CN113293519A - 一种超材料纺粘布及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

一种超材料纺粘布及其制备方法
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。
8、根据项1-7中任一项所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述微纳颗粒选自二氧化钛(TiO2)、硫化锌(ZnS)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氧化锌(ZnO)、氮化硼(BN)、硅酸铝(Al2SiO5)、硫酸钡(BaSO4)、碳酸钙(CaCO3)、氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、碳酸镁(MgCO3)、碳酸钡(BaCO3)和硫酸钙(CaSO4)中的任意一种或两种以上。
9、根据项1-8中任一项所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述聚合物基底材料包括含有C-F、C=O、-CH3、-CH、C–O和C–C官能团中任意一种或两种以上的有机高分子材料。
10、根据项1-9中任一项所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述聚合物基底材料选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟树脂、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酯和间苯二甲酸酯磺酸钠共聚物、丙烯酸酯共聚物、聚乙二醇(PEG)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚偏二氯乙烯树脂(PVDC)、醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚氨酯(PU)、聚丙烯腈(PAN)、环烯烃类共聚物(COC)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、苯乙烯二甲基丙烯酸甲酯共聚物(SMMA)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚酰亚胺(PI)、醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯酯(PVAC)和聚乙烯醇缩乙醛中的任意一种或两种以上。
11、根据项1-10中任一项所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述聚合物基底材料的折射率与所述微纳颗粒的折射率之差大于0.6。
12、根据项1-11中任一项所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述微纳颗粒的质量为所述聚合物基底材料的质量的5%-40%。
13、根据项1-12中任一项所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述超材料纺粘布包括N个所述单层纤维纺粘层，N个所述单层纤维纺粘层层叠设置，N≥2；
优选地，N为5-2500。
14、根据项1-13中任一项所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述超材料纺粘布的厚度为0.1-1.5mm。
15、根据项13所述的超材料纺粘布，其特征在于，当N≥2时，N个所述单层纤维纺粘层，各层中的微纳颗粒的质量占所述层中的聚合物基底材料中的质量的百分比不完全相同或完全不相同；
优选地，各层中的反射孔隙的总体积占所述单层纤维纺粘层体积的百分比不完全相同或完全不相同。
16、一种超材料纺粘布的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将聚合物基底材料和微纳颗粒混合形成全光谱反射复合材料，所述微纳颗粒的平均粒径为100-3000nm；
将所述全光谱反射复合材料通过熔喷模头喷出形成熔体细流；
所述熔体细流在所述熔喷模头出口处与高速热气流相遇，所述熔体细流经所述高速热气流牵伸细化，纺丝得到超材料纤维，所述超材料纤维均匀落在接收装置的卷帘滚筒上，控制卷帘滚筒的圈数形成超材料纺粘布。
17、根据项16所述的制备方法，其特征在于，所述熔体细流的纺丝温度为170-300℃，高速热气流温度为160-485℃。
18、根据项16或17所述的制备方法，其特征在于，接收距离为30-70cm，所述卷帘滚筒的卷绕速度为5-45m/min。
19、根据项16-18中任一项所述的制备方法，其特征在于，控制卷帘滚筒的圈数N，以获得包括N个单层纤维纺粘层的所述超材料纺粘布。
20、根据项16-19中任一项所述的制备方法，其特征在于，在形成超材料纺粘布后，所述方法还包括使用热轧机对所述超材料纺粘布进行热轧粘合加固，热轧机的热轧温度为30-150℃，热轧机的卷绕速度为4-60m/min。
21、一种由项16-20中任一项所述的超材料纺粘布的制备方法制备得到的超材料纺粘布。
发明的效果
本申请的超材料纺粘布的单层纤维纺粘层中含有的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。聚合物基底材料在大气窗口波段（8-13μm）具有高发射率，可以将物体热量经由大气的红外窗口，以电磁波方式传送到低温的宇宙中。由于微纳颗粒作为随机散射介质均匀分布于聚合物基底材料内部，微纳颗粒的平均粒径为100-3000nm，与太阳辐射波长相似，因此，可以在纤维内部形成对太阳辐射具有高散射效率微结构，增强超材料纤维对太阳辐射波段（0.3-2.5μm）的反射特性。
