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CN118814307A - 一种被动式降温纤维材料及织物的制备方法 - Google Patents

一种被动式降温纤维材料及织物的制备方法 Download PDF

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CN118814307A
CN118814307A CN202411098247.1A CN202411098247A CN118814307A CN 118814307 A CN118814307 A CN 118814307A CN 202411098247 A CN202411098247 A CN 202411098247A CN 118814307 A CN118814307 A CN 118814307A
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CN
China
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passive cooling
fiber material
nano particles
refractive index
cooling fiber
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Application number
CN202411098247.1A
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Inventor
陶光明
杨麦萍
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Wuhan Xinrunxing Material Technology Co ltd
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Wuhan Xinrunxing Material Technology Co ltd
Huazhong University of Science and Technology
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Abstract

本申请涉及一种被动式降温纤维材料及织物的制备方法，通过不消耗常规能源、直接调节其表面的能量吸收与耗散进行自发被动式降温。其包括下述步骤：将高折射率无机微纳颗粒、改性剂和聚合物基底混合制得复合材料母粒，然后在纺丝组件中复合挤出成型，经卷绕后得到被动式降温纤维材料。本申请采用熔融纺丝的方法，利用改性剂有效调控高折射率无机微纳颗粒在纤维内部的分散程度，即微纳米颗粒聚集体的尺寸和分布，从而改变纤维的光学性质和力学性能，最终得到具有太阳辐射精准调控功能的被动式降温纤维材料。本申请所提出的被动式降温纤维材料及其制得的织物具备优异的被动式降温性能和机械性能，同时具有大规模批量制备、成本低、生产效率高的优点。

Description

一种被动式降温纤维材料及织物的制备方法
技术领域
本申请涉及功能纺织品领域，特别涉及一种被动式降温纤维材料及织物的制备方法。
背景技术
全球变暖引发一系列严重的环境问题，如极端天气、海平面上升、森林火灾、物种灭亡等，对社会经济可持续发展带来严重挑战。据欧盟哥白尼气候变化服务中心(CCCS)报道，2023年全球气温创历史新高，全球平均气温比工业化前高出前所未有的1.48摄氏度，并且很有可能在2024年首次升温超过1.5摄氏度的升温阈值。高温对人们的生命健康造成了严重的危害：2000年至2019年间，估计全球每年因高温死亡的人数约为48.9万人。因此，及时采取预防措施，避免高温天气对人体带来的危害，是很有必要的。
但是，对于户外工作和活动人群，一方面难以随身携带空调、风扇等有源制冷设备，另一方面无法避免吸收大量的太阳辐射热量，导致人们的日间降温仍然存在巨大的挑战。被动降温材料利用其对太阳光(0.3-2.5μm)的高反射率和在大气窗口(8～13μm)的中红外高发射率，将热量从大气窗口辐射至外太空，进而达到降温的效果且不需要任何能量输入。
然而，从现有的公开报道来看，在户外太阳直射的条件下，很多被动降温器件尚未满足良好可穿戴性能和高效被动式降温的要求。织物由于其优异的透气性、柔软性和可穿戴舒适性，成为唯一一种可用于人们户外被动式降温的器件形态，但是对纤维、纱线和织物进行改性以实现被动式降温的例子仍有限，已有的研究主要关注于以下几个方面：
专利文献1中公开了一种高效辐射降温纤维的制备方法，首先将聚合物熔体挤出成型后冷却得到初生纤维，然后采用含核壳结构辐射降温颗粒的改性浆料对出生纤维进行喷涂改性，最后经上油后经纺丝、拉伸、卷绕后得到高效辐射降温纤维。上述发明通过核壳结构辐射降温颗粒壳层对人体辐射的远红外线的向外辐射，以及内核对外界可见光和近红外光的反射相结合，从而使其织物具有辐射降温的效果。但是喷涂的改性浆料在后续牵伸、机械摩擦时可能发生脱落等问题，影响降温效果和使用感受。
专利文献2中提出了一种辐射制冷功能层、辐射制冷面料及其制备方法。其中辐射制冷面料包括柔性基材层和辐射制冷功能层。辐射制冷功能层由辐射制冷功能树脂和由辐射制冷功能粉料组成，具有较高的辐射制冷效率，可有效扩展辐射制冷面料的应用场景。不过该方法涉及的辐射制冷层必然会影响织物固有的透气、透湿、悬垂性等，不适用于服用性织物面料的制备。
专利文献3中提出了一种有色被动辐射制冷织物。通过多层功能涂层组合使得商用纤维和织物具备了较高的可见-近红外可见光反射和中红外大气窗口(8～13μm)辐射，进而实现在太阳辐照下的高效辐射制冷。同时，最外层用有色涂层涂覆使织物具有丰富多彩的效果，使其应用领域更加广泛。但是该发明的纤维仅表面覆有功能涂层，不涉及纤维材料制备过程中的结构设计和工艺方面的创新。
专利文献4中提出了一种可调控光谱的辐射制冷生物质材料及其制备方法。将纤维素原料溶解于有机溶剂中，并加入致孔剂及表面活性剂，经常温搅拌后将乳液通过浇筑或涂布的方式制备得到辐射制冷生物质材料。该材料具有优异的辐射制冷性能，通过材料孔径的设计对其光学特性进行有效调控。该方式在辐射制冷织物领域的应用有限，且在制备过程中用到大量有机溶剂，对环境和工作人员的健康有影响，不适合大规模制备。
