本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料。
背景技术：
近年来，随着人们生活水平的不断提高，人们探索自然的愿望也越来越强烈，但是自然界存在着许多不适合人类的极端恶劣的环境，为了探索必须要对户外产品的功能性提出更加苛刻的要求。例如，在太阳光下持续照射会积聚大量热量，导致人体的表面和内部温度快速身高，会引起人乏力脱水，甚至昏厥，因此具有控温隔热降温功能的户外纺织品显得尤为重要。
目前市面上的控温隔热降温功能的户外纺织品多是依靠隔热涂料。中国专利CN 100427670C公开的一种纳米智能控温导电面料及其制备方法和应用，将面料中加入镀银或者镀锡的紫铜导电丝，再浸渍纳米温度记忆材料，再经聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯和三氧化锑或氮磷类阻燃剂涂层整理得到一种纳米智能控温导电面料。该面料需要施加一定的电压后，使面料的温度具有智能可控性，但是其面料在户外的使用范围受到限制。中国专利CN 103147278A公开的一种温控型智能帐篷用织物及其制备方法，该智能帐篷织物包括篷布基质和温控涂层，篷布基质可选用尼龙或者牛津布，温控涂层中包括二氧化钒纳米粉体，然后通过添加多种功能性助剂，使涂层具有防水、抗菌、抗紫外等功能性。制备的帐篷用织物的主要原料为二氧化钒，二氧化钒具有明显的热致相变特性，可以根据外界温度的变化主动调节帐篷内的温度，可以有效的改善帐篷内部的温度，提高使用者的舒适程度。
由上述现有技术可知，目前智能控温的户外产品多会将相变材料添加到织物的涂层整理中，这样对织物基布的舒适性和强度影响不大，但是单一的相变材料对于温度的控制范围有限，而且在极端的环境下，起到的作用并不大。本发明的申请人将光伏技术和纳米技术运动到户外面料中，将环境资源充分利用，并且合理的配置基布和涂层的结构，力求制备一款控温隔热降温性能优异的智能户外面料，而且对环境无负担。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料，该智能户外面料包括基布和涂层，所述基布由改性聚氨酯纤维构成，改性聚氨酯纤维由聚氨酯、纳米凹凸棒土、含温度相变材料的微胶囊构成，涂层包括聚酰亚胺层或者聚吡咯层高分子导电膜、太阳能发电薄膜、纳米多孔纤维素气凝胶和聚氨酯或者聚乙烯粘结保护膜，基布的至少一个表面含有涂层，涂层的结构可以将气凝胶与太阳能发点薄膜互换，也也可以重复叠加，增加户外面料的控温隔热降温性能。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料，所述基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料包括基布和涂层，所述基布由改性聚氨酯纤维构成，所述改性聚氨酯纤维中包含微胶囊，所述微胶囊中含有相变材料，所述涂层包括高分子导电膜、太阳能发电薄膜、气凝胶和粘结保护膜，所述高分子导电膜为聚酰亚胺层或者聚吡咯层，所述气凝胶为纳米多孔纤维素凝胶。
作为上述技术方案的优选，所述改性的聚氨酯纤维中还含有纳米凹凸棒土，所述微胶囊位于纳米凹凸棒土的孔洞中。
作为上述技术方案的优选，所述相变材料为聚(N-异丙基丙烯酰胺)，所述壁材为明胶。
作为上述技术方案的优选，所述保护膜为聚氨酯或者聚乙烯膜。
作为上述技术方案的优选，所述涂层的结构依次为粘结保护膜、高分子导电膜、太阳能发电薄膜、高分子导电膜、粘结保护膜和气凝胶。
作为上述技术方案的优选，所述涂层的结构依次为粘结保护膜、气凝胶、粘结保护膜、高分子导电膜、太阳能发电薄膜、高分子导电膜和粘结保护膜。
作为上述技术方案的优选，所述涂层的结构依次为高分子导电膜、太阳能发电薄膜、高分子导电膜、粘结保护膜和气凝胶。
作为上述技术方案的优选，所述基布的至少一个表面含有涂层。
作为上述技术方案的优选，所述改性的聚氨酯纤维中聚氨酯、纳米凹凸棒土和微胶囊的质量比为100:5-8:2-7。