同时，本申请的超材料纺粘布中的反射孔隙是由于超材料纤维的交织叠合形成，反射孔隙的总体积占纺粘布体积的10%-90%，此时，也可以将反射孔隙看作随机散射介质均匀分布于纺粘布内部。由于高发射率的聚合物基底材料的折射率在1.4-1.6之间，空气的折射率为1。因此，聚合物基底材料与空气之间存在较大的折射率差，且反射孔隙的直径为100-3000nm，与太阳辐射波长相似，可以在纤维之间形成对太阳辐射具有高散射效率微结构，从而可以对纤维外部光学特性进行调控，增强超材料纺粘布的反射特性。
本申请的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，基于此光子学设计从而产生0.3-2.5μm以及8-13μm的超宽带光学响应，从而实现对太阳辐射和人体红外热辐射的引导和操纵，针对纺粘布与人体皮肤的微环境温度进行光热调控从而实现高效热管理。
附图说明
图1是本申请一个具体实施方式的超材料纺粘布的结构示意图；
图2是本申请一个具体实施方式的超材料纤维的结构示意图；
图3是本申请另一个具体实施方式的超材料纤维的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
随着人们对光学材料研究的不断深入和其技术应用的迅速扩展，相继形成了新的物理概念及光场调控方法，为其在物理、信息处理、通信、材料、新能源等领域的研究和应用提供坚实基础。超材料是指一类具有特殊性质的人造材料，它通过光子晶体等周期性微结构可实现对电磁波的有效调控，从而在沿光纤延伸方向上实现光的约束，其传输波段可根据光纤的结构设计和材料选择进行调控。
本申请利用超材料特性原理，对纤维的微结构进行调控以形成具有改变红外辐射特性的纺织品，从而在无限的外部空间实现宽光谱选择性调控，在红外辐射调控领域极具优势。
本申请提供一种超材料纺粘布，如图1所示，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10，超材料纤维10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30，反射孔隙30的总体积占纺粘布体积的10%-90%；如图2所示，超材料纤维10由包括聚合物基底材料11和微纳颗粒12的复合材料形成，微纳颗粒12的平均粒径为100-3000nm。
在一个具体实施方式中，聚合物基底材料在大气窗口波段（8-13μm）具有高发射率，可以将物体热量经由大气的红外窗口，以电磁波方式传送到低温的宇宙中。由于微纳颗粒作为随机散射介质均匀分布于聚合物基底材料内部，微纳颗粒的平均粒径为100-3000nm，与太阳辐射波长相似，因此，可以在纤维内部形成对太阳辐射具有高散射效率微结构，增强超材料纤维对太阳辐射波段（0.3-2.5μm）的反射特性。
本申请的纺粘布中的反射孔隙由超材料纤维的交织叠合形成，反射孔隙的直径为100-3000nm，反射孔隙的总体积占纺粘布体积的10%-90%，此时，也可以将反射孔隙看作随机散射介质均匀分布于纺粘布内部。由于高发射率的聚合物基底材料的折射率在1.4-1.6之间，空气的折射率为1。因此，在聚合物基底材料与空气之间存在较大的折射率差，且反射孔隙的直径为100-3000nm，与光谱波长大小相似，可以在纤维之间形成对太阳辐射具有高散射效率微结构，从而可以对纤维外部光学特性进行调控，增强超材料纺粘布的反射特性。
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，基于此光子学设计从而产生0.3-2.5μm以及8-13μm的超宽带光学响应，从而实现对太阳辐射和人体红外热辐射的引导和操纵，针对纺粘布与人体皮肤的微环境温度进行光热调控从而实现高效热管理。
在一个具体实施方式中，所述单层纤维纺粘层由超材料纤维组成，所述超材料纤维交织叠合形成孔隙。
在一个具体实施方式中，所述超材料纤维由聚合物基底材料和微纳颗粒形成。
可以理解地，本申请的孔隙为由三根或三根以上的全光谱反射纤维交叉叠合后形成的多边形孔隙，孔隙直径可以是多边形的外接圆的直径。孔隙直径与太阳辐射波段波长相匹配可以增强超材料纺粘布的反射特性，因此，反射孔隙的直径为100-3000nm。在一个具体实施方式中，反射孔隙的直径可以为200-1000nm，例如可为200nm、210nm、230nm、250nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、950nm、970nm、990nm、1000nm等，优选地，反射孔隙的直径为400-700nm，最优选为500nm。
在一个具体实施方式中，所述反射孔隙的总体积占所述纺粘布体积百分比例如可为10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%等。由于反射孔隙可以用于增强超材料纺粘布的反射特性，但反射孔隙过多会影响纺粘布的强度，因此，反射孔隙的总体积占纺粘布体积优选为50%-85%。
具体地，可以通过扫描电子显微镜(SEM)拍摄图像，从图像中统计满足直径要求的孔隙，计算各单层纤维纺粘层的反射孔隙的体积和，再除以超材料纺粘布总体积，即为反射孔隙的总体积占纺粘布体积比。本申请中超材料纺粘布总体积为构成超材料纺粘布全部纤维的体积与由全部纤维形成的全部孔隙的体积的总和。
在一个具体实施方式中，超材料纤维的单丝直径为2-40μm，示例性地，超材料纤维的单丝直径为2μm、5μm、8μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm等。
具体地，孔隙的直径、反射孔隙的总体积占纺粘布体积的百分比、超材料纤维直径和长度均可通过调控工艺参数进行控制，再根据具体电镜效果确定参数。其中，具体工艺参数可以参考制备方法部分的描述。
优选地，超材料纺粘布的克重为10-40g/m2。示例性地，超材料纺粘布的克重可以为10g/m2、20g/m2、30g/m2、40g/m2等。
