一种被动辐射加热织物及其制备方法与应用

1.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：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的第一个技术问题是：
6.提供一种被动辐射加热材料。
7.本发明所要解决的第二个技术问题是：
8.提供一种所述被动辐射加热材料的制备方法。
9.本发明所要解决的第三个技术问题是：
10.所述被动辐射加热材料的应用。
11.为了解决所述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：
12.一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；
13.所述热辐射吸收层的组分包括：
14.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。
15.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：
16.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。
17.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。
18.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。
19.根据本发明的一种实施方式，所述红外辐射反射层包括铝层、银层和钛层中的至少一层。
20.根据本发明的一种实施方式，所述疏水石墨烯的原料包括以下组分：石墨烯、正硅酸四乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷。
21.根据本发明的一种实施方式，所述纤维材料包括涤纶、棉和麻中的至少一种。
22.根据本发明的一种实施方式，所述纤维材料可以为任意适合制备衣物的纤维材料。
23.根据本发明的一种实施方式，所述被动辐射加热材料在7-14μm的辐射波长范围内的反射率大于90％。
24.为了解决所述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：
25.一种制备所述被动辐射加热材料的方法，包括以下步骤：
26.s1混合纤维材料、正硅酸四乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷于石墨烯溶液中，加入氨水溶液，经反应，得到改性纤维材料；
27.s2在改性纤维材料表面设红外辐射反射层，得到所述被动辐射加热材料。
28.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：
29.本发明制备所述被动辐射加热材料的方法，通过使用气泡搅拌法制备具有疏水功能的石墨烯热辐射吸收层，克服了现有技术中浸泡法会导致石墨烯脱落的弊端，本发明的方法通过氨催化引发正硅酸四乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷的水解缩合反应，产生二氧化硅和十六烷基三甲氧基硅烷杂化物，从而形成一层疏水层保护石墨烯，提高石墨烯在织物表面的牢度，避免了石墨烯的脱落；此外，本发明的方法，只需一步即可制备得到改性纤维材料，使得所述材料的制备变得更加高效便捷。
30.根据本发明的一种实施方式，所述正硅酸四乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷的体积浓度比为4-8：5-10。
31.根据本发明的一种实施方式，所述纤维材料的长度为10-20厘米，宽度为10-20厘米。
32.根据本发明的一种实施方式，所述石墨烯溶液的浓度为1.0-2.0mg/ml。
33.根据本发明的一种实施方式，石墨烯溶液的浓度度选自以下任一种浓度或者任两种浓度构成的浓度区间：1.1mg/ml、1.2mg/ml、1.3mg/ml、1.4mg/ml、1.5mg/ml、1.6mg/ml、1.7mg/ml、1.8mg/ml、1.9mg/ml、2.0mg/ml。
34.根据本发明的一种实施方式，所述氨水溶液的体积百分比为10-20v/v％。
35.根据本发明的一种实施方式，氨水溶液的体积百分比选自以下任一种体积百分比或者任两种体积百分比构成的区间：10v/v％、11v/v％、12v/v％、13v/v％、14v/v％、15v/v％、16v/v％、17v/v％、18v/v％、19v/v％、20v/v％。
36.根据本发明的一种实施方式，步骤s1中，还包括以下步骤：在1-2小时内滴加氨水溶液，直至反应完全。
