擇性吸收輻射涂層，從而實現纖維織物在太陽光照和無光照環境下高效的輻射制冷功能。將多種活性納米功能粒子如納米二氧化硅、稀土硅酸鹽化合物和鉬酸鹽化合物以不同比例混合，分散在含氟聚合物的樹脂溶液中，形成中紅外強選擇性吸收輻射涂層，該方法制備的纖維織物雖然能實現太陽光下的輻射自降溫，但是商業銀漿的使用使其成本增加，且多種粒子的混合，其比例和用量都需考察。

公開號為CN110042564A的中國專利文獻公開了一種輻射制冷纖維膜，通過靜電紡絲的方法制備了一系列聚合物纖維，同時摻雜具有高發射率的二氧化硅微球達到輻射制冷的目的，該方法制備的纖維具有高透氣性，最高可降溫2.7℃，但其在可見光范圍內的反射率較低，日間輻射效果較差，同樣需要高成本的銀層來實現日間輻射制冷。另外，該發明采用的是靜電紡絲法，對普通纖維織物不具有普適性。

另外，這些輻射制冷材料雖然具有一定的降溫效果，但是沒考慮實際環境對材料降溫效果的影響，如雨滴、灰塵等對材料反射率及中紅外發射率的影響。

發明內容

本發明提供了一種超疏水日間被動輻射制冷織物及其制備方法，克服了現有技術中降溫性能不好、制備方法復雜、成本高等問題，實現日間被動輻射制冷織物的產業化應用。

本發明的具體技術方案如下：