在一个具体实施方式中，具有高发射率的聚合物基底材料在大气窗口波段（8-13μm）的发射率大于85%，例如可为86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%等。具体地，具有高发射率的聚合物基底材料可以包括含有C-F、C=O、-CH3、-CH、C–O和C–C官能团中任意一种或两种以上的有机高分子材料。由于C-F、C=O、-CH3、-CH、C–O、C–C这些官能团的振动频率峰值在大气窗口波段（8-13μm）内，因此，这些聚合物在大气窗口波段（8-13μm）具有高发射率和吸收率的特性。
在一个具体实施方式中，微纳颗粒为在太阳辐射波段（0.3-2.5μm）具有低吸收率和高折射率的无机微纳颗粒。所述微纳颗粒的低吸收率要求其折射率虚部（消光系数）＜10-4；微纳颗粒高折射率要求折射率＞1.5。
可选地，微纳颗粒的平均粒径为400-700nm，示例性地，微纳颗粒的平均粒径为400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm，优选地，微纳颗粒的直径为500nm。所述微纳颗粒的平均粒径是指通过电镜检测法得到的平均粒径，具体为D50中位径，例如观看500个颗粒求得D50中位径。
进一步地，微纳颗粒的质量为聚合物基底材料的质量的5%-40%，例如可以是5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%等，优选为30%-40%。
具体地，微纳颗粒可以为二氧化钛(TiO2)、硫化锌(ZnS)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氧化锌(ZnO)、氮化硼(BN)、硅酸铝(Al2SiO5)、硫酸钡(BaSO4)、碳酸钙(CaCO3)、氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、碳酸镁(MgCO3)、碳酸钡(BaCO3)、硫酸钙(CaSO4)中的任意一种或两种以上。
具体地，聚合物基底材料可以为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟树脂、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酯和间苯二甲酸酯磺酸钠共聚物、丙烯酸酯共聚物、聚乙二醇(PEG)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚偏二氯乙烯树脂(PVDC)、醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚氨酯(PU)、聚丙烯腈(PAN)、环烯烃类共聚物(COC)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、苯乙烯二甲基丙烯酸甲酯共聚物(SMMA)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚酰亚胺(PI)、醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯酯(PVAC)和聚乙烯醇缩乙醛中的任意一种或两种以上。
在一个具体实施方式中，为了获得更高的散射效率，提高反射率，微纳颗粒的折射率与聚合物基底材料的折射率差值尽可能大。优选地，聚合物基底材料的折射率与微纳颗粒的折射率之差大于0.6。示例性地，微纳颗粒和聚合物基底材料的选择组合有以下方式：
可选地，微纳颗粒为二氧化钛(TiO2)、硫化锌(ZnS)和碳化硅(SiC)中的任意一种或两种或三种，聚合物基底材料可以为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟树脂、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酯和间苯二甲酸酯磺酸钠共聚物、丙烯酸酯共聚物、聚乙二醇(PEG)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚偏二氯乙烯树脂(PVDC)、醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚氨酯(PU)、聚丙烯腈(PAN)、环烯烃类共聚物(COC)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、苯乙烯二甲基丙烯酸甲酯共聚物(SMMA)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚酰亚胺(PI)、醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯酯(PVAC)和聚乙烯醇缩乙醛中的任意一种或两种以上。
可选地，微纳颗粒为氮化硅(Si3N4)，聚合物基底材料可以为聚酯和间苯二甲酸酯磺酸钠共聚物、氟树脂、丙烯酸酯共聚物中的任意一种或两种以上。
可选地，微纳颗粒为氧化锌(ZnO)，聚合物基底材料可以为聚酯和间苯二甲酸酯磺酸钠共聚物和/或氟树脂。
可选地，微纳颗粒为氮化硼(BN)，聚合物基底材料可以为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酯和间苯二甲酸酯磺酸钠共聚物、氟树脂、聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚偏二氯乙烯树脂(PVDC)、聚乳酸(PLA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲醛(POM)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇缩甲醛、聚苯醚(PPO)、聚乙烯醇缩乙醛、聚醋酸乙烯酯(PVAC)中的任意一种或两种以上。
可选地，微纳颗粒为硅酸铝(Al2SiO5)，聚合物基底材料可以为聚丙烯腈(PAN)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)和聚苯乙烯(PS)中的任意一种或两种以上。
