本發(fā)明屬于功能面料領(lǐng)域，尤其是涉及一種具有隔熱保暖雙功能的稀土基面料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、冬季現(xiàn)代帳篷面料的發(fā)展趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)多功能性，以滿足不同環(huán)境條件下的使用需求。特別是在戶外活動(dòng)中，帳篷不僅要防風(fēng)、防雨，還要根據(jù)季節(jié)變化提供保暖或隔熱功能。目前市場(chǎng)上的帳篷多集中在單一功能，如冬季專用的保暖帳篷或夏季專用的隔熱帳篷，不能同時(shí)滿足冬夏季節(jié)的需求。

2、例如，專利cn?105128433?b提供了一種具有防寒耐凍功能的帳篷布料，該布料采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有吸熱層和保溫層，有效阻擋寒冷氣候?qū)づ駜?nèi)部的影響。然而，該布料在夏季高溫環(huán)境下的隔熱效果有限，容易導(dǎo)致帳篷內(nèi)部過熱。另外，專利cn?116080161?b則介紹了一種阻燃防紫外線遮陽篷布，該布料通過特殊的涂層和反射層設(shè)計(jì)來防止紫外線的穿透，適用于夏季使用。然而，該材料在冬季低溫環(huán)境下的保暖性能不足，無法有效保持帳篷內(nèi)部的溫度。

3、針對(duì)上述問題，急需開發(fā)一種新型帳篷面料，能夠?qū)崿F(xiàn)保暖和隔熱的雙重功能，適應(yīng)四季變化，減少戶外愛好者更換帳篷的頻率和成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提出一種具有隔熱保暖雙功能的稀土基面料及其制備方法和應(yīng)用。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種具有隔熱保暖雙功能的稀土基面料，所述稀土基面料包括a面和b面，所述a面為由包括發(fā)射隔熱漿料和高分子聚合物為原料制備而得發(fā)射隔熱纖維層，所述b面為由包括吸熱漿料和高分子聚合物為原料制備而得吸熱纖維層；所述發(fā)射隔熱漿料中包括稀土摻雜六鈦酸鉀和鈦酸鹽，所述吸熱漿料中包括稀土與鎢共摻雜的二氧化釩。

4、優(yōu)選地，所述稀土摻雜六鈦酸鉀的結(jié)構(gòu)式為remk2-3mti6o13，其中，re為稀土元素，選自鑭、鈰、釔、銪中的一種或幾種，0.01<m≤0.2。

5、優(yōu)選地，所述稀土摻雜六鈦酸鉀的制備方法包括如下步驟：

6、（1）將碳酸鉀、二氧化鈦和第一稀土源按照摩爾比混合；

7、（2）將混合物在行星球磨機(jī)中以去離子水為介質(zhì)球磨6-24h，然后在80-110℃的溫度下干燥10-24h；

8、（3）將干燥后的混合物在馬弗爐中以800-1200℃的溫度煅燒6-48h，得到稀土摻雜六鈦酸鉀粉體。

9、優(yōu)選地，所述第一稀土源為稀土碳酸鹽或者稀土氯化物，其中的稀土碳酸鹽選自碳酸鑭、碳酸鈰、碳酸釔、碳酸銪中的一種或兩種以上的混合物；稀土氯化物選自氯化鑭、氯化鈰、氯化釔、氯化銪中的一種或兩種以上的混合物。

10、優(yōu)選地，所述鈦酸鹽為鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鋅中的一種或兩種以上的混合物。

11、優(yōu)選地，所述發(fā)射隔熱漿料由包括如下重量份數(shù)的組份制備而得：

12、20-50質(zhì)量份稀土摻雜六鈦酸鉀粉體、20-40質(zhì)量份鈦酸鹽粉體、50-80質(zhì)量份分散介質(zhì)、5-20質(zhì)量份表面活性劑、1-5質(zhì)量份抗老化劑、0.5-2質(zhì)量份消泡劑。

13、優(yōu)選地，所述發(fā)射隔熱漿料的制備方法包括如下步驟：

14、將稀土摻雜六鈦酸鉀粉體、鈦酸鹽粉體、分散介質(zhì)、表面活性劑、抗老化劑、消泡劑混合后用分散機(jī)分散均勻，再超聲1h-5h后放入砂磨機(jī)中砂磨3-8h得到粒度d90為200-500nm的發(fā)射隔熱漿料。

