一种自清洁型日间辐射降温耐摩擦织物及其制备

本发明属于被动式日间辐射降温，尤其涉及一种自清洁型日间辐射降温耐摩擦织物及其制备方法。背景技术：1、在全球变暖，新能源汽车层出不穷的时代背景下，随着夏季高温天气的到来，即使使用了车用遮阳伞，行驶前仍需先对车内环境进行制冷降温，目前市售遮阳伞仅仅起到遮阳作用，而无法阻挡太阳光热量的透过。保护生命财产安全，节约能源共创人类美好生活家园是一项必需的任务。2、近年来，一种不需要能源输入便能辐射热量的被动辐射制冷技术被提出，被动辐射制冷材料在太阳光谱区(0.3～2.5μm)应具有高反射率，在大气窗口区(8～13μm)应具有高发射率，通过大气中8～13μm的透明窗口将热量辐射到外层空间，进而达到降温的效果且不需要任何能量输入。这种材料的普及能够有效减少目前空调等制冷设备的使用以及电能的消耗，有助于节能环保。因此日间辐射降温材料已经成热门的研究方向。3、公开号为cn115365097a的中国专利文献公开了一种有色被动辐射制冷织物，该专利得到的有色被动辐射制冷织物通过多层功能涂层复合组装而得，使得普通纤维织物具备了优异的可见-近红外可见光高反射和大气窗口(8～13μm)中红外的强辐射的光谱选择特性，进而可以实现在太阳光照下高效的辐射制冷。同时，最外层的有色涂层使纤维织物具有彩色效果，应用范围更加广泛，但是耐摩擦性较差，涂层容易脱落。4、公开号为cn111607983a的中国专利文献公开了一种超疏水日间被动辐射制冷织物，通过加入不同质量分数的磷酸铝辐射粒子在分散液中，在相同处理织物整理工艺下，通过控制涂覆量的不同，来影响其日间辐射制冷效果，得到的最外层涂层使纤维织物具有良好的日间辐射冷却降温效果的同时，也具有优异的防污自清洁作用，但成本较高。5、因此，出于日常磨损与户外苛刻的天气条件，亟需一种制备方法简单、成本低、制备周期短的自清洁型日间辐射降温耐摩擦织物。技术实现思路1、本发明提供了一种自清洁型日间辐射降温耐摩擦织物及其制备方法，该制备方法操作简单，原材料易获取，以满足户外需求，并且具有良好的降温效果和耐摩擦性能。2、本发明的技术方案如下：3、一种自清洁型日间辐射降温耐摩擦织物的制备方法，包括：4、(1)向无机粒子的分散液中加入改性剂，对无机粒子进行改性，经分离、洗涤、干燥后，得到改性无机粒子；5、(2)将改性无机粒子加入至有机聚合物的分散液中，搅拌均匀后得到涂料；6、(3)将涂料涂覆在织物表面，之后在50～100℃烘箱中干燥2～5min，在120～150℃烘箱中干燥2～5min，得到自清洁型日间辐射降温耐摩擦织物。7、本发明的制备方法，在干燥过程中涂料在织物表面形成粗糙结构，改性无机粒子的加入增加了织物表面的低表面能和粗糙度，不仅可使涂层更有效的反向散射阳光，提高其中红外发射率，使辐射降温效果更加明显，低表面能和粗糙结构还能起到疏水防污的效果，同时聚合物将粒子与织物纤维牢牢结合，使得涂层织物耐摩擦性较好；且所选粒子为无机粒子，易分散，稳定，耐久性更好。8、优选的，所述的织物的材质为涤纶、棉、麻、锦纶、腈纶、氨纶中的一种或多种。9、优选的，所述的无机粒子的粒径为0.5～5μm。10、优选的，所述的无机粒子的材质为二氧化硅、硫酸钡、氧化钛、碳酸钙、钛酸钡、氧化铝、三氧化二铝中的一种或多种。11、所述的改性剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、硬脂酸、软脂酸、十二烷基磺酸钠中的一种或多种。12、上述改性剂能够使得无机粒子表面引入其他官能团，改变无机粒子表面的化学性质，能够改善无机粒子的疏水性及分散稳定性。13、改性剂过多过少都会使得最后的改性无机粒子效果不佳。14、优选的，改性剂占无机粒子质量的2～5％。15、随着改性无机粒子的质量分数占比越来越高，涂层的反射率也会越来越高，但过高会使得有机聚合物质量分数占比较少，使得粒子与织物纤维的交联度降低。16、优选的，自清洁型日间辐射降温耐摩擦织物表面的涂层中，改性无机粒子的质量分数为80～90％。17、有机聚合物在涂层中起着交联和提高涂层机械强度的作用。18、优选的，所述的有机聚合物为聚氨酯、聚酯、乙烯基树脂、聚醚树脂、丙烯酸酯中的一种或多种。19、上述有机聚合物振动峰集中于红外指纹区(1300～400cm-1)，对应大气窗口波段，能够提供较高的中红外发射率，同时对涂层起着高交联的作用，为涂层提供一定的机械性能。