专利文献5中提出了一种超疏水日间被动辐射制冷织物。该织物由纤维织物和日间被动辐射涂层和超疏水涂层组成，其中日间被动辐射涂层为磷酸铝辐射粒子涂层。此外，最外层的超疏水涂层使该纤维织物具有良好的防污自清洁作用。但是多层涂层叠加会一方面造成织物厚重，影响其原有的亲肤性和舒适性，另一方面在日常穿着使用过程中易磨损脱落，影响辐射降温效果。
目前的具有被动式降温功能的纤维和织物的研究主要集中在被动辐射制冷涂层，通过具有高太阳辐照反射率和高中红外波段发射率的涂层来实现最终织物的有效降温。然而，采用额外涂层的被动式降温织物的穿戴舒适性较差，且大多数存在不透气、闷汗等问题，难以用于制作真正的服用面料。因此，需要从纤维的结构设计、材料选择和制备工艺入手，制备具有太阳辐射精准调控功能和良好机械性能的的被动式降温光学超材料纤维，并经过纺纱、织造、后整理等处理，最终得到兼具宽光谱调控和可穿戴舒适性的被动式降温织物。
现有技术文献
专利文献1：CN 111576044 B公开文本
专利文献2：CN 110777543 B公开文本
专利文献3：CN 115365097 B公开文本
专利文献4：CN 115521498 B公开文本
专利文献5：CN 111607983 B公开文本。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供了一种被动式降温纤维材料及织物的制备方法，通过高折射率无机微纳颗粒选择、改性剂选择、聚合物基底选择、纤维结构设计、纱线结构设计以及织物结构设计制作，得到具有太阳辐射精准调控功能的被动式降温纤维材料和织物。其中，采用熔融纺丝的方法，利用改性剂有效调控高折射率无机微纳颗粒在纤维内部的分散程度，从而改变纤维的光学性质和力学性能，最终实现被动式降温纤维材料和织物的光学性能的有效调控。
本申请的具体技术方案如下：
项1.一种被动式降温纤维材料，包括高折射率无机微纳颗粒、改性剂以及聚合物基底材料；
其中所述高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.02-5μm，
所述改性剂与所述高折射率无机微纳颗粒的质量比为：1:1-1:100，优选为1:2.5-1:10，更优选为1:6.7-1:10；
所述高折射率无机微纳颗粒占所述被动式降温纤维材料的质量分数为0.5％-30％；优选为2.0％-20％；更优选为5.0％-20％；
所述改性剂占所述被动式降温纤维材料质量分数为0％-15％；优选为0.2％-2.0％；更优选为1.0％-2.0％。
项2.根据项1所述的被动式降温纤维材料，其中所述高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.2-2.0μm，优选为0.2-0.8μm。
项3.根据项1所述的被动式降温纤维材料，其中，所述被动式降温纤维材料的直径范围为10μm-80μm，优选为10-30μm，更优选为10-20μm。
项4.根据项1所述被动式降温纤维材料，其中，所述聚合物基底材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)、聚烯烃、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚甲醛、聚乙烯(PO)中的任意一种或两种以上；
优选地，所述聚合物基底材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚乳酸(PLA)；
所述高折射率无机微纳颗粒选自二氧化钛、硫化锌、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化锌、六方氮化硼、硅酸铝、硫酸钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铝、碳酸镁、碳酸钡和硫酸钙中的任意一种或两种及以上；
优选地，所述高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.02-5μm，优选为0.2-2.0μm，更优选为0.2-0.8μm；
优选地，所述高折射率无机微纳颗粒为二氧化钛或氧化锌；
所述改性剂选自十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、中等分子量聚乙烯(PE)、邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、脂肪酸酯、苯多酸酯、多元醇酯、环氧烃类、烷基磺酸酯中的任意一种或两种及以上；
优选地，所述改性剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛；
更优选地，所述改性剂为聚乙烯醇，所述聚乙烯醇的动力粘度为5-120mPa.s。
项5.一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括：
将高折射率无机微纳颗粒、改性剂和聚合物基底重量比例混合，制得复合材料母粒；
将所述复合材料母粒在纺丝组件中复合挤出成型，经卷绕后得到被动式降温纤维材料。
项6.根据项5所述的方法，其中，
所述高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.02-5μm，
所述改性剂与所述高折射率无机微纳颗粒的质量比为：1:1-1:100，优选为1:2.5-1:10，更优选为1:6.7-1:10；
所述高折射率无机微纳颗粒占所述被动式降温纤维材料的质量分数为0.5％-30％；优选为2.0％-20％；更优选为5.0％-20％；
所述改性剂占所述被动式降温纤维材料质量分数为0％-15％；优选为0.2％-2.0％；更优选为1.0％-2.0％。
项7.根据项5所述的方法，其中，所述高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.2-2.0μm，优选为0.2-0.8μm。
项8.根据项5所述的方法，其中，所述被动式降温纤维材料的直径范围为10μm-80μm，优选为10-30μm，更优选为10-20μm。
