[发明专利]一种超材料纺粘布及其制备方法

说明书

本申请公开一种超材料纺粘布及其制备方法，超材料纺粘布包括至少一个单层纤维纺粘层，单层纤维纺粘层包括超材料纤维，超材料纤维交织叠合形成孔隙，其中，所述孔隙中，直径为100‑3000nm的孔隙为反射孔隙，反射孔隙的总体积占纺粘布体积的10%‑90%，超材料纤维由包括聚合物基底材料和微纳颗粒的复合材料形成，微纳颗粒的平均粒径为100‑3000nm。超材料纤维相互交织排布且纤维内部微纳颗粒随机排布，构成具有超材料特性的纺粘布，基于此光子学设计而产生0.3‑2.5μm及8‑13μm的超宽带光学响应，进而实现对太阳辐射和人体红外热辐射的引导和操纵，针对布与人体皮肤的微环境温度进行光热调控实现高效热管理。

技术领域

本申请涉及材料制造技术领域，特别涉及一种超材料纺粘布及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展和生活水平的提高，人们对纺织品的要求也趋向多元化，于是各种功能材料应用而生。其中，功能材料由于可以提高人体的舒适性，已越来越多地受到人们的关注和喜爱。

由于在户外活动和作业时，往往会受到有害太阳光的暴晒，从而引发灼伤皮肤、高温中暑等健康疾病。因此，越来越多的防护用品用于户外防护。目前的很多防护产品通常为多层膜结构，包括采用在太阳光光谱范围内高反射率的材料制作的反射层和采用在大气透明窗口高发射的材料制作的辐射层。

由于多层膜结构的透气性较差，直接附着在接触人体的织物上，会减少人体通过空气流通方式实现的散热，因此会限制人体舒适感。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种超材料纺粘布及其制备方法，通过纤维内部微结构以及纤维间微结构的设计制作一种超材料纺粘布，实现对电磁波的有效调控，同时实现整个太阳光波段的全反射效果，实现个人防护功能。

本申请的具体技术方案如下：

1、一种超材料纺粘布，其特征在于，

所述超材料纺粘布包括至少一个单层纤维纺粘层，所述单层纤维纺粘层包括超材料纤维，所述超材料纤维交织叠合形成孔隙；

其中，所述孔隙中，直径为100-3000nm的孔隙为反射孔隙，所述反射孔隙的总体积占所述纺粘布体积的10%-90%；

所述超材料纤维由包括聚合物基底材料和微纳颗粒的复合材料形成，所述微纳颗粒的平均粒径为100-3000nm。

2、根据项1所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述聚合物基底材料在大气窗口波段具有高发射率。

3、根据项1或2所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述孔隙中，直径为100-1000nm的孔隙为反射孔隙，所述反射孔隙的总体积占所述纺粘布体积的10%-90%；

优选地，所述孔隙中，直径为300-900nm的孔隙为反射孔隙，所述反射孔隙的总体积占所述纺粘布体积的10%-90%；

更优选地，所述孔隙中，直径为400-700nm的孔隙为反射孔隙，所述反射孔隙的总体积占所述纺粘布体积的10%-90%。

4、根据项1-3中任一项所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述反射孔隙的总体积占所述纺粘布体积的50%-85%。

5、根据项1-4中任一项所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述超材料纤维的单丝直径为2-40μm，所述纺粘布的克重为10-40g/m²。

6、根据项1-5中任一项所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述微纳颗粒的平均粒径为400-700nm。

7、根据项1-6中任一项所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述微纳颗粒在太阳辐射波段的折射率高于所述聚合物基底材料在太阳辐射波段的折射率。