在一个具体实施方式中，如图3所示，超材料纺粘布可以包括N个单层纤维纺粘层10，N个单层纤维纺粘层10垂直于纤维纺粘层延伸方向(PQ向)层叠设置，N≥2；优选N的取值为5-2500，例如可为2、3、5、6、7、8、9、10、20、100、500、1000、2500等。由于上层通过单层纤维纺粘层叠加的方式使微纳颗粒垂直于纤维纺粘层延伸方向随机多层分布，使得穿透上层超材料纤维的太阳光20可以被下层超材料纤维10中的微纳颗粒11或反射孔隙（图中未示出）反射，以增强红外辐射的发射率和阳光辐射的反射率，在中红外波段（8-13μm）的发射率≥90%，在太阳辐射波段（0.3-2.5μm）的反射率≥90%，实现良好的全光谱反射效果。
在一个具体实施方式中，超材料纺粘布厚度为0.1-1.5 mm，例如可为0.1mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm，优选为0.5-1.5mm，进一步优选为0.6mm。
在一个具体实施方式中，所述超材料纤维可以为单一圆形结构，也可以为皮芯结构；所述皮芯结构超材料纤维，芯层为聚合物基底材料和微纳颗粒，皮层为聚合物基底材料；所述芯层与皮层的半径比为1:9-9:1，优选为5:5-9:1，进一步优选为8:2；所述皮层将芯层包裹形成同轴结构，降低单一结构超材料纤维表面颗粒脱落造成的吸入风险。
在一个具体实施方式中，所述超材料纺粘布包括两个或三个或四个以上的单层纤维纺粘层时，从内层至外层，各层的微纳颗粒在所述层中的聚合物基底材料中的质量分数（即各单层纤维纺粘层中颗粒掺杂浓度）可相同，也可不完全相同或完全不相同，进一步可呈梯度变化。
在一个具体实施方式中，当颗粒掺杂浓度从内层至外层呈梯度变化时，无机微纳颗粒掺杂浓度由内层至外层逐渐降低，外层可为无掺杂。
在一个具体实施方式中，当颗粒掺杂浓度从内层至外层呈梯度变化时，反射孔隙占其所在的纺粘层的体积分数从内层至外层也呈梯度变化，进一步地，单层纤维纺粘层的反射孔隙占所述单层纤维纺粘层的体积分数从内层至外层逐渐增大。
其中，所述超材料纺粘布外层无掺杂时，无掺杂单层纤维纺粘层包括超材料纤维和所述超材料纤维交织叠合形成的孔隙，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层体积的10%-90%。所述超材料纤维中完全由聚合物基底材料构成，不含微纳颗粒掺杂，且超材料纺粘布中外层无掺杂的纤维纺粘层的总厚度范围为30-100μm。
部分无机微纳颗粒在紫外波段的吸收会降低太阳辐射波段的反射率，而空气孔隙在对紫外不具有吸收作用，当外层为无掺杂纺粘层时，主要起到反射太阳辐射紫外波段(300-400nm)的作用，并可以增强超材料纺粘布整体的机械性能。在此作用基础上，无掺纤维杂纺粘层厚度需要进行限制，厚度过低时（＜30μm）无法起到良好的紫外反射作用，厚度过高时（＞100μm）会增强可见-近红外波段（400-2500nm）的吸收。因此无掺杂纺粘层厚度优选为30-100μm。相较于全掺杂的超材料纺粘无纺布，拉伸强力有所提高。
根据本申请的第二方面，提供了一种超材料纺粘布制备方法，制备方法包括：
步骤一：将聚合物基底材料和微纳颗粒混合形成全光谱反射复合材料，所述微纳颗粒的平均粒径为100-3000nm；
步骤二：将所述全光谱反射复合材料通过熔喷模头喷出形成熔体细流；
步骤三：所述熔体细流在所述熔喷模头出口处与高速热气流相遇，所述熔体细流经所述高速热气流牵伸细化，纺丝得到超材料纤维，所述超材料纤维均匀落在接收装置的卷帘滚筒上形成超材料纺粘布。
在一个具体实施方式中，将全光谱反射复合材料混合好之后，可以冷却备用。在需要时，对全光谱反射复合材料进行加热，形成熔融体，再进行步骤二的操作。
在一个具体实施方式中，步骤一中，聚合物基底材料在大气窗口波段（8-13μm）具有高发射率。可选地，聚合物基底材料可以包括含有C-F、C=O、-CH3、-CH、C–O和C–C官能团中任意一种或两种以上的有机高分子材料。
在一个具体实施方式中，步骤一中，微纳颗粒的平均粒径可以为100-3000nm。优选地，微纳颗粒的平均粒径为200-1000nm，进一步优选为400-700nm，示例性地，微纳颗粒的直径为200nm、210nm、230nm、250nm、300nm、400 nm、450nm、500 nm、550nm、600 nm、650nm、700nm、800nm、900nm、950nm、970nm、990nm、1000nm等，优选地，微纳颗粒的平均粒径为500nm。
在一个具体实施方式中，步骤二中，熔融体经熔体过滤器过滤，再经计量泵定量挤出，挤出的熔融通过熔喷模头喷出形成熔体细流。熔体细流的纺丝温度参考聚合物基底材料的熔点进行设定。
在一个具体实施方式中，步骤二中，熔体细流的纺丝温度为170-300℃。示例性地，纺丝温度可以为170℃、200℃、220℃、250℃、270℃、300℃等。
在一个具体实施方式中，步骤二中，计量泵流速为15-40r/min，示例性地，计量泵流速为可以为15 r/min、20r/min、25r/min、30r/min、35r/min、40r/min等，优选为20-30r/min。
在一个具体实施方式中，步骤三中，所述熔体细流在所述熔喷模头出口处与高速热气流相遇，所述熔体细流经所述高速热气流牵伸细化，纺丝得到超材料纤维，所述超材料纤维均匀落在接收装置的卷帘滚筒上，当在滚筒上快速滚动一周，则落在卷帘滚筒上的超材料纤维形成单层纤维纺粘层。
在一个具体实施方式中，步骤三中，所述熔体细流在所述熔喷模头出口处与高速热气流相遇，所述熔体细流经所述高速热气流牵伸细化，纺丝得到超材料纤维，所述超材料纤维均匀落在接收装置的卷帘滚筒上，控制卷帘滚筒的圈数N，通过反复熔喷，以获得包括N个单层纤维纺粘层的超材料纺粘布。