项9.根据项5-8中任一项所述的方法，其中，所述聚合物基底材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)、聚烯烃、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚甲醛、聚乙烯(PO)中的任意一种或两种以上；
优选地，所述聚合物基底材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚乳酸(PLA)；
所述高折射率无机微纳颗粒选自二氧化钛、硫化锌、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化锌、六方氮化硼、硅酸铝、硫酸钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铝、碳酸镁、碳酸钡和硫酸钙中的任意一种或两种及以上；
优选地，所述机微纳颗粒的粒径为0.03-5μm，优选为0.2-2.0μm，更优选为0.2-0.8μm；
优选地，所述高折射率无机微纳颗粒为二氧化钛或氧化锌；
所述改性剂选自十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、中等分子量聚乙烯(PE)、邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、脂肪酸酯、苯多酸酯、多元醇酯、环氧烃类、烷基磺酸酯中的任意一种或两种及以上；
优选地，所述改性剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛；
更优选地，所述改性剂为聚乙烯醇，所述聚乙烯醇的动力粘度为5-120mPa.s。
项10.根据项5-8中任一项所述的方法，其中利用选自熔融纺丝法、湿法纺丝法、热拉制法、静电纺丝法、熔喷纺丝法中的一种或两种以上，优选利用熔融纺丝法或热拉制法，将所述复合材料母粒制备成所述被动式降温纤维材料。
项11.根据项10所述的方法，其中，所述被动式降温纤维材料为长丝和/或短纤。
项12.一种被动式降温纤维材料织物，其中，采用如项5～11中任一项所述的制备方法制备得到的被动式降温纤维材料进行纺纱、编织、热定型等工序得到。
本申请的被动式降温纤维材料及织物的制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
1、本申请被动式降温纤维材料的制备方法，由高折射率无机微纳颗粒、改性剂和聚合物基底制备得到，聚合物基底材料保证纤维具备良好的机械加工性能和柔韧性，可满足后续规模化纺纱、织造、后整理的要求；具有不同折射率的无机微纳颗粒均匀分布于聚合物基底材料内部，并利用改性剂有效调控高折射率无机微纳颗粒在纤维内部的分散程度，即纳米颗粒聚集体的尺寸和分布，从而改变纤维的光学性质和力学性能，最终得到具有太阳辐射精准调控功能的被动式降温纤维材料；
本申请的织物，基于纤维、纱线和织物的光学结构和材料设计从而产生太阳辐照波段的选择性光学响应，从而实现对太阳辐射的引导和操纵，针对太阳辐照、织物与人体皮肤三者的光学相互作用进行光谱调控从而实现高效的波段太阳辐射管理，具有大规模批量制备、成本低、生产效率高的优点。
附图说明
图1为被动式降温纤维材料中的纳米颗粒分散性优化示意图。
图2为实施例4得到的被动式降温纤维材料的SEM图。
图3为实施例4得到的被动式降温纤维材料经纺纱得到的纱线SEM图。
图4为实施例4得到的熔融纺丝被动式降温光学超材料织物的反射率数据图。
图5为实施例4得到的熔融纺丝被动式降温光学超材料织物实物照片。
具体实施方式
下面对本申请的具体实施方式进行详细描述，但应当理解，这些实例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下面实例中未注明具体实验条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件操作。
除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的成分或组成部分，而并未排除其他成分或其它组成部分。
第一方面，本申请提供了一种被动式降温纤维材料，包括高折射率无机微纳颗粒、改性剂以及聚合物基底材料。
本申请中的被动式降温是通过对太阳能辐射和热辐射进行有选择、合理的利用，通过不消耗常规能源、直接调节其表面的能量吸收与耗散进行自发被动式降温，达到降温或减少冷负荷的目的。
本申请中的“被动式降温纤维材料的直径”是指单个被动式降温纤维材料的直径，对于被动式降温纤维材料的直径可通过扫描电子显微镜(SEM)拍摄图像，按照比例尺从图像中测量计算得到，电镜图像中直接测量所得的直径即可作为被动式降温纤维材料的直径。直径为10μm-80μm的被动式降温纤维材料可以是例如直径为10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm等的被动式降温纤维材料；优选地，被动式降温纤维材料的直径为10-30μm，更优选为10-20μm。
在一个具体实施方式中，高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.02-5μm，例如可以为0.02μm、0.03μm、0.04μm、0.05μm、0.06μm、0.07μm、0.08μm、0.09μm、0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.2μm、1.4μm、1.6μm、1.8μm、2.0μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、3.0μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm、4.0μm、4.2μm、4.4μm、4.6μm、4.8μm、5.0μm等；优选地，高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.2-2.0μm，例如可为0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.2μm、1.4μm、1.6μm、1.8μm、2.0μm等；更优选地，为0.2-0.8μm。本申请中，高折射率无机微纳颗粒的粒径是指通过动态光散射法检测得到的平均粒径。