37.根据本发明的一种实施方式，步骤s1中，还包括以下步骤：将s1得到的改性纤维材料在空气中干燥并在真空炉中以130-230℃的温度烘烤1-2h。
38.根据本发明的一种实施方式，烘烤的温度选自以下任一种温度或者任两种温度构成的区间：130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃。
39.根据本发明的一种实施方式，步骤s2中，采用磁控溅射法在改性纤维材料表面设红外辐射反射层。
40.根据本发明的一种实施方式，采用磁控溅射法时，其参数设置如表1：
41.表1
[0042][0043][0044]
本发明的另一个方面，还涉及所述被动辐射加热材料在具有被动辐射加热功能的织物中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的被动辐射加热材料。由于该应用采用了上述被动辐射加热材料的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
[0045]
本发明还包括一种织物，该织物包括所述的一种被动辐射加热材料。
[0046]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变
得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
[0047]
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0048]
图1为实施例1中步骤s1的流程图。
[0049]
图2为实施例1中步骤s2的流程图。
[0050]
图3为实施例1得到的被动辐射加热材料的工作示意图。
[0051]
图4为实施例1-5得到的被动辐射加热材料的吸光度测试图。
[0052]
图5为实施例1得到的被动辐射加热材料的扫描电镜图。
[0053]
图6为实施例1得到的被动辐射加热材料进行x射线光电子能谱。
[0054]
图7为实施例1得到的被动辐射加热材料的吸光度测试图。
[0055]
图8为实施例1得到的被动辐射加热材料的红外反射率测试图。
[0056]
图9为实施例1得到的被动辐射加热材料在光照条件下热表现测试图。
[0057]
图10为实施例1得到的被动辐射加热材料的加热性能原理示意图。
[0058]
图11为实施例1得到的被动辐射加热材料在耐洗性能的热管理性能表现测试图。
具体实施方式
[0059]
在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0060]
本发明中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
[0061]
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
[0062]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
[0063]
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0064]
实施例中，十六烷基三甲氧基硅烷(hdtms)由南京up化工有限公司(中国)提供。正硅酸四乙酯(teos)和氨水购自西龙科学有限公司(中国)。石墨烯乙醇溶液(1.0g/ml)购自苏州碳丰石墨烯科技有限公司。无水酒精取自广东光华科技有限公司(中国)。所有化学品
均为分析试剂级，按接收使用，无需进一步纯化。所有实验均使用去离子水。人工汗液购买自广州市鹏辰生物科技有限公司。商售机织涤纶织物在当地市场采购。
[0065]
实施例中，使用的仪器的型号，如下表2所示：
[0066]
表2
[0067][0068][0069]
实施例中，采用磁控溅射法时，其参数设置如表3：
[0070]
表3
[0071][0072]
实施例1
[0073]
一种被动辐射加热材料，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：
[0074]
涤纶、负载于涤纶上的二氧化硅与疏水石墨烯。
[0075]
上述红外辐射反射层为铝层。
[0076]
一种制备被动辐射加热材料的方法，包括以下步骤：
[0077]
s1将涤纶织物(10厘米*10厘米)浸入含正硅酸四乙酯(teos)(4v/v％)和十六烷基三甲氧基硅烷(hdtms)(5v/v％)的石墨烯乙醇溶液(1.0mg/ml)中。在室温下不断搅拌2h并逐步滴加氨水溶液(10v/v％)直至反应完全。在氨催化下引发teos和hdtms的水解缩合反应，并在涤纶织物上产生sio2。将处理过的涤纶织物取出然后在空气中干燥并在真空炉中以130℃烘烤1h；
[0078]
