[发明专利]一种辐射制冷织物

说明书

本发明公开了一种辐射制冷织物，织物里含有丝纤维，辐射制冷织物包括附着在纤维上且折射率高于1.6低于3.0的材料。本发明的辐射制冷织物中，附着在纤维上具有高折射率的材料与纤维叠加在一起提高了紫外反射率，相比于未处理的织物，本发明的辐射制冷织物在紫外光的反射率提升了42％，使得在整个太阳光波段反射率达到了95％，处理后的织物在阳光下的温度可以比室温低3.6度左右，同时覆盖在皮肤上可以比棉质织物降低12度左右。

技术领域

本发明属于辐射制冷材料，尤其涉及一种辐射制冷织物。

技术背景

随着地球气候变化，减少碳排放、建设节能型社会成为共识。其中每年用于空调等制冷的能耗占世界用电量的15％左右，因此研发无源被动式制冷手段对于节能减排尤为重要。在人类漫长的文明史上，各种织物和纺织品被用来给人体带来舒适和魅力，并保护人体免受温度变化的影响。然而当人类处于室外高温环境时，由于无能源输入(如空调)且常规的衣服无法给人降温和凉爽的感觉，所以如何在室外条件下通过无源式制冷技术给人体降温仍然是一个挑战。辐射制冷是通过自发向寒冷的外太空辐射热量来达到降温的一种制冷技术，大气层对不同波长的电磁波有不同的透射率，其中在8-13微米波段的透射率极高，即“大气窗口”，因此，通过调控材料的光谱性质，使其在8-13微米具有尽可能高的发射率，而在除8-13微米以外的波段，尤其是在0.3-2.5微米的太阳光谱波段具有尽可能高的反射率，可以使材料具有优异的辐射制冷效果，从而实现零电耗，无需制冷剂、零排放的被动制冷，理论上制冷功率可达150W/m²。所以，发展被动辐射制冷这一种绿色制冷方式，不仅可以大幅度节约能源，同时还可以缓解传统制冷手段带来的环境污染和温室效应等问题。

传统的制冷方式比如空调降温等需要巨大能耗，加速了温室效应。此外，近几年报道的辐射制冷材料虽然展现了不错的制冷功率，但是由于材料组分结构无法应用在人体上；基于纳米聚乙烯的红外透射制冷材料，经过加工成型虽然已经表现出类似棉一样的可穿戴性质，但是其在室外阳光条件下，仍然达不到低于室温的水平，所以制冷效率有限。

发明内容

为了提高在室外条件下可穿戴织物的辐射制冷水平，本发明的目的在于提出了一种辐射制冷织物，所述辐射制冷织物包括附着在纤维上且折射率高于1.6低于3.0的材料。由于高折射率的材料与织物本身之间存在折射率差，在光经过两者接触的界面时会被散射，从而提高了整体的反射率，经过处理后的织物在0.3-2.5微米的太阳光能量波段拥有极高的反射率，特别是在紫外波段，这种结构大大降低了纤维织物本身的紫外吸收；同时在红外波段这种结构不会影响织物本身的发射率，从而首次实现了低于室温的辐射制冷性能，极大地提高了对人体的降温效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种辐射制冷织物，所述织物里含有丝纤维，所述辐射制冷织物包括附着在纤维上且折射率高于1.6低于3.0的材料。

优选的，所述折射率高于1.6低于3.0的材料包括氧化铝纳米粒子、氧化锌纳米粒子、氧化铪纳米粒子、氧化锆纳米粒子等。

优选的，所述辐射制冷织物的制备方法包括纳米处理工艺、纳米处理工艺、涂敷、浸渍。

优选的，所述辐射制冷织物纳米处理工艺的制备方法如下：

(1)首先将所述折射率高于1.6低于3.0的材料溶解在去离子水中，得到质量浓度为6-30g/L的溶液；

(2)向步骤(1)所述的溶液中加入质量浓度为8-16g/L的钛酸四丁酯，经过超声分散得到纳米氧化铝水溶胶；

(3)将织物浸入浓度为0.2-20％的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液中，浸泡10-30min。

(4)将未处理的织物从脂肪醇聚氧乙烯醚溶液中取出，在60-80℃干燥30-60min。

(5)干燥后的织物浸入到所述步骤(2)的纳米氧化铝水溶胶中，在35-70℃温度下水浴加热40-70min。