在一个具体实施方式中，改性剂与高折射率无机微纳颗粒的质量比为：1:1-1:100，例如可以为1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19、1:20、1:30、1:35、1:40、1:45、1:50、1:55、1:60、1:65、1:70、1:75、1:80、1:85、1:90、1:95、1:100等；优选地，改性剂与高折射率无机微纳颗粒的质量比为：1:2.5-1:10，更优选为1:6.7-1:10。
在一个具体实施方式中，高折射率无机微纳颗粒以不同聚集状态分散在被动式降温纤维材料内部，占被动式降温纤维材料的质量分数为0.5％-30％；例如可以为0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、5.5％、6.0％、6.5％、7.0％、7.5％、8.0％、8.5％、9.0％、9.5％、10.0％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％等；优选地，高折射率无机微纳颗粒占被动式降温纤维材料的质量分数为2.0％-20％；更优选为5.0％-20％。
在一个具体实施方式中，改性剂占被动式降温纤维材料质量分数为0％-15％，例如可以为0％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2.0％、3.0％、4.0％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％、9.0％、10％、11％、12％、13％、14％、15％等；优选地，改性剂占被动式降温纤维材料质量分数为0.2％-2.0％；更优选为1.0％-2.0％。
在一个具体实施方式中，聚合物基底材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)、聚烯烃、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚甲醛、聚乙烯(PO)中的任意一种或两种以上；
优选地，聚合物基底材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚乳酸(PLA)。
在一个具体实施方式中，高折射率无机微纳颗粒选自二氧化钛、硫化锌、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化锌、六方氮化硼、硅酸铝、硫酸钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铝、碳酸镁、碳酸钡和硫酸钙中的任意一种或两种及以上；
优选地，高折射率无机微纳颗粒为二氧化钛或氧化锌；更优选地，高折射率无机微纳颗粒为二氧化钛，其中二氧化钛的粒径为0.02-5μm；优选地，二氧化钛的粒径为0.2-2.0μm；更优选地，为0.2-0.8μm。
在一个具体实施方式中，改性剂选自十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、中等分子量聚乙烯(PE)、邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、脂肪酸酯、苯多酸酯、多元醇酯、环氧烃类、烷基磺酸酯中的任意一种或两种及以上；
优选地，改性剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛；
更优选地，改性剂为聚乙烯醇，聚乙烯醇的动力粘度为5-120mPa.s，例如可以为5mPa.s、15mPa.s、20mPa.s、25mPa.s、30mPa.s、35mPa.s、40mPa.s、50mPa.s、60mPa.s、70mPa.s、80mPa.s、90mPa.s、100mPa.s、110mPa.s、120mPa.s等。
第二方面，本申请提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括：
将高折射率无机微纳颗粒、改性剂和聚合物基底重量比例混合，制得复合材料母粒；
将复合材料母粒在纺丝组件中复合挤出成型，经卷绕后得到被动式降温纤维材料。
在一个具体实施方式中，将高折射率无机微纳颗粒、改性剂和聚合物基底按预定比例共混熔融挤出，得到初步光学超材料母粒；将该初步光学超材料母粒通过二次熔融挤出得到光学超材料母粒；
将该光学超材料母粒加热熔融，通过喷丝孔喷出，在空气中冷却固化形成纤维，卷绕后得到初生光学超材料长丝；
将初生光学超材料长丝进行沿长丝方向的多次加热牵伸、热定型、卷绕后得到光学超材料长丝；或
将光学超材料长丝进行加热、卷曲、切断制得被动式降温纤维材料。
其中，被动式降温纤维材料包括长丝和短纤。
其中，高折射率无机微纳颗粒在太阳辐照波段(0.3-2.5μm)的折射率需要高于聚合物基底的折射率(一般为1.3～1.65)范围为1.0≤△n≤11.0，优选范围为2.0≤△n≤6.0。
在一个具体实施方式中，高折射率无机微纳颗粒以不同聚集状态分散在被动式降温纤维材料内部，占被动式降温纤维材料质量分数为0.5％-30％，例如可以为0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、5.5％、6.0％、6.5％、7.0％、7.5％、8.0％、8.5％、9.0％、9.5％、10.0％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％等；优选地，高折射率无机微纳颗粒占被动式降温纤维材料的质量分数为2.0％-20％；更优选为5.0％-20％。
在一个具体实施方式中，高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.02-5μm，例如可以为0.02μm、0.03μm、0.04μm、0.05μm、0.06μm、0.07μm、0.08μm、0.09μm、0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.2μm、1.4μm、1.6μm、1.8μm、2.0μm、2.2μm、2.4μm、2.6μm、2.8μm、3.0μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm、4.0μm、4.2μm、4.4μm、4.6μm、4.8μm、5.0μm等；优选地，高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.2-2.0μm，例如可为0.2μm、0.3μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1.0μm、1.2μm、1.4μm、1.6μm、1.8μm、2.0μm等；更优选地，为0.2-0.8μm。
