[發明專利]一種具有紫外及近紅外屏蔽性能的蠶絲纖維及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202111542562.5
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114164509A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 徐菊;劉光輝;李銳星
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所;北京航空航天大學
• 主分類號: D01F4/02
• 分類號: D01F4/02;D01F1/10;A01K67/04;A23K50/90;A23K20/20;A23K20/111
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙琪

本發明提供了一種具有紫外及近紅外屏蔽性能的蠶絲纖維及其制備方法和應用，屬于纖維產品制備技術領域。本發明提供了一種具有紫外及近紅外屏蔽性能的蠶絲纖維，所述蠶絲纖維中包含納米鎢青銅，所述納米鎢青銅為納米銫鎢青銅、納米銨鎢青銅、納米鉀鎢青銅、納米鈉鎢青銅或納米鋰鎢青銅。本發明中，鎢青銅是一類典型的非化學計量的化合物，其化學式可表示為M_xWO₃(M主要為堿金屬，x值介于0與1之間)，是一種具有混合價態鎢離子化合物，具有近紅外屏蔽性能，從而使蠶絲纖維具有出色的紫外及近紅外遮蔽性能，可以控制人體散熱，為提高人體熱舒適度和降低建筑能耗提供了有效途徑，對今后研發具有個人熱管理功能的高端紡織品具有重要意義。

技術領域

本發明涉及纖維產品制備技術領域，尤其涉及一種具有紫外及近紅外屏蔽性能的蠶絲纖維及其制備方法和應用。

背景技術

照射在地球表面的太陽輻射能包括50％的近紅外光、43％的可見光及5％的紫外光。如果采取了無效的保護措施，戶外的人將不可避免地暴露在來自太陽輻射的大量近紅外線和紫外線下。其中，近紅外線通過穿透普通衣服到達人體皮膚，使人體產生不舒服的熱效應。而持續的紫外線照射會使人們面臨嚴重的健康風險，如光老化，甚至是光致癌。因此，設計和制造能夠有效屏蔽太陽紫外線和近紅外線的高級功能紡織品是人類健康和個人熱管理的一個重要努力方向。

在高級紡織品領域，天然生物材料因其出色的機械性能及環境友好性受到廣泛關注。特別是蠶絲，作為一種可規模化生產的天然纖維，因其優異的力學性能、光亮的外觀、生物相容性及生物降解性廣泛應用于紡織、生物醫學、軟生物電子學等領域。然而，天然蠶絲抗紫外線性能較差，這極大地阻礙了其進一步發展。中國專利CN109627685A公開了以蓖麻蠶絲纖維用多巴胺液、殼聚糖、氧化石墨烯等依次處理,再利用氧化石墨烯和殼聚糖間的靜電吸附作用使得氧化石墨烯和殼聚糖層層交替沉積,進而提高表面的活性及紫外保護性能，得到的蠶絲纖維僅具有抗紫外性能，存在屏蔽范圍窄的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種具有紫外及近紅外屏蔽性能的蠶絲纖維及其制備方法和應用。本發明提供的蠶絲纖維具有紫外及近紅外屏蔽性能，且屏蔽效果好。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種具有紫外及近紅外屏蔽性能的蠶絲纖維，所述蠶絲纖維中包含納米鎢青銅，所述納米鎢青銅為納米銫鎢青銅、納米銨鎢青銅、納米鉀鎢青銅、納米鈉鎢青銅或納米鋰鎢青銅。

優選地，所述納米鎢青銅的維度為零維納米顆粒、一維納米纖維或二維納米片。

優選地，所述零維納米顆粒的直徑為10～60nm。

優選地，所述一維納米纖維的長為1～10μm，直徑為15～70nm，長徑比為15～600。

優選地，所述二維納米片的厚度為10～50nm，長度為200～800nm，寬度為100～600nm。

本發明還提供了上述技術方案所述的蠶絲纖維的制備方法，包括以下步驟：

將納米鎢青銅、木質素磺酸鈣和水混合，得到懸濁液；

將所述懸濁液噴灑在蠶飼料表面后干燥，得到含納米鎢青銅的飼料；

利用所述含納米鎢青銅的飼料喂食家蠶，得到蠶繭；

將所述蠶繭依次進行剝離、脫膠和水洗，得到所述具有出色紫外及近紅外屏蔽性能蠶絲纖維。

優選地，所述納米鎢青銅與木質素磺酸鈣的質量比為1～50：1。

優選地，所述懸濁液的質量濃度為0.2～1％。

優選地，所述脫膠在煮沸的條件下進行，所述脫膠的時間為10～60min。