15、優(yōu)選地，所述稀土與鎢共摻雜的二氧化釩的結(jié)構(gòu)式為rexwyvzo2，其中，re為稀土元素，選自鑭、鈰、釹中的一種或幾種，0.01<x<0.2，0.01<y≤0.02，0.75<z<1。

16、優(yōu)選地，所述稀土與鎢共摻雜的二氧化釩的制備方法包括如下步驟：

17、a、將五氧化二釩、鎢酸銨、第二稀土源按摩爾比加入到去離子水和無水乙醇的混合溶液中，再加入酸調(diào)節(jié)溶液ph到4-6；

18、b、將步驟a的混合溶液進(jìn)行超聲處理0.5-2h后，將混合溶液轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中以180-240℃反應(yīng)24-72h；

19、c、經(jīng)洗滌后在80-100℃的溫度下干燥10-16h，再放入通有氬氣的管式爐中以450-700℃煅燒2-4h，出料得到稀土和鎢共摻雜的二氧化釩粉體。

20、優(yōu)選地，所述第二稀土源為稀土碳酸鹽或者稀土氯化物，其中的稀土碳酸鹽選自碳酸鑭、碳酸鈰、碳酸釹中的一種或兩種以上的混合物；稀土氯化物選自氯化鑭、氯化鈰、碳酸釹中的一種或兩種以上的混合物。

21、優(yōu)選地，所述吸熱漿料由包括如下重量份數(shù)的組份制備而得：

22、10-50質(zhì)量份稀土和鎢共摻雜的二氧化釩粉體、50-80質(zhì)量份分散介質(zhì)、5-15質(zhì)量份表面活性劑、1-5質(zhì)量份抗老化劑、0.5-2質(zhì)量份消泡劑。

23、優(yōu)選地，所述吸熱漿料的制備方法包括如下步驟：

24、將吸熱漿料、分散介質(zhì)、表面活性劑、抗老化劑、消泡劑混合后用分散機(jī)分散均勻，再超聲1-5h后放入砂磨機(jī)中砂磨4-9h得到粒度d90為200-500nm的吸熱漿料。

25、優(yōu)選地，所述發(fā)射隔熱漿料和吸熱漿料中的分散介質(zhì)均獨(dú)立地選自去離子水、異丙醇、乙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯中一種或兩種以上的混合物。

26、優(yōu)選地，所述發(fā)射隔熱漿料和吸熱漿料中的表面活性劑均獨(dú)立地選自十二烷基硫酸鈉、硅烷偶聯(lián)劑kh560、聚乙二醇、聚丙烯酸鈉、羧甲基纖維素鈉、烷基聚葡萄糖苷中的一種或兩種以上的混合物。

27、優(yōu)選地，所述發(fā)射隔熱漿料和吸熱漿料中的抗老化劑均獨(dú)立地選自丁基羥基茴香醚、雙(2,2,6,6-四甲基哌啶)脫氫醋酸、2-羥基-4-甲氧基苯基苯三酮中一種或兩種以上的混合物。

28、優(yōu)選地，所述發(fā)射隔熱漿料和吸熱漿料中的消泡劑均獨(dú)立地選自byk111、df?892、foamstar?a10中一種或兩種以上的混合物。

29、優(yōu)選地，所述高分子聚合物為聚對(duì)苯二甲酸丁二酯（pbt）、聚氨酯（pu）、對(duì)苯二甲酸乙二酯（pet）、聚苯乙烯（ps）中一種或兩種以上的混合物。