在一个具体实施方式中，热气流温度参考聚合物基底材料的熔点进行设定。具体地，高速热气流温度为160-485℃，示例性地，高速热气流温度可以为160℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、485℃等。
在一个具体实施方式中，接收距离为30-70cm，示例性地，接收距离，所述接收距离为熔喷摸头与卷帘滚筒纤维接收面的距离可以为30cm、40cm、50cm、60cm、70cm等，其中，优选为40-60cm；卷帘滚筒的卷绕速度为5-45m/min，例如，卷绕速度可以为5m/min、10m/min、15m/min、20m/min、25m/min、30m/min、35m/min、40m/min、45m/min等，其中，优选为15-35m/min。
在一个具体实施方式中，在步骤三之后，还可以对超材料纺粘布进行热轧粘合加固，热轧温度参考聚合物基底材料的玻璃化转变温度进行设定。具体地，热轧机的热轧温度为30-150℃，例如可为30℃、60℃、90℃、120℃、150℃等；热轧机的卷绕速度为4-60m/min，例如，4m/min、10m/min、15m/min、20m/min、25m/min、30m/min、35m/min、40m/min、45m/min、50m/min、55m/min、60m/min等，优选为10-40m/min；热轧粘合后的超材料纺粘布厚度为0.1-1.5mm，例如，0.1mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm，优选为0.5-1.5mm，进一步优选为0.6mm。
通过热处理的方式，将各单层纤维纺粘层中的纤维聚合物软化，并通过物理方式进行粘结，待冷却固化后形成稳定的纤维网格结构以保持微纳颗粒高含量掺杂下超材料纺粘布的整体机械强度。
根据本申请的第三方面，还提供了一种由前述任一实施方式所述的超材料纺粘布的制备方法制备得到的超材料纺粘布。
本申请的超材料纺粘布，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和所述超材料纤维交织叠合形成的孔隙,所述超材料纤维包括聚合物基底材料和微纳颗粒，分别通过控制反射孔隙的直径、反射孔隙的总体积占所述纺粘布体积的百分比、微纳颗粒的平均粒径、微纳颗粒的掺杂浓度、以及微纳颗粒和聚合物基底材料的种类，使得中红外(8-13μm)发射率达到89%以上，甚至可以达到94%，太阳辐射(0.3-2.5μm)反射率达到86%以上，甚至可以达到95%。
实施例
为了更好的说明本申请的技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本申请作进一步说明。本申请未详细说明的工艺参数、原料等均按照本领域常规技术手段进行。
下述实施例中，利用傅里叶变换红外光谱仪结合积分球测试纺粘布在中红外（8-13μm）波段的发射率；利用UV-VIS-NIR分光光度计结合积分球测试纺粘布在太阳辐射（0.3-2.5μm）波段的反射率。
下述实施例中，各原料名称和来源如下：
二氧化钛（肖晁纳米，XH-TiO2-500）
氧化锌（宣城晶瑞新材料VK-J500）
聚对苯二甲酸乙二酯（嘉兴逸鹏化纤有限公司大有光切片）
聚丙烯（上海石化Y2600T）
聚偏氟乙烯（Solef 6008）
聚乳酸（道达尔LX175）
实施例1
将600g的PET颗粒与400g粒径为0.1μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为280℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为290℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以15r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为60cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为0.1-0.2μm、反射孔隙体积为50%的超材料纺粘布。
实施例2
将600g的PLA颗粒与400g粒径为0.2μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为200℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以15r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为60cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为0.1-0.2μm、反射孔隙体积为50%的超材料纺粘布。
实施例3
将600g的PLA颗粒与400g粒径为1μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为200℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以40r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为60cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为1-3μm、反射孔隙体积为50%的超材料纺粘布。
实施例4
将600g的PLA颗粒与400g粒径为3μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为200℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以15r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为60cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为1-3μm、反射孔隙体积为50%的超材料纺粘布。
实施例5