s2使用磁控溅射法，按照以下参数在步骤s1中得到的织物表面镀金属铝层，得到上述被动辐射加热材料。
[0079]
步骤s1的流程图如图1所示。
[0080]
步骤s2的流程图如图2所示。
[0081]
实施例1得到的被动辐射加热材料，其工作示意图如图3所示。
[0082]
实施例2
[0083]
实施例2与实施例1的区别在于：石墨烯乙醇溶液的浓度不同，其中，实施例1的石墨烯乙醇溶液为1.0mg/ml，实施例2的石墨烯乙醇溶液的浓度为0.2mg/ml。
[0084]
一种被动辐射加热材料，包括层叠设置的热辐射吸收层和红外辐射反射层；
[0085]
上述热辐射吸收层的组分包括：
[0086]
涤纶、负载于涤纶上的二氧化硅与疏水石墨烯。
[0087]
上述红外辐射反射层为铝层。
[0088]
一种制备被动辐射加热材料的方法，包括以下步骤：
[0089]
s1将涤纶织物(10厘米*10厘米)浸入含正硅酸四乙酯(teos)(4v/v％)和十六烷基三甲氧基硅烷(hdtms)(5v/v％)的石墨烯乙醇溶液(0.2mg/ml)中。在室温下不断搅拌2h并逐步滴加氨水溶液(10v/v％)直至反应完全。在氨催化下引发teos和hdtms的水解缩合反应，并在涤纶织物上产生sio2。将处理过的涤纶织物取出然后在空气中干燥并在真空炉中以130℃烘烤1h；
[0090]
s2使用磁控溅射法，按照以下参数在步骤s1中得到的织物表面镀金属铝层，得到上述被动辐射加热材料。
[0091]
实施例3
[0092]
实施例3与实施例1的区别在于：石墨烯乙醇溶液的浓度不同，其中，实施例1的石墨烯乙醇溶液为1.0mg/ml，实施例3的石墨烯乙醇溶液的浓度为0.4mg/ml。
[0093]
一种被动辐射加热材料，包括层叠设置的热辐射吸收层和红外辐射反射层；
[0094]
上述热辐射吸收层的组分包括：
[0095]
涤纶、负载于涤纶上的二氧化硅与疏水石墨烯。
[0096]
上述红外辐射反射层为铝层。
[0097]
一种制备被动辐射加热材料的方法，包括以下步骤：
[0098]
s1将涤纶织物(10厘米*10厘米)浸入含正硅酸四乙酯(teos)(4v/v％)和十六烷基三甲氧基硅烷(hdtms)(5v/v％)的石墨烯乙醇溶液(0.4mg/ml)中。在室温下不断搅拌2h并逐步滴加氨水溶液(10v/v％)直至反应完全。在氨催化下引发teos和hdtms的水解缩合反应，并在涤纶织物上产生sio2。将处理过的涤纶织物取出然后在空气中干燥并在真空炉中以130℃烘烤1h；
[0099]
s2使用磁控溅射法，按照以下参数在步骤s1中得到的织物表面镀金属铝层，得到上述被动辐射加热材料。
[0100]
实施例4
[0101]
实施例4与实施例1的区别在于：石墨烯乙醇溶液的浓度不同，其中，实施例1的石墨烯乙醇溶液为1.0mg/ml，实施例4的石墨烯乙醇溶液的浓度为0.6mg/ml。
[0102]
一种被动辐射加热材料，包括层叠设置的热辐射吸收层和红外辐射反射层；
[0103]
上述热辐射吸收层的组分包括：
[0104]
涤纶、负载于涤纶上的二氧化硅与疏水石墨烯。
[0105]
上述红外辐射反射层为铝层。
[0106]
一种制备被动辐射加热材料的方法，包括以下步骤：
[0107]
s1将涤纶织物(10厘米*10厘米)浸入含正硅酸四乙酯(teos)(4v/v％)和十六烷基三甲氧基硅烷(hdtms)(5v/v％)的石墨烯乙醇溶液(0.6mg/ml)中。在室温下不断搅拌2h并逐步滴加氨水溶液(10v/v％)直至反应完全。在氨催化下引发teos和hdtms的水解缩合反应，并在涤纶织物上产生sio2。将处理过的涤纶织物取出然后在空气中干燥并在真空炉中以130℃烘烤1h；
[0108]
s2使用磁控溅射法，按照以下参数在步骤s1中得到的织物表面镀金属铝层，得到上述被动辐射加热材料。
[0109]
实施例5
[0110]
实施例5与实施例1的区别在于：石墨烯乙醇溶液的浓度不同，其中，实施例1的石
墨烯乙醇溶液为1.0mg/ml，实施例5的石墨烯乙醇溶液的浓度为0.8mg/ml。
[0111]
一种被动辐射加热材料，包括层叠设置的热辐射吸收层和红外辐射反射层；
[0112]
上述热辐射吸收层的组分包括：
[0113]
涤纶、负载于涤纶上的二氧化硅与疏水石墨烯。
[0114]
上述红外辐射反射层为铝层。
[0115]
一种制备被动辐射加热材料的方法，包括以下步骤：
[0116]
s1将涤纶织物(10厘米*10厘米)浸入含正硅酸四乙酯(teos)(4v/v％)和十六烷基三甲氧基硅烷(hdtms)(5v/v％)的石墨烯乙醇溶液(0.8mg/ml)中。在室温下不断搅拌2h并逐步滴加氨水溶液(10v/v％)直至反应完全。在氨催化下引发teos和hdtms的水解缩合反应，并在涤纶织物上产生sio2。将处理过的涤纶织物取出然后在空气中干燥并在真空炉中以130℃烘烤1h；