作为上述技术方案的优选，所述粘结保护膜的厚度为0.5-1mm，所述高分子导电膜的厚度为0.3-0.5mm，所述太阳能发电薄膜厚度0.1-0.2mm，所述气凝胶的厚度为50-100μm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料中的基布由改性的聚氨酯纤维构成，改性的聚氨酯纤维由聚氨酯、含相变材料的微胶囊和纳米凹凸棒土构成，聚氨酯本身是一种优良的隔热材料，成膜性好，可以将微胶囊和纳米凹凸棒土牢固的包覆，形成无缝纤维，而且纳米凹凸棒土为绿色吸附材料，具有强烈的吸附作用，可以吸附微胶囊和聚氨酯，将微胶囊吸附于孔洞结构中，降低微胶囊所受的应力，还可以增加聚氨酯纤维的拉伸强度。
(2)本发明制备的基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料中的涂层中含有高分子导电膜、太阳能发电薄膜、气凝胶和粘结保护膜，高分子导电膜作为太阳能发电薄膜的电极，将光能与电能之间形成转换，气凝胶是纳米多孔纤维素凝胶，具备很高的多孔率及比表面积，具有良好的机械性能、透明性、生物相容性和可降解性能，比传统的硅气凝胶更加绿色环保，然后通过粘结保护膜的作用，降低太阳能发电薄膜和气凝胶所受的应力，提高使用率，此外粘结保护膜也具有隔热降温效果。
(3)本发明制备的基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料将控温材料和隔热材料集于一体，将纳米技术、光电技术和吸附技术综合利用，制备出多功能的只能户外面料，充分适应户外的温度，而且充分利用环境资源，绿色环保。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
一种基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料，包括基布和涂层，基布的一个表面含有涂层，基布由改性聚氨酯纤维构成，改性聚氨酯纤维中聚氨酯、纳米凹凸棒土和微胶囊的质量比为100:5:2，微胶囊位于纳米凹凸棒土的孔洞中，微胶囊的壁材为明胶，相变材料为聚(N-异丙基丙烯酰胺)，壁材与相变材料的质量比为5:1，此外，改性聚氨酯纤维的织物组织结构可为表里接结双层组织。
涂层包括厚度为0.3mm的聚酰亚胺层高分子导电膜、厚度0.1mm的太阳能发电薄膜、厚度为50μm的纳米多孔纤维素气凝胶和厚度为0.5mm的聚氨酯粘结保护膜。
涂层的结构依次为粘结保护膜、高分子导电膜、太阳能发电薄膜、高分子导电膜、粘结保护膜和气凝胶。
实施例2：
一种基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料，包括基布和涂层，基布的两个表面含有涂层，基布由改性聚氨酯纤维构成，改性聚氨酯纤维中聚氨酯、纳米凹凸棒土和微胶囊的质量比为100:8:7，微胶囊位于纳米凹凸棒土的孔洞中，微胶囊的壁材为明胶，相变材料为聚(N-异丙基丙烯酰胺)，壁材与相变材料的质量比为10:1，此外，改性聚氨酯纤维的织物组织结构可为蜂巢组织。
涂层包括厚度为0.5mm的聚吡咯层高分子导电膜、厚度0.2mm的太阳能发电薄膜、厚度为100μm的纳米多孔纤维素气凝胶和厚度为1mm的聚乙烯膜粘结保护膜。
涂层的结构依次为粘结保护膜、气凝胶、粘结保护膜、高分子导电膜、太阳能发电薄膜、高分子导电膜和粘结保护膜。
实施例3：
一种基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料，包括基布和涂层，基布的两个表面含有涂层，基布由改性聚氨酯纤维构成，改性聚氨酯纤维中聚氨酯、纳米凹凸棒土和微胶囊的质量比为100:6:3，微胶囊位于纳米凹凸棒土的孔洞中，微胶囊的壁材为明胶，相变材料为聚(N-异丙基丙烯酰胺)，壁材与相变材料的质量比为7:1，此外，改性聚氨酯纤维的织物组织结构可为表里接结双层组织。
涂层包括厚度为0.4mm的聚吡咯层高分子导电膜、厚度0.16mm的太阳能发电薄膜、厚度为80μm的纳米多孔纤维素气凝胶和厚度为0.6mm的聚氨酯粘结保护膜。
涂层的结构依次为高分子导电膜、太阳能发电薄膜、高分子导电膜、粘结保护膜和气凝胶。
实施例4：
一种基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料，包括基布和涂层，基布的一个表面含有涂层，基布由改性聚氨酯纤维构成，改性聚氨酯纤维中聚氨酯、纳米凹凸棒土和微胶囊的质量比为100:7:5，微胶囊位于纳米凹凸棒土的孔洞中，微胶囊的壁材为明胶，相变材料为聚(N-异丙基丙烯酰胺)，壁材与相变材料的质量比为8:1，此外，改性聚氨酯纤维的织物组织结构可为绉组织。