将600g的PLA颗粒与400g粒径为0.5μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为200℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为40cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为0.4-0.7μm、反射孔隙体积为50%的超材料纺粘布。
实施例6
将600g的PLA颗粒与400g粒径为0.35μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为200℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为45cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为25m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为0.3-0.9μm、反射孔隙体积为50%的超材料纺粘布。
实施例7
将600g的PLA颗粒与400g粒径为0.5μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为200℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为40cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为15m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为0.4-0.7μm、反射孔隙体积为85%的超材料纺粘布。
实施例8
将950g的PLA颗粒与50g粒径为0.5μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为200℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为40cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为0.4-0.7μm、反射孔隙体积为50%的超材料纺粘布。
实施例9
将600g的PLA颗粒与400g粒径为0.5μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为200℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为40cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为0.4-0.7μm、反射孔隙体积为50%的超材料纺粘布。
实施例10
将600g的PP颗粒与400g粒径为0.5μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为200℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为40cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为0.4-0.7μm、反射孔隙体积为50%的超材料纺粘布。
实施例11
将600g的PLA颗粒与400g粒径为0.5μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为200℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到40%无机微纳颗粒掺杂的超材料纤维并在接收距离为40cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为40m/min；再将原料换为PLA颗粒，在同一网帘上进行纺丝成网，卷帘滚筒的卷绕速度为15m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为0.4-0.7μm、底层反射孔隙体积为15%、底层无机微纳颗粒掺杂量为40%、顶层反射孔隙体积为85%，顶层无机微纳颗粒掺杂量为0%的超材料纺粘布。
实施例12
将950g的PVDF颗粒与50g粒径为0.5μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为210℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为5%的全光谱反射复合材料。将600g的PVDF颗粒与400g粒径为0.5μm的TiO2颗粒用相同步骤熔融挤出后得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将无机微纳颗粒掺杂量为40%的复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为220℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到40%无机微纳颗粒掺杂的超材料纤维并在接收距离为40cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为40m/min；再将原料换为无机微纳颗粒掺杂量为5%的全光谱反射复合材料，在同一网帘上进行纺丝成网，卷帘滚筒的卷绕速度为15m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为0.4-0.7μm、底层反射孔隙体积为15%、底层无机微纳颗粒掺杂量为40%、顶层反射孔隙体积为85%，顶层无机微纳颗粒掺杂量为5%的超材料纺粘布。
实施例13
取实施例2的全光谱反射复合材料以及实施例3的全光谱反射复合材料。