[0117]
s2使用磁控溅射法，按照以下参数在步骤s1中得到的织物表面镀金属铝层，得到上述被动辐射加热材料。
[0118]
性能测试：
[0119]
对实施例1-5得到的被动辐射加热材料进行吸光度测试，测试结果如图4所示。
[0120]
从图4中，可以知晓，随着石墨烯(graphene)浓度的增大，织物表面温度随之增加。当加入0.2mg/ml浓度石墨烯时，光照30min后加热织物的温度为35.0℃。当加入0.6mg/ml浓度石墨烯时，光照30min后加热织物的温度为39.4℃。当加入1.0mg/ml浓度石墨烯时，光照30min后加热织物的温度为42.0℃，并且光照温度值达到最大。这是因为随着石墨烯浓度的增大，涤纶织物表面的石墨烯吸附在涤纶织物表面的覆盖程度增大，进而增强了织物的光热效应性能，使加热织物在光照条件下温度上升增加加热效果，并且随着石墨烯浓度的增加，温度变化曲线趋向平缓，因此从成本方面考虑选取1.0mg/ml浓度石墨烯为宜。
[0121]
对实施例1得到的被动辐射加热材料进行形貌表征，扫描电镜图如图5，表征方法如下：在室温条件下，使用场发射扫描电子显微镜设备对织物进行对比观察，首先在样品表面进行喷金处理，使样品具有导电性以便进行发射扫描电子显微镜的观察。
[0122]
图5为实施例1得到的被动辐射加热材料的扫描电镜图。其中，由图5的(a)为被动辐射加热材料的截面图，从中可以可以清晰看出经过整理后的织物(prhf)的双层结构。图5中的(b)为被动辐射加热材料中的铝层(红外辐射反射层)的电镜图，结果显示经过磁控溅射处理的铝层则光滑平整。图5中的(c)为被动辐射加热材料中的石墨烯层(热辐射吸收层)的电镜图，结果显示石墨烯处理后的织物表面粗糙，且被teos和hdtms水解后的产物十六烷基三甲氧基硅烷/二氧化硅杂化产物(hdtms@sio2)所包覆。从图5中还可以知晓，石墨烯层和铝层分别仅在织物单侧面产生。
[0123]
对实施例1得到的被动辐射加热材料进行x射线光电子能谱表征测试，测试结果如图6所示。其中，图6中橙线(上方的线)为实施例1得到的被动辐射加热材料的疏水石墨烯侧(热辐射吸收层)的表征图；蓝线(下方的线)为上述材料铝侧(红外辐射反射层)的表征图。
[0124]
图6中在疏水石墨烯侧的103.0和154.2ev处出现了代表性的si 2p和si 2s峰，而在溅射了铝侧在位于72.5和118.1ev出现了两个峰，分别为al 2p和al 2s峰。上述结果表明了磁控溅射过程中铝仅在织物的沉积。
[0125]
人体发出的辐射波长通常在7-14μm的范围内，特别是在波长约9-10μm处有一个发
射峰。因此本发明对涤纶织物材料和实施例1得到的被动辐射加热材料的红外反射率做了检测，结果如图7-8，其中，图7为吸光度测试，图8为红外反射率测试。
[0126]
从图7可以知晓，在可见光波长范围内，含有石墨烯的实施例1得到的被动辐射加热材料吸光度远大于普通涤纶织物材料。相比较普通涤纶织物实施例1得到的被动辐射加热材料增强了人体发出的红外波反射和太阳辐射吸收的能力可以有效的减少热辐射耗散并增强对环境热辐射的应用。
[0127]
从图8可以知晓，普通涤纶织物在7-14μm的辐射波长范围内具有较低的反射率，而实施例1得到的被动辐射加热材料贴近皮肤的铝侧反射率大于90％，且涤纶织物在该范围内表现出最小的红外反射率。石墨烯中的含氧官能团被证实可以增强其对太阳辐射热的吸收。
[0128]
对实施例1得到的被动辐射加热材料在光照条件下热表现进行测试，测试结果如图9。作为概念验证实验，为了避免热传导与对流对实验结果的影响，本发明将样品放置在温度为20.5℃的保温室内以研究织物的辐射加热性能，其中模拟人体皮肤的加热台温度设置为32.0℃。在此条件下，加热织物使用多通道测温仪记录皮肤与样本之间的温度，如图9，实施例1得到的被动辐射加热材料(即辐射保暖织物)与普通涤纶织物相比，实施例1得到的被动辐射加热材料可以使模拟皮肤侧温度上升到37.4℃，远高于其他织物的加热效果。为了进一步量化纺织品的加热性能，利用由stefan-boltzmann定律转化而来的公式计算蓄热功率(q)来表征织物加热性能。
[0129][0130]
其中ε是人体的发射率(0.95)，σ是stefan-boltzmann常数(5.67
×
10-8
w m-2
k-4
)，t1是织物覆盖下的模拟皮肤侧温度，t2是模拟皮肤侧温度(32.0℃)。较高的储热能力表明模拟皮肤和织物之间储存了更多的热量。被动辐射加热织物的q为23.2w/m2，明显高于常规织物。
[0131]
