[发明专利]金属纳米颗粒-棉质纤维复合面料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及金属纳米颗粒‑棉质纤维复合面料及其制备方法与应用。本发明将棉质布料浸泡在氯金酸溶液中，充分吸附氯金酸，然后将氯金酸还原生成金纳米团簇，再浸泡在含银镀液中原位生长银纳米颗粒，得到银纳米颗粒‑棉质纤维复合面料。本发明通过将棉质纤维织物浸泡在氯金酸溶液中，在纤维内部均匀生长金纳米团簇，促进银纳米颗粒的均匀附着，使得制备出的面料有更高的吸光率，提高其光热转换性能。

技术领域

本发明涉及复合面料技术领域，具体涉及一种金属纳米颗粒-棉质纤维复合面料及其制备方法与应用。

背景技术

由纺织品面料所制成的服饰具有御寒保暖及装饰美观的作用。随着社会经济的发展，人们对于服饰功能性的要求越来越多样化，不再仅满足于御寒保暖的基本需求，更要求服装具有轻便美观的特性。然而，通常情况下服饰的保暖性和美观性是一对矛盾体。在冬季，传统的保温方法是以阻止身体散热为主，主要选用毛、绒、皮等高档原料制衣，增加衣服层数或者厚度来换取较好的保暖效果，因而传统的保暖服装一般都显得蓬松、臃肿，既不便于活动又缺乏美感，因此对服装业如何实现高效保暖提出了更高的要求。

发热面料，即具有自发热功能的纺织物。相对于传统的以阻止身体热量的散失来实现保暖的面料而言，发热面料的功能性更为主动，倾向于在人体皮肤与寒冷的空间形成发热层，如同暖炉，在给身体供热的同时也兼具防止寒气入侵的功能。根据发热机理的不同，目前市场上的发热面料主要有吸湿发热、吸光发热、相变放热、电能发热和化学放热等几种。其中吸湿发热面料的发热效果不理想；相变放热面料由于需要温差才能调节温度，所以使用者必须进行活动以引起相变材料周围温度的变化或者经常在有温差的两个环境中工作；电能放热和化学放热面料由于发热效果不理想且存在安全隐患，无法大规模投入使用。

吸光发热面料是通过面料的纤维吸收光能(主要为太阳光)并转换为热能，从而实现为人体供暖。这种面料首先要有强大的吸光能力，这需要对面料的材质和微观结构进行调控，让它以最少最便宜的材料高效地吸收光能；其次是这种面料要有高效的光热转换性能，吸光材料在吸收光能之后要以最大的效率转换成热能，再通过辐射和传导的方式向人体供暖。

对于吸光发热面料的加工方法主要有两种，一种是对普通纤维进行处理，使其具有吸光发热功能，然后对其进行纺织；现有技术公开的一种吸光发热保温针织面料，其采用含有无机发热粒子和碳黑离子的吸光发热纤维和保温纤维交织而成，工艺复杂。另一种是在现有商用面料的基础上，通过在面料表面涂敷吸光发热层来达到发热目的，这种方法制备的吸光发热面料结构不稳定，洗涤后发热层结构易被破坏。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明实施例提供一种金属纳米颗粒-棉质纤维复合面料，其结构稳定，洗涤后不影响吸光性能和光热转化性能。

一种金属纳米颗粒-棉质纤维复合面料，其包括棉质纤维基底、金纳米团簇和银纳米颗粒；其中，所述金纳米团簇附着在所述棉质纤维上及所述棉质纤维的内部孔隙中；所述银纳米颗粒附着在所述棉质纤维上及所述纤维的内部孔隙中。

在本发明中，所述金纳米团簇也可以称为金纳米颗粒或金纳米种子，其可以通过本领域常规方法制得。

进一步地，所述棉质纤维基底的材料可为人造棉或全棉。其中，所述人造棉的原料可选自棉短绒、木浆、甘蔗渣等。

进一步地，所述金纳米团簇的粒径为0.5-3nm。在本发明一些实施例中，所述金纳米团簇的粒径为2nm。研究发现，所述金纳米团簇在上述粒径范围内有利于作为后续银纳米颗粒生长的形核位点和催化剂，同时能够保持复合面料的结构稳定，不易被洗涤掉。

进一步地，所述金纳米团簇在所述复合面料中的重量百分含量为0.1％-0.5％。在本发明一些实施例中，所述金纳米团簇在所述复合面料中的重量百分含量为0.17％。所述金纳米团簇在上述含量范围内的优点是易于后续银纳米颗粒的形核。研究发现，若金纳米团簇的质量分数太低则形核位点不够，太高则成本过高且后续银纳米颗粒生长过程中易团聚。