涂层包括厚度为0.5mm的聚吡咯层高分子导电膜、厚度0.2mm的太阳能发电薄膜、厚度为50μm的纳米多孔纤维素气凝胶和厚度为1mm的聚乙烯膜粘结保护膜。
涂层的结构依次为粘结保护膜、高分子导电膜、太阳能发电薄膜、高分子导电膜、粘结保护膜和气凝胶。
实施例5：
一种基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料，包括基布和涂层，基布的一个表面含有涂层，基布由改性聚氨酯纤维构成，改性聚氨酯纤维中聚氨酯、纳米凹凸棒土和微胶囊的质量比为100:8:2，微胶囊位于纳米凹凸棒土的孔洞中，微胶囊的壁材为明胶，相变材料为聚(N-异丙基丙烯酰胺)，壁材与相变材料的质量比为9:1，此外，改性聚氨酯纤维的织物组织结构可为表里接结双层组织。
涂层包括厚度为0.5mm的聚酰亚胺层高分子导电膜、厚度0.14mm的太阳能发电薄膜、厚度为65μm的纳米多孔纤维素气凝胶和厚度为0.7mm的聚氨酯粘结保护膜。
涂层的结构依次为粘结保护膜、气凝胶、粘结保护膜、高分子导电膜、太阳能发电薄膜、高分子导电膜和粘结保护膜。
实施例6：
一种基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料，包括基布和涂层，基布的两个表面含有涂层，基布由改性聚氨酯纤维构成，改性聚氨酯纤维中聚氨酯、纳米凹凸棒土和微胶囊的质量比为100:8:5，微胶囊位于纳米凹凸棒土的孔洞中，微胶囊的壁材为明胶，相变材料为聚(N-异丙基丙烯酰胺)，壁材与相变材料的质量比为5:1，此外，改性聚氨酯纤维的织物组织结构可为蜂巢组织。
涂层包括厚度为0.4mm的聚吡咯层高分子导电膜、厚度0.2mm的太阳能发电薄膜、厚度为100μm的纳米多孔纤维素气凝胶和厚度为0.7mm的聚氨酯或者聚乙烯膜粘结保护膜。
涂层的结构依次为粘结保护膜、高分子导电膜、太阳能发电薄膜、高分子导电膜、粘结保护膜和气凝胶。
实施例7：
一种基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料，包括基布和涂层，基布的两个表面含有涂层，基布由改性聚氨酯纤维构成，改性聚氨酯纤维中聚氨酯、纳米凹凸棒土和微胶囊的质量比为100:7:77，微胶囊位于纳米凹凸棒土的孔洞中，微胶囊的壁材为明胶，相变材料为聚(N-异丙基丙烯酰胺)，壁材与相变材料的质量比为7:1，此外，改性聚氨酯纤维的织物组织结构可为表里接结双层组织。
涂层包括厚度为0.5mm的聚酰亚胺层高分子导电膜、厚度0.1mm的太阳能发电薄膜、厚度为75μm的纳米多孔纤维素气凝胶和厚度为0.7mm的聚氨酯粘结保护膜。
涂层的结构依次为高分子导电膜、太阳能发电薄膜、高分子导电膜、粘结保护膜和气凝胶。
实施例8：
一种基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料，包括基布和涂层，基布的两个表面含有涂层，基布由改性聚氨酯纤维构成，改性聚氨酯纤维中聚氨酯、纳米凹凸棒土和微胶囊的质量比为100:7:3，微胶囊位于纳米凹凸棒土的孔洞中，微胶囊的壁材为明胶，相变材料为聚(N-异丙基丙烯酰胺)，壁材与相变材料的质量比为6:1，此外，改性聚氨酯纤维的织物组织结构可为表里接结双层组织、蜂巢组织和绉组织。
涂层包括厚度为0.4mm的聚吡咯层高分子导电膜、厚度0.2mm的太阳能发电薄膜、厚度为100μm的纳米多孔纤维素气凝胶和厚度为0.5mm的聚氨酯粘结保护膜。
涂层的结构依次为粘结保护膜、高分子导电膜、太阳能发电薄膜、高分子导电膜、粘结保护膜和气凝胶。
经检测，实施例1-8制备的基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料的控温性能的结果如下所示：
由上表可见，本发明制备的基于微胶囊和气凝胶的控温隔热降温智能户外面料的热量保存率高，控温区间稳定，保温系数好，还可以抗紫外，提高机械性能。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。