[發明專利]金屬納米顆粒-棉質纖維復合面料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010067145.9
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111168081A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 章瀟慧;顧佳俊;李要君;葉詩雨;袁洋;李镕臣;劉慶雷;張旺;張荻;龔明
• 申請（專利權）人: 中車工業研究院有限公司;上海交通大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;C23C18/44;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 陳征

本發明涉及金屬納米顆粒?棉質纖維復合面料及其制備方法與應用。本發明將棉質布料浸泡在氯金酸溶液中，充分吸附氯金酸，然后將氯金酸還原生成金納米團簇，再浸泡在含銀鍍液中原位生長銀納米顆粒，得到銀納米顆粒?棉質纖維復合面料。本發明通過將棉質纖維織物浸泡在氯金酸溶液中，在纖維內部均勻生長金納米團簇，促進銀納米顆粒的均勻附著，使得制備出的面料有更高的吸光率，提高其光熱轉換性能。

技術領域

本發明涉及復合面料技術領域，具體涉及一種金屬納米顆粒-棉質纖維復合面料及其制備方法與應用。

背景技術

由紡織品面料所制成的服飾具有御寒保暖及裝飾美觀的作用。隨著社會經濟的發展，人們對于服飾功能性的要求越來越多樣化，不再僅滿足于御寒保暖的基本需求，更要求服裝具有輕便美觀的特性。然而，通常情況下服飾的保暖性和美觀性是一對矛盾體。在冬季，傳統的保溫方法是以阻止身體散熱為主，主要選用毛、絨、皮等高檔原料制衣，增加衣服層數或者厚度來換取較好的保暖效果，因而傳統的保暖服裝一般都顯得蓬松、臃腫，既不便于活動又缺乏美感，因此對服裝業如何實現高效保暖提出了更高的要求。

發熱面料，即具有自發熱功能的紡織物。相對于傳統的以阻止身體熱量的散失來實現保暖的面料而言，發熱面料的功能性更為主動，傾向于在人體皮膚與寒冷的空間形成發熱層，如同暖爐，在給身體供熱的同時也兼具防止寒氣入侵的功能。根據發熱機理的不同，目前市場上的發熱面料主要有吸濕發熱、吸光發熱、相變放熱、電能發熱和化學放熱等幾種。其中吸濕發熱面料的發熱效果不理想；相變放熱面料由于需要溫差才能調節溫度，所以使用者必須進行活動以引起相變材料周圍溫度的變化或者經常在有溫差的兩個環境中工作；電能放熱和化學放熱面料由于發熱效果不理想且存在安全隱患，無法大規模投入使用。

吸光發熱面料是通過面料的纖維吸收光能(主要為太陽光)并轉換為熱能，從而實現為人體供暖。這種面料首先要有強大的吸光能力，這需要對面料的材質和微觀結構進行調控，讓它以最少最便宜的材料高效地吸收光能；其次是這種面料要有高效的光熱轉換性能，吸光材料在吸收光能之后要以最大的效率轉換成熱能，再通過輻射和傳導的方式向人體供暖。

對于吸光發熱面料的加工方法主要有兩種，一種是對普通纖維進行處理，使其具有吸光發熱功能，然后對其進行紡織；現有技術公開的一種吸光發熱保溫針織面料，其采用含有無機發熱粒子和碳黑離子的吸光發熱纖維和保溫纖維交織而成，工藝復雜。另一種是在現有商用面料的基礎上，通過在面料表面涂敷吸光發熱層來達到發熱目的，這種方法制備的吸光發熱面料結構不穩定，洗滌后發熱層結構易被破壞。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明實施例提供一種金屬納米顆粒-棉質纖維復合面料，其結構穩定，洗滌后不影響吸光性能和光熱轉化性能。

一種金屬納米顆粒-棉質纖維復合面料，其包括棉質纖維基底、金納米團簇和銀納米顆粒；其中，所述金納米團簇附著在所述棉質纖維上及所述棉質纖維的內部孔隙中；所述銀納米顆粒附著在所述棉質纖維上及所述纖維的內部孔隙中。

在本發明中，所述金納米團簇也可以稱為金納米顆粒或金納米種子，其可以通過本領域常規方法制得。

進一步地，所述棉質纖維基底的材料可為人造棉或全棉。其中，所述人造棉的原料可選自棉短絨、木漿、甘蔗渣等。

進一步地，所述金納米團簇的粒徑為0.5-3nm。在本發明一些實施例中，所述金納米團簇的粒徑為2nm。研究發現，所述金納米團簇在上述粒徑范圍內有利于作為后續銀納米顆粒生長的形核位點和催化劑，同時能夠保持復合面料的結構穩定，不易被洗滌掉。

進一步地，所述金納米團簇在所述復合面料中的重量百分含量為0.1％-0.5％。在本發明一些實施例中，所述金納米團簇在所述復合面料中的重量百分含量為0.17％。所述金納米團簇在上述含量范圍內的優點是易于后續銀納米顆粒的形核。研究發現，若金納米團簇的質量分數太低則形核位點不夠，太高則成本過高且后續銀納米顆粒生長過程中易團聚。