一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生人体皮肤的辐射制冷面料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生人体皮肤的辐射制冷面料及其制备方法，属于辐射制冷技术领域。为解决现有辐射制冷面料辐射制冷能力不足、柔韧性和结构稳定性差的问题，本发明专利技术提供了一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生辐射制冷面料，包括面料基材及其表面设置的具有表面褶皱和微纳孔隙的仿生辐射制冷基础层，含有反射型粒子和发射型粒子；还包括设置于仿生辐射制冷基础层表面的仿生辐射制冷互补层，仿生辐射制冷互补层含有与仿生辐射制冷基础层光谱互补的发射性粒子。本发明专利技术制备的仿生辐射制冷面料具有良好的辐射制冷效果，同时具有柔韧性、耐弯折和抗拉伸性能，通过发射率光谱互补的多层结构获得光谱调控能力，具有广泛的应用前景和市场价值。泛的应用前景和市场价值。泛的应用前景和市场价值。

【技术实现步骤摘要】
一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生人体皮肤的辐射制冷面料及其制备方法


[0001]本专利技术属于辐射制冷面料
，尤其涉及一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生人体皮肤的辐射制冷面料及其制备方法。

技术介绍

[0002]日间辐射制冷技术是一种被动式制冷方式，通过强烈反射太阳辐射(0.3
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2.5μm)和利用“大气窗口”(8
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13μm)与外层空间(3K)进行辐射换热，在无需任何能量输入的情况下实现低于空气温度的降温。目前已经开展的辐射制冷应用包括辐射制冷涂料、辐射制冷薄膜等。而将辐射制冷技术应用于柔性面料的过程中存在诸多问题。辐射制冷面料难以有效固定功能粒子，导致面料使用寿命短，无法实际户外应用。使用复杂膜结构固定功能粒子又导致面料制备困难、产品成本高，难以兼顾产品柔韧性、透气性和抗拉伸性能，且层间辐射衰减会降低面料辐射制冷性能，这严重限制了辐射制冷面料的应用。
[0003]人体皮肤具有良好的柔韧性和结构稳定性，皮肤中的胶原纤维可以有效保持水分子防止流失，皮肤中的水分子在“大气窗口”(8
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13μm)的强发射能力为皮肤提供了高发射率，且皮肤表面具有的随机微褶皱和微纳孔隙可有效增强皮肤在特定波段的光谱辐射能力，但将人体皮肤结构应用于辐射制冷面料的过程中还有许多具体问题有待解决。
[0004]在辐射制冷织物领域，公开号为CN107471779A的专利技术专利申请《自动降温装置及穿戴物》公开了具有复杂多层结构的自动降温装置及穿戴物，该穿戴物包括辐射制冷层、透明保护层和用于与人体贴合的贴身层，利用辐射制冷层提高穿戴物的红外发射率，降低人体体表温度。公开号为CN110042564A的专利技术专利申请《一种辐射制冷纤维膜及其制备方法和应用》公开了一种由聚合物纤维和随机分布在纤维之间的辐射粒子组成的辐射制冷纤维膜，该纤维膜采用静电纺丝方法制备。上述两种结构不能有效反射太阳光谱辐射能量，“大气窗口”波段反射率也有限，无法有效起到日间辐射制冷作用，且上述两种装置结构复杂、制备困难、成本较高，不利于广泛应用。公开号为CN111393915A的专利技术专利申请《被动型辐射制冷复合材料及其制备方法》公开了一种被动型辐射制冷复合材料层，但该专利技术仅利用涂层对面料的粘附作用固定功能性粒子，且单一成分的涂层成分具有光谱缺陷，面料对太阳光谱反射率不足，造成该面料柔韧性、结构稳定性和辐射制冷能力不足。