在一个具体实施方式中，高折射率无机微纳颗粒选自二氧化钛、硫化锌、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化锌、六方氮化硼、硅酸铝、硫酸钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铝、碳酸镁、碳酸钡和硫酸钙中的任意一种或两种及以上；
优选地，高折射率无机微纳颗粒为二氧化钛或氧化锌；更优选地，高折射率无机微纳颗粒为二氧化钛，其中二氧化钛的粒径为0.02-5μm；优选地，二氧化钛的粒径为0.2-2.0μm；更优选地，为0.2-0.8μm。
在一个具体实施方式中，被动式降温纤维材料丝径范围为10μm-80μm，优选为10-30μm，更优选为10-20μm。
在一个具体实施方式中，改性剂选自十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯醇(PVA，选用动力粘度较小的种类：范围为5-120mPa.s)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB，选用动力粘度较小的种类：范围为5-120mPa.s)、中等分子量聚乙烯(PE)、邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、脂肪酸酯、苯多酸酯、多元醇酯、环氧烃类、烷基磺酸酯中的任意一种或两种及以上；
优选地，改性剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛；
更优选地，改性剂为聚乙烯醇，聚乙烯醇的动力粘度为5-120mPa.s，例如可以为5mPa.s、15mPa.s、20mPa.s、25mPa.s、30mPa.s、35mPa.s、40mPa.s、50mPa.s、60mPa.s、70mPa.s、80mPa.s、90mPa.s、100mPa.s、110mPa.s、120mPa.s等；
优选地，改性剂均匀分散于被动式降温纤维材料中，占被动式降温纤维材料质量分数为0％-15％，例如可以为0％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2.0％、3.0％、4.0％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％、9.0％、10％、11％、12％、13％、14％、15％等；优选地，改性剂占被动式降温纤维材料质量分数为0.2％-2.0％；更优选为1.0％-2.0％。
在一个具体实施方式中，聚合物基底材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)、聚烯烃、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚甲醛、聚乙烯(PO)中的任意一种或两种以上。优选地，聚合物基底材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚乳酸(PLA)；
优选地，聚合物基底材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚乳酸(PLA)。
在一个具体实施方式中，卷绕速度为150m/min～1100m/min。
在一个具体实施方式中，初生长丝进行加热牵伸具体包括：初生长丝沿长丝方向依次经过第一加热辊、第二加热辊并被拉伸，其中，第一加热辊的温度为70～120℃，第二加热辊的温度为110～150℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为130～200m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为650～750m/min；牵伸倍数为1～10倍。
在一个具体实施方式中，利用选自熔融纺丝法、湿法纺丝法、热拉制法、静电纺丝法、熔喷纺丝法中的一种或两种以上，优选利用熔融纺丝法或热拉制法，将复合材料母粒制备成被动式降温纤维材料。
第三方面，本申请还提供一种被动式降温纤维材料织物。采用如上面所述的制备方法制备得到的被动式降温纤维材料进行纺纱、编织、热定型等工序得到。
实施例
为了更好的说明本申请的技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本申请作进一步说明。本申请未详细说明的工艺参数、原料等均按照本领域常规技术手段进行。
下述实施例中，利用UV-VIS-NIR分光光度计结合积分球测试熔融纺丝被动式降温光学超材料织物在太阳辐射(0.3-2.5μm)波段的发射率；利用扫描电镜对被动式降温纤维材料和纱线的形貌进行测试。下述实施例中，各原料名称和来源如下：
聚对苯二甲酸乙二酯(购买自广东泰宝聚合物有限公司，型号RAMAPET HVL3012)
二氧化钛纳米颗粒(购买自上海亮江钛白化工制品有限公司)
聚乙烯醇(购买自可乐丽国际贸易(上海)有限公司)
聚乙烯醇缩丁醛(购买自可乐丽国际贸易(上海)有限公司)
实施例1
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、32g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为2.0％、二氧化钛质量分数为2.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例2
