使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法与流程

本发明涉及一种红外伪装和防护材料技术，尤其是一种使用天然染料(叶绿素铜钠/洋葱色素)制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法。

背景技术：

1、红外伪装和防护材料在现代军事和安全技术中具有重要的应用价值。随着探测技术的迅猛发展，特别是高光谱成像技术的普及，传统的伪装手段在面对新型探测设备时显得力不从心。高光谱成像能够在380～2500nm范围内捕捉物体的详细光谱信息，使得目标物体即使在夜间也容易被识别和区分。因此，仅依靠可见光伪装已无法满足现代战场的需求，必须开发出在可见光和近红外波段均具备伪装效果的材料。

2、在陆地环境中，森林是常见的背景之一，绿叶成为伪装的重要模拟对象。模拟绿叶的光谱特性不仅要在外观颜色上相似，还需使伪装材料的光谱反射率与绿叶高度一致，以应对高光谱探测设备的侦查。传统的伪装材料主要依赖于合成染料或无机颜料，尽管它们能够在一定程度上模拟绿叶的光谱特性，但这些材料往往具有一定的毒性和环境危害，并且在光谱匹配度和长期稳定性方面存在不足。

3、近年来，随着绿色环保理念的兴起，天然染料因其来源广泛、无毒无害和环境友好等优点，逐渐受到关注。天然染料不仅在光谱特性上更接近绿叶，而且在应用过程中对环境的影响较小。已有研究使用天然染料模拟绿叶的光谱特性，取得了伪装效果。因此，开发使用天然染料的红外伪装材料具有重要的研究意义和应用前景。

技术实现思路

1、发明目的在于：提供一种使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，通过染色技术模拟绿叶的光谱特性，达到优异的伪装效果。

2、技术方案：本发明所述的使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，包括如下步骤：

3、步骤1，制备阳离子改性溶液，并利用阳离子改性溶液对待处理的棉织物进行阳离子改性处理；

4、步骤2，将洗净后的紫色洋葱表皮浸泡在水溶剂中，并对水溶剂进行加热，浸泡后再对水溶剂进行过滤和浓缩处理制得洋葱色素；

5、步骤3，配制叶绿素铜钠以及洋葱色素的混合染液；

6、步骤4，利用混合染液对改性处理后的棉织物进行上染处理。

7、进一步的，步骤1中，在对棉织物进行阳离子改性处理时：

8、将棉织物浸泡在阳离子改性溶液中，浴比为1:50，阳离子改性溶液为2,3-环氧丙基三甲基氯化铵和氢氧化钠的混合溶液。

9、进一步的，混合溶液中2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的浓度为18～20g/l。

10、进一步的，混合溶液中氢氧化钠的浓度为5～7g/l。

11、进一步的，步骤1中，在对棉织物进行阳离子改性处理时，处理温度为60～70℃，处理时间为30～40min。

12、进一步的，步骤1中，在对棉织物进行阳离子改性处理时，将处理后的棉织物依次经过浸轧、水洗、酸洗、水洗以及烘干处理。

13、进一步的，酸洗处理采用的是盐酸和水的混合溶液，且混合溶液的ph值为6～7。

14、进一步的，步骤2中，对水溶剂进行加热时，加热温度为80～90℃，加热时间为50～60min。

15、进一步的，步骤3中，混合染液中叶绿素铜钠的浓度为19～21％owf。

16、进一步的，步骤3中，混合染液中洋葱色素占混合染液的质量比例为20～80wt％。

17、进一步的，步骤4中，进行上染处理时，上染温度为60～70℃，上染时间为50～60min，浴比为1:50。

18、进一步的，步骤4中，进行上染处理时，上染后对棉织物水洗以及烘干处理。

19、本发明与现有技术相比，其有益效果是：染色后的棉织物在380～1200nm范围内的光谱性能与绿叶相似度可高达0.96，在1200～2500nm波段的光谱相似度为0.85，在380～2500nm波段的光谱相似度为0.76，能够有效伪装于林地环境中，显著提高了伪装效果；采用天然染料叶绿素铜钠和洋葱色素，避免了传统染料中可能存在的环境污染问题，符合绿色发展的要求；制备方法简单高效，适用于大规模生产，能够在不显著增加成本的情况下，实现高质量的伪装棉织物制备；染色棉织物不仅具备优异的可见光和近红外伪装性能，还具有紫外防护和抗氧化功能，为制备具有多重防护功能的伪装材料提供了可能。

技术特征：

1.一种使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，其特征在于，步骤1中，在对棉织物进行阳离子改性处理时：

3.根据权利要求2所述的使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，其特征在于，混合溶液中2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的浓度为18～20g/l。

4.根据权利要求2所述的使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，其特征在于，混合溶液中氢氧化钠的浓度为5～7g/l。

5.根据权利要求1所述的使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，其特征在于，步骤1中，在对棉织物进行阳离子改性处理时，处理温度为60～70℃，处理时间为30～40min。

6.根据权利要求1所述的使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，其特征在于，步骤1中，在对棉织物进行阳离子改性处理时，将处理后的棉织物依次经过浸轧、水洗、酸洗、水洗以及烘干处理。

7.根据权利要求6所述的使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，其特征在于，酸洗处理采用的是盐酸和水的混合溶液，且混合溶液的ph值为6～7。

8.根据权利要求1所述的使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，其特征在于，步骤2中，对水溶剂进行加热时，加热温度为80～90℃，加热时间为50～60min。

9.根据权利要求1所述的使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，其特征在于，步骤3中，混合染液中叶绿素铜钠的浓度为19～21％owf。

10.根据权利要求1所述的使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，其特征在于，步骤3中，混合染液中洋葱色素占混合染液的质量比例为20～80wt％。

11.根据权利要求1所述的使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，其特征在于，步骤4中，进行上染处理时，上染温度为60～70℃，上染时间为50～60min，浴比为1:50。

12.根据权利要求1所述的使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，其特征在于，步骤4中，进行上染处理时，上染后对棉织物水洗以及烘干处理。

技术总结
本发明公开了一种使用天然染料制备可见光和近红外伪装棉织物的制备方法，步骤包括：制备阳离子改性溶液，并利用阳离子改性溶液对待处理的棉织物进行阳离子改性处理；将紫色洋葱表皮浸泡在水溶剂中，并对水溶剂进行加热，浸泡后再对水溶剂进行过滤和浓缩处理制得洋葱色素；配制叶绿素铜钠以及洋葱色素的混合染液；利用混合染液对改性处理后的棉织物进行上染处理。该制备方法获得的染色棉织物在380～1200nm范围内的光谱性能与绿叶相似度可高达0.96，在1200～2500nm波段的光谱相似度为0.85，在380～2500nm波段的光谱相似度为0.76，能够有效伪装于林地环境中，显著提高了伪装效果。

技术研发人员：杨明,周洋,杨玉华,于坤,李庆
受保护的技术使用者：江苏华宏昌明科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/19