技术实现思路

[0005]为解决现有辐射制冷面料辐射制冷能力不足、面料柔韧性和结构稳定性差的问题，本专利技术提供了一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生人体皮肤的辐射制冷面料及其制备方法。
[0006]本专利技术的技术方案：
[0007]一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生人体皮肤的辐射制冷面料，包括面料基材及其表面设置的仿生辐射制冷基础层，所述仿生辐射制冷基础层的表面具有平均高度为2～9μm的
褶皱、内部具有直径为0.01～2μm的微纳孔隙；所述仿生辐射制冷基础层中含有太阳波段反射型粒子和“大气窗口”8
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13μm波段发射型粒子。
[0008]进一步的，还包括设置于所述仿生辐射制冷基础层表面的仿生辐射制冷互补层，所述仿生辐射制冷互补层为单层结构或多层结构，每层结构的表面均具有平均高度为2～9μm的褶皱、内部均具有直径为0.01～2μm的微纳孔隙；所述仿生辐射制冷互补层的每层结构中均含有太阳波段反射型粒子和大气窗口8
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13μm波段发射型粒子，且至少有一层含有与所述仿生辐射制冷基础层光谱互补的发射性粒子。
[0009]进一步的，还包括设置于最外层的防水耐候层。
[0010]一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生人体皮肤的辐射制冷面料的制备方法，包括如下步骤：
[0011]步骤一、按如下质量份准备基础浆料的各原料组分：反射型粒子15～30份、发射型粒子5～20份、粘结剂30～60份、有机溶剂10～20份、分散剂1～3份、消泡剂0.1～0.5份、增稠剂0.5～2份和流平剂0.1～0.5份；将各原料组分充分混匀得到基础浆料；
[0012]步骤二、通过滚涂、刷涂、喷涂、刮涂或浸泡使步骤一所得基础浆料充分浸透面料基材的纤维三维交联结构，将面料基材表面刮平，干燥成型后得到表面具有仿生辐射制冷基础层的仿生人体皮肤的辐射制冷面料。
[0013]进一步的，还包括步骤三、按如下质量份准备互补浆料的各原料组分：反射型粒子15～30份、发射型粒子5～20份、粘结剂30～60份、有机溶剂10～20份、分散剂1～3份、消泡剂0.1～0.5份、增稠剂0.5～2份和流平剂0.1～0.5份，所述互补浆料中的反射型粒子与步骤一所述基础浆料中的反射型粒子具有光谱互补特性；将各原料组分充分混匀得到互补浆料；
[0014]步骤四、
[0015]通过滚涂、刷涂、喷涂、刮涂或浸泡使步骤三所得互补浆料均匀分布在步骤二所得仿生辐射制冷基础层的表面，将仿生辐射制冷基础层表面刮平，干燥成型后得到表面具有仿生辐射制冷互补层的仿生人体皮肤的辐射制冷面料；
[0016]当所述仿生辐射制冷互补层为多层结构时，按步骤四制备方法在干燥成型的仿生辐射制冷互补层表面逐层叠加所需多层仿生辐射制冷互补层，即得到表面具有多层仿生辐射制冷互补层的仿生人体皮肤的辐射制冷面料。
[0017]进一步的，所述干燥成型均采用自然干燥或30～80℃条件下恒温烘干。
[0018]进一步的，面料基材包括丙纶、涤纶、锦纶、腈纶、乙纶、氯纶、氨纶、粘胶纤维、丝、棉或麻。
[0019]进一步的，基础浆料和互补浆料中的反射型粒子均包括粒径分布为0.05～10μm的TiO2、CaCO3、BaSO4、SiO2、Al2O3、MgO或云母粉中的一种或几种的组合，基础浆料和互补浆料中的发射型粒子均包括粒径分布为1～30μm的SiO2、Si3N4、SiC、ZnO或聚偏氟乙烯粒子中的一种或几种的组合；基础浆料和互补浆料中的有机溶剂均包括N
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甲基吡咯烷酮、丙酮、环己烷、丁醇或甲基异丁基甲酮中的一种或几种的组合；基础浆料和互补浆料中的粘结剂均包括丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、氨基树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、γ―氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂、聚二甲基硅氧烷或聚偏氟乙烯中的一种或几种的组合；基础浆料和互补浆料中的分散剂均包括聚羧酸钠盐、硫酸酯盐、烷基季铵盐、氨基丙胺二油酸酯、脂