上述测试证明了实施例1得到的被动辐射加热材料相对于普通纺织品材料在加热性能上取得了提升，其原理可以用图10中示意图来说明。在这个热管理模型中，人体产生的代谢热和环境辐射热被是热源。普通纺织品由于本身的红外(波长范围8-14μm)反射率和吸光度较低，因此大量的辐射热量穿过织物消散在周围的环境中。而被动辐射加热织物则因为在织物外侧形成石墨烯层增加对辐射热的吸收而靠近皮肤侧的涂层中加入了金属铝增强了对人体红外的反射率，因此的大量的人体辐射被反射回皮肤侧吸收，而外界的辐射热被不断吸收，从而使得被动辐射加热织物覆盖下的热量损失大大降低，加热效果优于普通纺织品。
[0132]
对实施例1得到的被动辐射加热材料的耐洗性能进行以下测试，测试结果如图11，测试方法根据aatcc 61的测试标准，使用加速洗涤程序来研究织物的耐水洗性能(水温设定为40℃，200ml蒸馏水中添加0.37wt％皂粉和10个不锈钢球)。一次加速水洗为45min，相当于5次普通家用机洗，每次水洗后测试涂层侧水接触角(wca)。从图可以看出，经过50次的洗涤测试后石墨烯侧的光热效应温度由43.5℃缓慢下降到40.9℃。显然，由于织物表面有hdtms水解出的sio2的包裹，使织物材料在耐洗测试后仍然可以保证石墨烯的吸附，保持优异的光热效应。而灰色曲线(石墨烯包覆织物的曲线)为只经过1.0mg/ml浓度石墨烯浸泡的涤纶织物，由图中可以看出在耐洗测试前测得光热效应温度为43.3℃，经过50次的洗涤测
试后光热效应温度下降至32.5℃。可以看出由于织物表面没有hdtms和sio2杂化物的包裹，水洗会使织物表面的石墨烯物质脱落，导致织物光热效应性能不断减弱。
[0133]
综上，本发明的被动辐射加热材料，其优异的性能不仅有助于提升人们的穿着舒适度和健康，而且有助于能源节约和环境可持续发展。本发明实施例1的被动辐射加热材料至少具有以下优点：
[0134]
1)采用气泡搅拌法制备疏水石墨烯织物增强织物辐射热吸收并在单侧采用磁控溅射技术镀金属铝层抑制人体热辐射散失，实现具有户外人体被动加热性能织物。
[0135]
2)探究被动辐射加热织物的热管理性能，在光照条件下测试织物覆盖模拟皮肤计算热储存值，结果显示相比普通涤纶织物，加热织物具有优异的热储存性能，可以有效实现户外人体加热。
[0136]
3)探究被动辐射加热织物的耐洗性对织物光热效应的影响。结果表明，被动辐射加热织物经过50次耐水洗测试后，光热效应温度展现非显著下降。说明被动热辐射加热织物具有优异的耐久性。
[0137]
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种被动辐射加热材料，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的一种被动辐射加热材料，其特征在于：所述红外辐射反射层包括铝层、银层和钛层中的至少一层。3.根据权利要求1所述的一种被动辐射加热材料，其特征在于：所述疏水石墨烯的原料包括以下组分：石墨烯、正硅酸四乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷。4.根据权利要求1所述的一种被动辐射加热材料，其特征在于：所述被动辐射加热材料在7-14μm的辐射波长范围内的反射率大于90％。5.一种制备如权利要求1至4任一项所述的一种被动辐射加热材料的方法，其特征在于：包括以下步骤：s1混合纤维材料、正硅酸四乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷于石墨烯溶液中，加入氨水溶液，经反应，得到改性纤维材料；s2在改性纤维材料表面设红外辐射反射层，得到所述被动辐射加热材料。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述正硅酸四乙酯、十六烷基三甲氧基硅烷的体积浓度比为4-8：5-10。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述石墨烯溶液的浓度为1.0-2.0mg/ml。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述氨水溶液的体积百分比为10-20v/v％。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤s2中，采用磁控溅射法在改性纤维材料表面设红外辐射反射层。10.一种织物，其特征在于：包括权利要求1至4任一项所述的一种被动辐射加热材料。

技术总结
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。提高了石墨烯在在织物表面的牢度。


技术研发人员：黄钢 赵瑞溪 王健 梅嘉怡 魏炎林 林耿宇 李峥嵘
受保护的技术使用者：五邑大学
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/8/6