20、优先的，所述的有机聚合物为有机硅改性聚氨酯聚合物、含氟丙烯酸酯共聚物中的至少一种。21、进一步优选的，所述的有机聚合物为有机硅改性聚氨酯聚合物和含氟丙烯酸酯共聚物。22、有机硅改性聚氨酯聚合物由于其在中红外波段存在si-o-si键的拉伸振动，与同样在中红外波段存在振动的c-f键的有机氟改性丙烯酸酯共聚物共混均匀后，最后与高反射无机粒子于溶剂中共混搅拌制备得到自清洁型日间辐射降温涂料。无机粒子可提高织物涂层整体的反射率，使得涂层具有高反射率的光谱特性；同时，有机聚合物与无机粒子复合体系中存在大量基团，使得材料在中红外波段具有高发射率的同时，有机聚合物使得织物涂层具有较好的机械性能和疏水性能。23、优选的，有机硅改性聚氨酯聚合物和含氟丙烯酸酯共聚物的质量比为1:0.5～2。该技术方案得到的涂层反射率和疏水性更优。24、优选的，有机硅改性聚合物的制备方法包括：将异佛尔酮二异氰酸酯、聚碳酸酯二元醇、端羟基硅油加入有机溶剂中，再加入催化剂，在惰性气体保护下于80～90℃搅拌反应1～5h；之后再加入1,4-丁二醇扩链反应1～2h；之后再加入乙二醇进行后扩链；待将异佛尔酮二异氰酸酯反应完全后得到有机硅改性聚氨酯聚合物。25、端羟基硅油占总单体质量的6～12％；异佛尔酮二异氰酸酯中异氰酸根基团摩尔质量与聚碳酸酯二元醇、1,4-丁二醇、乙二醇、端羟基硅油中羟基基团摩尔质量比值为1.5～2。26、异佛尔酮二异氰酸酯中异氰酸根基团摩尔质量与聚碳酸酯二元醇、1,4-丁二醇、乙二醇、端羟基硅油中羟基基团摩尔质量比值为r值。r值越大，得到的涂层越硬，机械性能越差；r值越小，得到的涂层越软，机械性能越好。r值可根据应用的基材不同而调整。27、优选的，含氟聚合物的制备方法包括：将丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和引发剂混合均匀，和乳化剂加入水混合、均质，均质后在冰水浴下粉碎得到乳液；将部分乳液在惰性气氛中，60～80℃搅拌反应，当乳液冒蓝光时，滴加剩余的乳液，加完后保温2～5h，得到含氟丙烯酸酯乳液；干燥后得到含氟丙烯酸酯共聚物。28、丙烯酸十三氟辛酯占总单体质量的25～50％；丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的摩尔质量比值为1:0.5～2。29、丙烯酸丁酯为软单体，甲基丙烯酸甲酯为硬单体，丙烯酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯单体比为软硬单体比。软硬单体比越高，得到的涂层越软，机械性能越好。软硬单体比越低，得到的涂层越硬，机械性能越差。软硬单体比可根据应用的基材不同而调整。30、步骤(2)中，有机聚合物的分散液是由有机聚合物分散于有机溶剂中得到；所述的有机溶剂为四氢呋喃、丙酮、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺中的一种或多种。31、进一步的，所述的有机聚合物的分散液中，有机聚合物和有机溶剂的质量比为1:8～13。32、优选的，自清洁型日间辐射降温耐摩擦织物表面的涂层涂覆量为10.0～20.0mg/cm2。33、本发明通过控制涂层的涂覆量，优化了单位织物面积上固定的粒子密度，使得辐射降温织物能够反射可见光和近红外光，同时以红外辐射的方式通过大气窗口进一步的发射热量，使其达到最佳的辐射降温效果。34、进一步优选的，自清洁型日间辐射降温耐摩擦织物表面的涂层涂覆量为13.5～16.0mg/cm2。35、本发明的制备方法操作简单、成本低、制备周期短，在添加改性无机粒子的基础上，通过调控改性无机粒子的掺杂比例和涂层粒子的涂覆量，使其具有较高的反射率，且具有良好的降温和自清洁效果，同时聚合物的交联使得涂层耐摩擦性提高，易于工业化生产。36、本发明还提供了一种采用上述方法制备得到的自清洁型日间辐射降温耐摩擦织物。37、与现有技术相比，本发明的有益效果为：38、(1)本发明的制作方法简单，成本低廉，易于工业化生产。39、(2)本发明制备的自清洁型日间辐射降温耐摩擦织物降温效果良好，自清洁效果良好，耐摩擦性能良好，涂层稳定。40、(3)本发明制备的自清洁型日间辐射降温耐摩擦织物可用于户外纺织品领域，具有良好的自清洁、降温和耐摩擦擦效果。