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、80g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为2.0％、二氧化钛质量分数为5.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例3
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的48g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为3.0％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例4
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为2.0％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例5
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的16g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为1.0％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例6
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的3.2g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为0.2％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例7
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、480g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为2.0％、二氧化钛质量分数为30.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例1～7中织物的性能结果如下表1所示。
表1实施例1～7中纤维、纱线和织物的性能
*聚乙烯醇和二氧化钛的占比均为其与高分子基材的质量比。
经对比，实施例4所用的聚乙烯醇、二氧化钛含量所得的纤维、纱线和织物机械性能和反射率最佳，因此作为最优选的调控工艺，并用于后续实施例。实施例1、2、4、7对比可以发现在聚乙烯醇占比一定的条件，随着二氧化钛占比的升高，纤维、纱线和织物的断裂强度有一定程度的下降，而太阳光波段反射率在逐渐增加。这是因为掺杂二氧化钛的浓度增加，影响了纤维内部高分子之间的相互作用力，但是同时提高了纤维表面和内部的太阳光散射。但是当二氧化钛含量高达30％时，由于二氧化钛含量过高，导致得到的纤维强力过低，难以进行纺纱和织造。实施例3-6对比可以发现在二氧化钛浓度一定的情况下，随着聚乙烯醇占比减小，纤维断裂强度呈先增大后减小的趋势。这是因为聚乙烯醇占比为3.0％时，含量过高，在提高二氧化钛分散性的同时过多削弱了高分子之间的相互作用力，且减小了二氧化钛在整体纤维中的含量。当聚乙烯醇含量占比为0.2％时，含量过低，对纤维中的二氧化钛分散性提高效果不明显，导致大量二氧化钛团聚，对其纤维、纱线和织物的机械性能和反射率造成负面影响。
实施例8
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为0.03μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为0.2％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例9
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为0.05μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为0.2％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例10
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为0.2μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为0.2％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例11
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为0.5μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为0.2％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例12
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为0.8μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为0.2％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例13
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为1.0μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为0.2％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例14
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为1.2μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为0.2％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例15
