一种基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革的制备方法

本发明属于智能材料领域，尤其涉及一种基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革的制备方法。

背景技术：

1、现有的红外隐身材料还存在稳定性不足的问题，红外隐身性能易受到环境因素的影响，如温度、湿度等。此外穿戴设备无论是在军事还是在日常生活中，往往需要应对复杂和动态的环境，为了应对复杂和动态的环境，使用单功能材料不再满足于实际应用挑战，因此亟需开发一种红外隐身与人体热管理多功能材料，来应对复杂多变的环境。

2、导电银浆与皮革结合可以降低皮革表面的红外发射率，从而达到红外隐身的目的，皮革表面的银片大量堆积形成导电网络，优异的导电性使得皮革拥有出色的电热能力。然而研究者通常需要采用特殊的合成方法和纳米结构控制技术，以确保材料具有所需的红外隐身性能。这些工艺通常比较复杂，且对设备和技术的要求较高，增加了制备的难度及成本。因此市场亟需开发一种面向制备工艺简单，成本较低，具备规模化生产的潜力的一种红外隐身与人体热管理可穿戴皮革。

技术实现思路

1、本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种抗弯强度高、耐磨性好、人体热舒适温度理想以及具备红外隐身功能的可穿戴皮革的制备方法。

2、为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

3、一种基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革的制备方法，可按照如下步骤实施：

4、（1）将皮革浸入无水乙醇溶液，进行超声清洗后，用去离子水洗净，在自然状态下晾干；

5、（2）将导电银浆加入至银浆稀释剂中浸泡并搅拌分散，制得导电银浆溶液；

6、（3）将步骤（2）所得导电银浆溶液涂布在步骤（1）所得皮革纹理面上；

7、（4）将步骤（3）所得皮革自然晾干固化后，即得目的产物。

8、进一步地，步骤（2）中，所述导电银浆与银浆稀释剂的质量比依次为1:2～5。

9、进一步地，步骤（2）中，所述导电银浆中含有质量百分含量20～36％的纳米银线，纳米银线直径小于35nm，长度为2～6μm。根据实际设计需要，上述纳米银线参数可以进行适应性调整。

10、进一步地，步骤（3）中，所述涂布层的厚度为20～60μm。根据实际设计需要，上述涂布层厚度参数可以进行适应性调整。

11、进一步地，步骤（1）中，将10～150g的皮革浸入500ml的无

12、水乙醇溶液，并置于超声波机中超声清洗5～20min，超声结束后用去离子水洗净，在自然状态下晾干。

13、进一步地，步骤（2）中，称取5～15g的导电银浆，加入至10～75g的银浆稀释剂中，浸泡30min，通过机械搅拌的方法搅拌10～20 min，使导电银浆在银浆溶液中分散均匀。

14、进一步地，步骤（4）中，将步骤（3）所得皮革在自然状态下晾干，晾干后置于90℃烘箱固化20～60min。

15、本发明提出以皮革为基材，导电银浆借助银离子和粘合剂(丙烯酸)的作用与胶原纤维束表面形成物理纠缠和化学螯合。皮革通过氢键等作用力被牢固吸附，构筑一种基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革。该皮革的银浆涂布面中红外发射率低至28%（参见图1），使得皮革具有红外隐身能力，能够让穿戴者躲避红外探测；该皮革具有出色的热管理能力，电热温度可通过改变驱动电压任意调节（参见图2），主动的焦耳加热可以有效地保证人体的热舒适温度。该皮革的电磁干扰屏蔽效能为46db（参见图3），能够保护人体免受电磁污染的伤害；银浆与皮革之间的强结合牢度，能确保多功能可穿戴皮革的耐用性。

16、本发明通过可扩展的刷涂技术，将导电银浆刷涂到皮革的纹理面，得到一种基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革。皮革经过银浆修饰后，皮革表面会出现大量的银片，银片堆积在一起有利于形成导电网络，使皮革拥有优异的导电性，优异的导电性使皮革在0.3v的低电压下，电热温度可以接近人体核心温度36～37℃，且电热温度可以通过改变驱动电压任意调节。同时，银浆在皮革表面分布均匀并能够完全覆盖，使皮革具有低红外发射率，能达到优异的红外隐身效果。另外，导电银浆和皮革之间的强结合力，使得可穿戴皮革在经过多次摩擦、弯折和洗涤后仍然具有良好的红外隐身和人体热管理性能。皮革未经过修饰的一侧保留了质地柔软的特点，这种柔软的性能够贴合穿戴者的身体曲线减少摩擦和不适感。此外，涂布层厚度小于20μm会降低可穿戴皮革的导电性能，影响其使用效果。涂布层厚度大于60μm会降低可穿戴皮革的透气性。导电银浆中纳米银线含量既要考虑到稳定的阻值，还要受固化特性、粘接强度。导电银浆中纳米银线含量过小会降低导电率，影响皮革红外发射率及导电性能，过大则会影响可穿戴皮革的柔性及抗弯曲性。本发明采用导电银线取代银粉，以少量的银线可以在皮革纹理面导电材料中形成优秀的导电网络，提供优异的导电性能，并且由于导电银线的量较少，保障了纳米银线导电银浆固化成膜后银导体的粘结力优于传统导电银浆中银导体的粘结力。

技术特征：

1.一种基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革的制备方法，其特征在于，按照如下步骤实施：

2.根据权利要求1所述一种基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述银浆稀释剂包括导电银浆与丙烯酸；其中，导电银浆与丙烯酸的质量比为1:2～5。

3.根据权利要求2所述基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述导电银浆中含有质量百分含量20～36％的纳米银线，纳米银线直径小于35nm，长度为2～6μm。

4.根据权利要求1～3任一所述基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，涂布层的厚度为20～60μm。

5.根据权利要求4所述基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，将10～150g的皮革浸入500ml的无水乙醇溶液，并置于超声波机中超声清洗5～20min，超声结束后用去离子水洗净，在自然状态下晾干。

6.根据权利要求5所述基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，称取5～15g的导电银浆，加入至10～75g的银浆稀释剂中，浸泡30min，通过机械搅拌的方法搅拌10～20min，使导电银浆在银浆溶液中分散均匀。

7.根据权利要求6所述基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，将步骤（3）所得皮革在自然状态下晾干，晾干后置于90℃烘箱固化20～60min。

技术总结
本发明属于智能材料领域，尤其涉及一种基于红外隐身与人体热管理可穿戴皮革的制备方法，按照如下步骤实施：（1）将皮革浸入无水乙醇溶液，进行超声清洗后，用去离子水洗净，在自然状态下晾干；（2）将导电银浆加入至导电银浆稀释剂中浸泡并搅拌分散；（3）将所得导电银浆溶液涂布在步骤（1）所得皮革纹理面上；（4）将所得皮革自然晾干固化后，即得目的产物。本发明制得的皮革制品具有抗弯强度高、耐磨性好和可躲避红外探测，同时具备电磁屏蔽能力和人体热舒适温度理想等特点。

技术研发人员：梁天宇,李阳,钟克利,汤立军,龚逸茹,王一同,刘佳奇
受保护的技术使用者：渤海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/10/14