[发明专利]一种具有被动辐射冷却功能的涂层纺织品及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有被动辐射冷却功能的涂层纺织品及其制备方法。本发明的涂层纺织品，包括基底以及设于基底上并具有分级多孔结构的辐射制冷层。充分利用孔隙散射作用，有效增加了对太阳光的反射率，进而提高了辐射制冷效果。且其制备过程原材料价格低廉，并无需使用任何无机离子或金属材料，大大降低生产成本。其中，辐射制冷层对其UV‑Vis‑NIR反射和IR发射具有很高的影响。涂层纺织品具有超高抗紫外线和疏水性，可确保冷却性能的耐久性。因此，这项工作成功地证明了辐射冷却在纺织品中的应用，也为低成本、多功能纺织品的制备提供了更多的可能性。

技术领域

本发明属于日间辐射制冷材料技术领域，具体涉及一种具有被动辐射冷却功能的涂层纺织品及其制备方法。

背景技术

2019年，空调和电风扇的用电量将占全球建筑总用电量的约五分之一，而空间冷却将导致约1GtCO₂的排放，造成严重的资源和环境问题。致力于寻找一种能降低能源消耗，替代空调的制冷方法，帮助节约能源，缓解环境问题。辐射冷却作为一种新型的无能耗被动冷却技术，越来越受到研究者的关注。

在晴朗的日间，太阳辐射主要由6％的紫外辐射，52％的波长为400-780nm的可见光辐射以及42％的波长为780-2500nm的近红外光辐射三类辐射组成。其中，太阳能光谱中的可见光和近红外光是造成环境产热的主要原因，特别是在气候较炎热的地区，可见和近红外辐射产热效果也更加显著。被动型辐射制冷材料在通过大气窗口发射热能的同时，可以反射太阳光能量，对物体起到明显制冷效果。

炎热的夏季，加剧了人们对空调的依赖，辐射制冷技术在纺织品上的应用也变得尤为重要。在纺织工业领域，为了应对夏季炎热，开发一种具有高红外发射率，抑制人体皮肤升温的辐射制冷纺织品已成为人们的迫切需求。

申请专利文献公开号为CN111393915A公开了一种被动型辐射制冷复合材料层，将其涂覆在普通纤维织物基底上，形成基底和被动型辐射制冷层的复合层结构。所述被动型辐射制冷层反射太阳光中的可见光、近红外光，并以红外辐射的形式通过大气窗口进行散热。其中将氧化铝纳米粒子分散在醋酸纤维中形成被动型辐射制冷层。该方法制备的被动型辐射制冷复合材料层虽然能实现太阳光下的辐射自降温，但是因为无机粒子的加入使其织物柔软度缺失。

申请专利文献公开号CN111607983A公开了一种超疏水日间被动辐射制冷织物。使用磷酸铝辐射粒子和PDMS作为日间被动辐射涂层；使用棉织物作为基底；实现了对可见光-近红外太阳光具有高反射率且在8～13μm大气窗口具有高辐射率。但是磷酸铝辐射粒子制备过程复杂，成本相对高。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种柔性且辐射制冷效率高的辐射制冷功能涂层纺织品及其制备方法，克服了现有技术中辐射制冷层降温性能不好、制备方法复杂、成本高等问题。

一种具有被动辐射冷却功能的涂层纺织品，包括基底以及设于所述基底上并具有分级多孔结构的辐射制冷层。

本发明的具有分级多孔结构的辐射制冷层适于反射0.3～2.5μm波段的太阳光，并在8～13μm波段具有高发射率，以使得所述辐射制冷层适于将热量以红外辐射的方式通过“大气窗口”发射出。本发明的涂层纺织品太阳光反射率大于等于89％，中红外发射率大于0.95。上述辐射制冷层为分层多孔结构，充分利用孔隙散射作用，增加了对太阳光的反射率。

作为优选，所述辐射制冷层的表面设有孔径为5～7μm且密集排列的一级孔结构；

所述辐射制冷层上(包括辐射制冷层内部和表面)设有孔径为100～600nm的二级孔结构。

其中，孔径为5～7μm的一级孔结构对太阳光的短波长具有更高的反射率；孔径为100～600nm的二级孔结构对太阳光的较长波长具有更高的反射率；通过设置上述分级多孔结构，能够有效提高辐射制冷层对太阳光的反射率。