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为2.0μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为0.2％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例16
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇、320g二氧化钛(粒径为5.0μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇的质量分数为0.2％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
表2具有不同二氧化钛粒径的纤维、纱线和织物的性能
经对比，当二氧化钛粒径从0.03增加至5μm，其纤维、纱线和织物的机械强度和反射率呈现先增加后减小的趋势。这是因为当二氧化钛纳米颗粒粒径过小时(如实施例8)，易团聚，影响其机械性能和反射率。但是当其粒径过大时(如实施例16)，对纤维内部高分子之间相互作用力影响极大，且形成了力学性能缺陷，导致其机械性能下降严重，无法正常纺丝。其中，当二氧化钛粒径的范围为0.2至0.8μm时，太阳光波段反射率效果较好，当二氧化钛粒径为0.4μm时，效果最好。
实施例17
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇缩丁醛、32g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇缩丁醛的质量分数为2.0％、二氧化钛质量分数为2.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例18
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇缩丁醛、80g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇缩丁醛的质量分数为2.0％、二氧化钛质量分数为5.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例19
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的48g聚乙烯醇缩丁醛、320g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇缩丁醛的质量分数为3.0％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例20
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇缩丁醛、320g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇缩丁醛的质量分数为2.0％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例21
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的16g聚乙烯醇缩丁醛、320g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇缩丁醛的质量分数为1.0％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例22
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的3.2g聚乙烯醇缩丁醛、320g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇缩丁醛的质量分数为0.2％、二氧化钛质量分数为20.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例23
本申请实施例提供了一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
称取1600g聚对苯二甲酸乙二酯在130℃下真空干燥24h，将干燥后的32g聚乙烯醇缩丁醛、480g二氧化钛(粒径为0.4μm)、聚对苯二甲酸乙二酯投入双螺杆挤出机中，在265℃下进行熔融挤出，然后经过水冷、干燥后送入切割机进行切粒，得到复合改性母粒；将复合改性母粒在通风环境中放置6h后，采用真空烘箱在130℃下干燥24h；其中，聚乙烯醇缩丁醛的质量分数为2.0％、二氧化钛质量分数为30.0％；
将干燥后的复合改性母粒加入熔融纺丝机的进料口，在285℃下加热熔融并经喷丝孔喷出，在1000m/min的卷绕速度下得到初生长丝；
将初生长丝先经过水浴洗涤，速度为15m/min。然后沿长丝方向进行加热牵伸，依次经过第一加热辊、第二加热辊，第一加热辊的温度为90℃，第二加热辊的温度为130℃，初生长丝经过第一加热辊的速度为40m/min，初生长丝经过第二加热辊的速度为50m/min，使初生长丝加热牵伸分别为2.6倍和1.25倍。即得到被动式降温纤维材料，纤维直径为12μm。
本实施例还提供了一种被动式降温光学超材料织物，采用上述被动式降温纤维材料进行纺纱得到的纱线，再将纱线经过经纬编织得到。
实施例17～23中织物的性能结果如下表3所示。
表3聚乙烯醇缩丁醛与二氧化钛反应后的中纤维、纱线和织物的性能
经对比，采用聚乙烯醇缩丁醛作为改性剂后，纤维、纱线和织物的机械性能和太阳光波段呈现出与聚乙烯醇做改性剂(实施例1-7)相似的趋势。不过，针对纤维、纱线和织物的机械强力和反射率数据而言，聚乙烯醇的效果均优于聚乙烯醇缩丁醛。
以上仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种被动式降温纤维材料，包括高折射率无机微纳颗粒、改性剂以及聚合物基底材料；
其中所述高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.02-5μm，
所述改性剂与所述高折射率无机微纳颗粒的质量比为：1:1-1:100，优选为1:2.5-1:10，更优选为1:6.7-1:10；
所述高折射率无机微纳颗粒占所述被动式降温纤维材料的质量分数为0.5％-30％；优选为2.0％-20％；更优选为5.0％-20％；