肪酸环氧乙烷的加成物、磷酸酯盐型的高分子聚合物、油氨基油酸酯中的一种或几种的组合；基础浆料和互补浆料中的消泡剂均包括磷酸三丁酯、聚醚消泡剂或有机硅消泡剂中的一种或几种的组合；基础浆料和互补浆料中的增稠剂均包括磷酸三丁酯、聚醚消泡剂或有机硅消泡剂中的一种或几种的组合；基础浆料和互补浆料中的流平剂均包括丙烯酸酯均聚物或共聚物、醋丁纤维素、有机硅、二苯基
·
聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、有机基改性硅氧烷或丙烯酸中的一种或几种的组合。
[0020]进一步的，仿生人体皮肤的辐射制冷面料表面的仿生辐射制冷基础层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生人体皮肤的辐射制冷面料，其特征在于，包括面料基材及其表面设置的仿生辐射制冷基础层，所述仿生辐射制冷基础层的表面具有平均高度为2～9μm的褶皱、内部具有直径为0.01～2μm的微纳孔隙；所述仿生辐射制冷基础层中含有太阳波段反射型粒子和大气窗口8
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13μm波段发射型粒子。2.根据权利要求1所述一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生人体皮肤的辐射制冷面料，其特征在于，还包括设置于所述仿生辐射制冷基础层表面的仿生辐射制冷互补层，所述仿生辐射制冷互补层为单层结构或多层结构，每层结构的表面均具有平均高度为2～9μm的褶皱、内部均具有直径为0.01～2μm的微纳孔隙；所述仿生辐射制冷互补层的每层结构中均含有太阳波段反射型粒子和大气窗口8
‑
13μm波段发射型粒子，且至少有一层含有与所述仿生辐射制冷基础层光谱互补的发射性粒子。3.根据权利要求1或2所述一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生人体皮肤的辐射制冷面料，其特征在于，还包括设置于最外层的防水耐候层。4.一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生人体皮肤的辐射制冷面料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、按如下质量份准备基础浆料的各原料组分：反射型粒子15～30份、发射型粒子5～20份、粘结剂30～60份、有机溶剂10～20份、分散剂1～3份、消泡剂0.1～0.5份、增稠剂0.5～2份和流平剂0.1～0.5份；将各原料组分充分混匀得到基础浆料；步骤二、通过滚涂、刷涂、喷涂、刮涂或浸泡使步骤一所得基础浆料充分浸透面料基材的纤维三维交联结构，将面料基材表面刮平，干燥成型后得到表面具有仿生辐射制冷基础层的仿生辐射制冷面料。5.根据权利要求4所述一种高柔韧抗拉伸的可透气仿生人体皮肤的辐射制冷面料的制备方法，其特征在于，还包括步骤三、按如下质量份准备互补浆料的各原料组分：反射型粒子15～30份、发射型粒子5～20份、粘结剂30～60份、有机溶剂10～20份、分散剂1～3份、消泡剂0.1～0.5份、增稠剂0.5～2份和流平剂0.1～0.5份，所述互补浆料中的反射型粒子与步骤一所述基础浆料中的反射型粒子具有光谱互补特性；将各原料组分充分混匀得到互补浆料；步骤四、通过滚涂、刷涂、喷涂、刮涂或浸泡使步骤三所得互补浆料均匀分布在步骤二所得仿生辐射制冷基础层的表面，将仿生辐射制冷基础层表面刮平，干燥成型后得到表面具有仿生辐射制冷互补层的仿生辐射制冷面料；当所述仿生辐射制冷互补层为多层结构时，按步骤四制备方法在干燥成型的仿生辐射制冷互补层表面逐层叠加所需多层仿生辐射制冷互补层，即得到表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王富强，程子明，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：