将实施例3的全光谱反射复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以15r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为60cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；再将原料换为实施例2的全光谱反射复合材料，将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以40r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为30cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙体积为50%、无机微纳颗粒掺杂量为40%、底层反射孔径为1-3μm，掺杂颗粒粒径为1μm，顶层反射孔径为0.1-0.2μm，掺杂颗粒粒径为0.2μm的超材料纺粘布。
实施例14
取实施例2的全光谱反射复合材料以及实施例5的全光谱反射复合材料。
将实施例5的全光谱反射复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为60cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；再将原料换为实施例2的全光谱反射复合材料，将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以40r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为30cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙体积为50%、无机微纳颗粒掺杂量为40%、底层反射孔径为0.4-0.7μm，掺杂颗粒粒径为0.5μm，顶层反射孔径为0.1-0.2μm，掺杂颗粒粒径为0.2μm的超材料纺粘布。
实施例15
取实施例2的全光谱反射复合材料以及实施例6的全光谱反射复合材料。
将实施例6的全光谱反射复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为45cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；再将原料换为实施例2的全光谱反射复合材料，将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以15r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为60cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙体积为50%、无机微纳颗粒掺杂量为40%、底层反射孔径为0.3-0.9μm，掺杂颗粒粒径为0.35μm，顶层反射孔径为0.1-0.2μm，掺杂颗粒粒径为0.2μm的超材料纺粘布。
实施例16
取实施例3的全光谱反射复合材料以及实施例5的全光谱反射复合材料。
将实施例5的全光谱反射复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为40cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；再将原料换为实施例3的全光谱反射复合材料，将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以40r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为30cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙体积为50%、无机微纳颗粒掺杂量为40%、底层反射孔径为0.4-0.7μm，掺杂颗粒粒径为0.5μm，顶层反射孔径为1-3μm，掺杂颗粒粒径为1μm的超材料纺粘布。
实施例17
取实施例3的全光谱反射复合材料以及实施例6的全光谱反射复合材料。
将实施例6的全光谱反射复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为45cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；再将原料换为实施例3的全光谱反射复合材料，将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以40r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为30cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙体积为50%、无机微纳颗粒掺杂量为40%、底层反射孔径为0.3-0.9μm，掺杂颗粒粒径为0.35μm，顶层反射孔径为1-3μm，掺杂颗粒粒径为1μm的超材料纺粘布。
实施例18
取实施例5的全光谱反射复合材料以及实施例6的全光谱反射复合材料。
将实施例6的全光谱反射复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为45cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；再将原料换为实施例5的全光谱反射复合材料，将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为40cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为30m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙体积为50%、无机微纳颗粒掺杂量为40%、底层反射孔径为0.3-0.9μm，掺杂颗粒粒径为0.35μm，顶层反射孔径为0.4-0.7μm，掺杂颗粒粒径为0.5μm的超材料纺粘布。