所述改性剂占所述被动式降温纤维材料质量分数为0％-15％；优选为0.2％-2.0％；更优选为1.0％-2.0％。
2.根据权利要求1所述的被动式降温纤维材料，其中所述高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.2-2.0μm，优选为0.2-0.8μm。
3.根据权利要求1所述的被动式降温纤维材料，其中，所述被动式降温纤维材料的直径范围为10μm-80μm，优选为10-30μm，更优选为10-20μm。
4.根据权利要求1所述被动式降温纤维材料，其中，所述聚合物基底材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)、聚烯烃、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚甲醛、聚乙烯(PO)中的任意一种或两种以上；
优选地，所述聚合物基底材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚乳酸(PLA)；
所述高折射率无机微纳颗粒选自二氧化钛、硫化锌、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化锌、六方氮化硼、硅酸铝、硫酸钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铝、碳酸镁、碳酸钡和硫酸钙中的任意一种或两种及以上；
优选地，所述高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.02-5μm，优选为0.2-2.0μm，更优选为0.2-0.8μm；
优选地，所述高折射率无机微纳颗粒为二氧化钛或氧化锌；
所述改性剂选自十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、中等分子量聚乙烯(PE)、邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、脂肪酸酯、苯多酸酯、多元醇酯、环氧烃类、烷基磺酸酯中的任意一种或两种及以上；
优选地，所述改性剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛；
更优选地，所述改性剂为聚乙烯醇，所述聚乙烯醇的动力粘度为5-120mPa.s。
5.一种被动式降温纤维材料的制备方法，包括：
将高折射率无机微纳颗粒、改性剂和聚合物基底重量比例混合，制得复合材料母粒；
将所述复合材料母粒在纺丝组件中复合挤出成型，经卷绕后得到被动式降温纤维材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，
所述高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.02-5μm，
所述改性剂与所述高折射率无机微纳颗粒的质量比为：1:1-1:100，优选为1:2.5-1:10，更优选为1:6.7-1:10；
所述高折射率无机微纳颗粒占所述被动式降温纤维材料的质量分数为0.5％-30％；优选为2.0％-20％；更优选为5.0％-20％；
所述改性剂占所述被动式降温纤维材料质量分数为0％-15％；优选为0.2％-2.0％；更优选为1.0％-2.0％。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述高折射率无机微纳颗粒的粒径为0.2-2.0μm，优选为0.2-0.8μm。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述被动式降温纤维材料的直径范围为10μm-80μm，优选为10-30μm，更优选为10-20μm。
9.根据权利要求5-8中任一项所述的方法，其中，所述聚合物基底材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚乳酸(PLA)、聚烯烃、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚甲醛、聚乙烯(PO)中的任意一种或两种以上；
优选地，所述聚合物基底材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚乳酸(PLA)；
所述高折射率无机微纳颗粒选自二氧化钛、硫化锌、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化锌、六方氮化硼、硅酸铝、硫酸钡、碳酸钙、氧化镁、氧化铝、碳酸镁、碳酸钡和硫酸钙中的任意一种或两种及以上；
优选地，所述机微纳颗粒的粒径为0.03-5μm，优选为0.2-2.0μm，更优选为0.2-0.8μm；
优选地，所述高折射率无机微纳颗粒为二氧化钛或氧化锌；
所述改性剂选自十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛、中等分子量聚乙烯(PE)、邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、脂肪酸酯、苯多酸酯、多元醇酯、环氧烃类、烷基磺酸酯中的任意一种或两种及以上；
优选地，所述改性剂为聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛；
更优选地，所述改性剂为聚乙烯醇，所述聚乙烯醇的动力粘度为5-120mPa.s。
10.根据权利要求5-8中任一项所述的方法，其中利用选自熔融纺丝法、湿法纺丝法、热拉制法、静电纺丝法、熔喷纺丝法中的一种或两种以上，优选利用熔融纺丝法或热拉制法，将所述复合材料母粒制备成所述被动式降温纤维材料。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述被动式降温纤维材料为长丝和/或短纤。
12.一种被动式降温纤维材料织物，其中，采用如权利要求5～11中任一项所述的制备方法制备得到的被动式降温纤维材料进行纺纱、编织、热定型等工序得到。
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