[发明专利]一种被动辐射加热织物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种被动辐射加热织物及其制备方法与应用。涉及加热织物技术领域。上述被动辐射加热材料，上述被动辐射加热材料包括层叠设置的热辐射吸收层和红外辐射反射层；上述热辐射吸收层的组分包括：纤维材料、负载于纤维材料上的疏水石墨烯和包覆着疏水石墨烯的二氧化硅。本发明的被动辐射加热材料，上述热辐射吸收层中的石墨烯被二氧化硅包裹，形成一层疏水层以保护石墨烯，防止石墨烯的脱落，提高了石墨烯在在织物表面的牢度。

技术领域

本发明涉及加热织物技术领域，尤其是涉及一种被动辐射加热织物及其制备方法与应用。

背景技术

在室外环境中人们通常采用增加衣服厚度来加热，传统服装会在人体周围产生气隙防止通过对流和传导造成热量损失，同时通过使用具有较低的导热系数材料来进一步增强衣服加热效果，如羽绒服和夹克。其中，羽绒服通常由蓬松的羽绒和羽毛制成厚厚的一层，作为完美的绝缘材料层以减少导电热损失；茄克是通过防风效果，来减少服装内外的空气对流，从而避免了人体热量的显著损失。一般而言，造成人体热量散失的方式主要有以下四种：热对流、热传导、蒸发和热辐射，其中热辐射造成的热量损失达到50％以上。由此可见仅仅考虑热对流和热传导作为热量损失因素是不充分的。为了实现适用于人体微环境的热舒适性，通过抑制辐射散热进行加热的研究受到了研究人员的极大关注。

被动辐射加热材料是利用热管理材料阻止人体辐射热量的散失，进而实现利用人体本身未被利用的辐射热量进行取暖。羽绒服、夹克这些传统大众服饰不处理人体辐射，因为它们的组成材料(织物)通常具有高发射率(0.75–0.9)，这会导致辐射热损失。对于被动辐射加热织物，在吸收太阳热辐射的同时尽可能多地阻挡身体热辐射散失，使得热辐射输入最大化，而热辐射输出最小化。

然而现有的被动辐射加热材料效果并不佳，目前制备被动辐射加热材料的方法为浸泡法，第一步制备石墨烯溶液，将织物进行浸泡获得石墨烯织物，第二步制备疏水溶液，将石墨烯织物浸泡获得疏水石墨烯织物。这样做容易在第二步造成少量石墨烯脱落。基于此，亟需一种新型的被动辐射加热材料，以最大幅度的阻止人体辐射热量的散失。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：

提供一种被动辐射加热材料。

本发明所要解决的第二个技术问题是：

提供一种所述被动辐射加热材料的制备方法。

本发明所要解决的第三个技术问题是：

所述被动辐射加热材料的应用。

为了解决所述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种被动辐射加热材料，所述被动辐射加热材料包括层叠设置的热辐射吸收层和红外辐射反射层；

所述热辐射吸收层的组分包括：

纤维材料、负载于纤维材料上的疏水石墨烯和包覆着所述疏水石墨烯的二氧化硅。

根据本发明的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：

本发明的被动辐射加热材料，热辐射吸收层中包含了二氧化硅与疏水石墨烯，使得热辐射吸收层具有增强太阳辐射热吸收的以及防水的效用，而红外辐射反射层可以作为织物的内层，通过抑制人体辐射的发射来增强所述被动辐射加热材料的加热性能。

本发明的被动辐射加热材料，所述热辐射吸收层中的石墨烯被二氧化硅和十六烷基三甲氧基硅烷杂化物包裹，形成一层疏水层以保护石墨烯，防止石墨烯的脱落，提高了石墨烯在在织物表面的牢度。

相较于普通涤纶材料，本发明的被动辐射加热材料具有更加出色的保暖性能；本发明的被动辐射加热材料经过50次耐洗循环测试后，依然具有优异的的光热性能，表明本发明被动辐射加热材料具有良好的热管理能力以及耐用性，这都展现了本发明的被动辐射加热材料极具使用价值。