30、第二方面，本發(fā)明還提供了上述具有隔熱保暖雙功能的稀土基面料的制備方法，包括如下步驟：

31、s1、將30-60質(zhì)量份發(fā)射隔熱漿料和50-80質(zhì)量份高分子聚合物經(jīng)熱混，造粒，紡絲制備得到發(fā)射隔熱纖維；

32、s2、將由10-60質(zhì)量份吸熱漿料和40-80份高分子聚合物經(jīng)熱混，造粒，紡絲制備得到吸熱纖維；

33、s3、將發(fā)射隔熱纖維和吸熱纖維分別經(jīng)織機(jī)織造成布料，并通過熱壓制備得到具有隔熱保暖雙功能的稀土基面料。

34、優(yōu)選地，所述步驟s1的具體步驟為：將發(fā)射隔熱漿料、高分子聚合物在熱混機(jī)中加熱混合去除掉混合物中的水分，使其含水量不高于200ppm，再將其放入雙螺桿造粒機(jī)中，經(jīng)高溫熔融擠出造粒得到發(fā)射隔熱功能母粒；發(fā)射隔熱功能母粒在熔融紡絲機(jī)中噴出后經(jīng)冷凝、卷繞兩道工序，得到發(fā)射隔熱纖維。

35、優(yōu)選地，所述步驟s2的具體步驟為：將吸熱漿料、高分子聚合物在熱混機(jī)中加熱混合去除掉混合物中的水分，使其含水量不高于200ppm，再將其放入雙螺桿造粒機(jī)中，經(jīng)高溫熔融擠出造粒得到吸熱功能母粒；吸熱功能母粒在熔融紡絲機(jī)中噴出后經(jīng)冷凝、卷繞兩道工序，得到吸熱纖維。

36、優(yōu)選的，所述步驟s1和步驟s2中高溫熔融溫度獨(dú)立地選自220-260℃。

37、第三方面，本發(fā)明還提供了上述具有隔熱保暖雙功能的稀土基面料在制備戶外帳篷中的應(yīng)用。

38、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)：

39、（1）六鈦酸鉀具有優(yōu)良的可見光反射率，稀土離子具有獨(dú)特4f價(jià)電子結(jié)構(gòu)，通過稀土摻雜能夠提高六鈦酸鉀在近紅外波段的反射率以此達(dá)到優(yōu)異的可見-近紅外全波段反射率。二氧化釩是一種相變材料，在68°c溫度下在半導(dǎo)體低溫相和金屬高溫相之間經(jīng)歷可逆金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變，通過稀土離子和鎢離子的摻雜能夠降低二氧化釩的相變溫度到室溫同時(shí)提高它的近紅外屏蔽性能。

40、（2）本發(fā)明面料中的a面由稀土摻雜的六鈦酸鉀和鈦酸鹽為功能粉體制備的發(fā)射隔熱纖維織造而成，發(fā)射隔熱纖維具有良好的可見-近紅外光反射率及遠(yuǎn)紅外發(fā)射率，b面由稀土和鎢共摻雜的二氧化釩為功能粉體制備的吸熱纖維織造而成，吸熱纖維具有高的可見-近紅外吸收率及低的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率。

41、（3）當(dāng)戶外溫度高時(shí)，a面的發(fā)射隔熱纖維層朝外能阻擋大部分可見-近紅外波段的能量，同時(shí)以遠(yuǎn)紅外線的形式將熱量輻射出去，起到絕熱降溫的作用，且b面的吸熱纖維層能吸收帳篷內(nèi)部的熱量集中在纖維中以降低帳篷內(nèi)的溫度，經(jīng)與普通雙層面料的對(duì)比能降低4.3℃；當(dāng)戶外溫度較低時(shí)，b面的吸熱纖維層朝外，能夠吸收可見-近紅外光中的能量轉(zhuǎn)化為熱能儲(chǔ)存在纖維中，同時(shí)a面發(fā)射隔熱纖維層能夠?qū)⑷梭w散發(fā)出來的熱量以遠(yuǎn)紅外線的形式輻射向人體，減少熱量的流失，保持帳篷內(nèi)部環(huán)境的溫度，經(jīng)與普通雙層面料的對(duì)比能提升6.7℃。

42、（4）本發(fā)明面料中添加表面活性劑一方面可以在砂磨過程中起到分散劑的作用，另一方面也可以提高無機(jī)功能粒子與高分子化合物的親和力和相容性，保持纖維強(qiáng)力的同時(shí)，賦予纖維功能性。

43、（5）本發(fā)明所述的具有隔熱保暖雙功能面料能夠適應(yīng)冬、夏季節(jié)變化，也能適應(yīng)日間、夜間多種場(chǎng)合的使用，提供隔熱保暖或者阻熱降溫的效果，應(yīng)用范圍廣。