[发明专利]一种超高反射率的超宽光谱调控双层织物

说明书

本发明公开了一种超高反射率的超宽光谱调控双层织物，包括底层的可见光‑近红外高反射功能纤维织物和顶层的紫外高反射功能织物；底层的可见光‑近红外高反射功能纤维织物采用掺杂纳米级TiO₂无机颗粒的可见光‑近红外高反射复合材料制备得到，在可见光‑近红外太阳光波段具备高反射率；顶层的紫外高反射功能纤维织物采用掺杂纳米级BaSO₄无机颗粒的紫外高反射复合材料制备得到，在紫外波段具备高反射率，达到UPF50+的紫外防护等级。本发明的抗超高反射率的超宽光谱调控双层织物通过两层功能织物组装得到，使得该织物在整个太阳光波段具备了优异的高反射的光谱选择特性。

技术领域

本发明涉及一种抗光老化技术领域，特别是涉及一种超高反射率的超宽光谱调控双层织物。

背景技术

随着科技的发展，织物被广泛应用在人类穿着、建筑、土工、防护、运动、运输、医用、产业用、军用和航空航天等领域。通过功能整理可以赋予织物特殊的防护性能，如防电磁辐射、防紫外和红外辐射、抗静电、抗菌、医用防护、热防护等。当这类防护织物处于特定的环境下时，其能够屏蔽外界条件的变化对人体的干扰，从而有效地保护人们的身体健康。织物中纤维高分子在加工、贮存和使用过程中，因受到光、热、氧、水分等因素的综合作用，性能逐渐劣化，以致最后丧失使用价值，即发生老化。光是高分子材料老化的最主要外因之一。由光引起的高分子材料性能的劣化称作“光老化”。对于织物的光防护问题，不仅要做到织物对光线具有有效的防护，又能保护织物使其功能稳定。采用直接反射的光防护方式，可以同时解决光线对人体和织物的伤害。

铝镀布是地质矿产业的野外作业人员常用的抗紫外线防护服材质。紫外线对镀铝布的透射率不到1％，反射率可达80％。镀铝布对红外线的透射率仅2％。阳光中绝大部分热量来自红外线，故通常又可以此获得隔热效果。但铝镀布的沉重的重量和较差的透湿性限制其在日常衣物领域的发展，更适用于特殊工作环境的专业技术人员。

史艳景团队对多功能经编金属膜复合织物进行了研究，以经编涤纶涂料印花织物为载体，利用涂胶复合设备将转移镀铝钛合金膜牢固地附着在织物上，得到对红外线、紫外线反射率90％以上，具有防水透湿、防静电、电磁防护等多种功能的织物。该方法虽然能实现宽光谱的选择性反射，但是金属薄膜的掺入使得织物重量增加，影响日常穿着的舒适度。

另一种提高织物反射率有效的方式是在织物的表面涂覆高反射率的膜，对于高反射膜的研究有很多。Zhang采用溶胶凝胶的方法，在玻璃基片上交替沉积高折射率材料ZrO₄和低折射率材料SiO₂，制备了20层的高反射率膜，该膜在1064nm波长处的最小透射率为1％。Yu采用溶胶凝胶的方法，将TiO₂胶体和聚电解质交替沉积在光纤和显微镜玻片上，制备了24层的高反射膜，该薄膜在850nm处的透射率下降了20％。L.Cecchetto通过结合阳极氧化和溶胶凝胶沉积，在铝基材上制备了双层膜，结果显示该膜的反射率有极大的改善。上述方法均存在薄膜与织物附着结合困难，不支持水洗等缺点。

近年来纳米无机氧化物，如ZnO和TiO₂被作为无机紫外屏蔽剂被广泛应用。但是经研究发现，纳米级和亚微米级的ZnO和TiO₂对紫外线具有较强的吸收作用。它们作为紫外屏蔽剂的功能机理主要源于其紫外吸收性能，散射反射起作用较小，且主要表现在弱吸收和无吸收的长波紫外区。虽然这些无机紫外屏蔽剂可以通过吸收紫外线来达到减少紫外透射率，但是吸收的紫外线会转化为热能或其它的能量，对材料本身也有一定程度的破坏。由于反射剂选用的无机功能物质在可见光-近红外光谱区的选择性反射性能不强，紫外光波段的吸收较大，制得的高反射率织物在太阳光光照条件下难以获得较为理想的宽波段反射效果。

综上所述，现有高反射服用材料技术多使用涂层或薄膜，难以在透气性、舒适性和经济性等方面达到较好的平衡；常用的反射粒子如纳米级二氧化钛、氧化锌等无机功能物质在可见光-近红外光谱区的选择性反射性能不强，紫外光波段的吸收较大，制得的反射织物在太阳光光照条件下难以获得较为理想的宽波段反射效果。

发明内容