实施例19
将600g的PLA颗粒与400g粒径为0.5μm的TiO2颗粒混合后加入双螺杆挤出机进料口，设置加热温度为200℃，挤出的熔融铸带通过常温水浴凝固，铸带通过引导轮至切片机进行切粒，得到无机微纳颗粒掺杂量为40%的全光谱反射复合材料。
将复合材料干燥后投入大螺杆中熔融挤出，设置加热温度为210℃，挤出的熔融体经熔体过滤器过滤，并经计量泵以30r/min的转速定量输送纺丝、冷却后进行气流牵引，得到超材料纤维并在接收距离为40cm的网帘上成网，卷帘滚筒的卷绕速度为45m/min；利用轧机进行热轧粘合加固，制得反射孔隙孔径为0.4-0.7μm、反射孔隙体积为10%的超材料纺粘布。
表1 红外发射率和反射率测定结果
Figure 136868DEST_PATH_IMAGE001
表1为各实施例和对比例的超材料纺粘布的红外发射率和反射率测定结果。其中，对比例1为从口罩样品中取得的普通纺粘布，聚合物基体材料为聚丙烯，未掺杂微纳颗粒，直径为100nm-3000nm的反射孔隙占比＜10%。
以上仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

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.根据权利要求1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%。
3.根据权利要求1所述的超材料纺粘布，其特征在于，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%。
4.根据权利要求1所述的超材料纺粘布，其特征在于，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%。
5.根据权利要求1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%。
6.根据权利要求1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.根据权利要求1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。
8.根据权利要求1所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述微纳颗粒选自二氧化钛(TiO2)、硫化锌(ZnS)、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氧化锌(ZnO)、氮化硼(BN)、硅酸铝(Al2SiO5)、硫酸钡(BaSO4)、碳酸钙(CaCO3)、氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、碳酸镁(MgCO3)、碳酸钡(BaCO3)和硫酸钙(CaSO4)中的任意一种或两种以上。
9.根据权利要求1所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述聚合物基底材料选自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟树脂、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酯和间苯二甲酸酯磺酸钠共聚物、丙烯酸酯共聚物、聚乙二醇(PEG)、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚偏二氯乙烯树脂(PVDC)、醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇(PVA)、聚乳酸(PLA)、聚氨酯(PU)、聚丙烯腈(PAN)、环烯烃类共聚物(COC)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、苯乙烯二甲基丙烯酸甲酯共聚物(SMMA)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚酰亚胺(PI)、醋酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯酯(PVAC)和聚乙烯醇缩乙醛中的任意一种或两种以上。
10.根据权利要求1所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述微纳颗粒的质量为所述聚合物基底材料的质量的5%-40%。
11.根据权利要求1所述的超材料纺粘布，其特征在于，所述超材料纺粘布包括N个所述单层纤维纺粘层，N个所述单层纤维纺粘层层叠设置，N≥2。
12.根据权利要求11所述的超材料纺粘布，其特征在于，N个所述单层纤维纺粘层，各层中的微纳颗粒的质量占所述层中的聚合物基底材料的质量的百分比不完全相同或完全不相同。
13.根据权利要求11所述的超材料纺粘布，其特征在于，N个所述单层纤维纺粘层，各层中的反射孔隙的总体积占所述单层纤维纺粘层体积的百分比不完全相同或完全不相同。
14.一种超材料纺粘布的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将聚合物基底材料和微纳颗粒混合形成全光谱反射复合材料，所述微纳颗粒的平均粒径为100-3000nm；
将所述全光谱反射复合材料通过熔喷模头喷出形成熔体细流；
所述熔体细流在所述熔喷模头出口处与高速热气流相遇，所述熔体细流经所述高速热气流牵伸细化，纺丝得到超材料纤维，所述超材料纤维均匀落在接收装置的卷帘滚筒上形成超材料纺粘布。
15.一种由权利要求14所述的超材料纺粘布的制备方法制备得到的超材料纺粘布。
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