[發明專利]交聯聚苯乙烯微球填充的復合多曲孔膜材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201510587050.9
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN105070871A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 侯豪情;李春根;周剛勇;熊天柔;馮艷;朱麗;周松智
• 申請（專利權）人: 江西師范大學
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;H01G11/52;H01G11/84
• 代理公司: 北京兆君聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11333
• 代理人: 劉俊玲

1.一種納米復合多曲孔膜材料，其特征在于：它以聚酰亞胺(PI)納米纖維非織造布為基材，基材孔隙中填充有交聯聚苯乙烯納米微球(CPS-NP)；所述的CPS-NP，其直徑在50-200nm之間，熔融溫度高于300℃，占納米復合多曲孔膜材料總重量的20-60％；所述的PI納米纖維非織造布是厚度在9-38μm之間、孔隙率在60-80％之間、纖維直徑在0.5μm以下的電紡PI納米纖維非織造布。

2.權利要求1所述的材料，其特征在于：所述的納米復合多曲孔膜材料，其孔隙率在30-50％之間，表面平均孔徑在50-300nm之間，厚度在10-40μm之間。

3.權利要求1所述的材料，其特征在于：通過用含有10-20％wt所述CPS-NP的水基懸浮液涂布或浸漬PI納米纖維非織造布，使懸浮液滲透填滿PI納米纖維非織造布的孔隙，再經100-200℃高溫烘干制得。

4.權利要求3所述的材料，其特征在于：按重量百分比計，所述的水基懸浮液由45-75％的含25-40％所述CPS-NP的乳液、1-5％的粘合劑、0.1-1％的分散劑和余量的水混合制備而成。

5.權利要求4所述的材料，其特征在于：所述的粘合劑選自聚丙烯酸酯類粘合劑，優選丙烯酸丁酯-丙烯酸異辛酯共聚物；所述的分散劑為聚丙烯酸銨。

6.權利要求4所述的材料，其特征在于：所述的水基懸浮液的絕對粘度為15～25mPa·S，優選為17～22mPa·S。

7.一種制備權利要求1所述的納米復合多曲孔膜材料的方法，是以含所述CPS-NP的低粘度水基懸浮液和電紡PI納米纖維非織造布為原材料，通過表面涂敷滲透或浸漬涂敷滲透的方法，將所述的CPS-NP填進電紡PI納米纖維非織造布的孔隙中，在較低溫度烘干后，升溫至較高溫度使粘合劑在CPS-NP間及顆粒與PI納米纖維間進行粘合。

8.權利要求7所述的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

1)配制水基懸浮液：

按重量百分比計，將45-75％的含25-40％所述交聯聚苯乙烯納米微球的乳液、0.1％-1.0％的分散劑、1.0-5.0％的粘合劑和余量的水混合后在4000-6000轉/min的轉速下乳化，形成絕對粘度在15-25mPa·S的、所述CPS-NP的含量在10-20％wt的水基懸浮液；

2)填充納米顆粒：

將步驟1)配制的水基懸浮液在水平板上鋪平形成一定厚度的懸浮液膜，然后將所述的電紡PI納米纖維非織造布覆蓋在所述的懸浮液膜上，懸浮液滲進電紡PI納米纖維非織造布中，待納米纖維布上層濕透，揭起PI納米纖維非織造布；

3)干燥粘結成型

將步驟2)得到的電紡PI納米纖維非織造布先在80～100℃下熱烘8～12min，再升溫至180～200℃熱處理3～6min,使CPS-NP間以及它們與PI納米纖維間因粘合劑的熔融而充分粘結形成所述的納米復合多曲孔膜材料。

9.權利要求8所述的方法，其特征在于：步驟1)所述的粘合劑為聚丙烯酸酯，優選丙烯酸丁酯-丙烯酸異辛酯共聚物；所述的分散劑為聚丙烯酸銨。

10.權利要求8所述的方法，其特征在于：驟3)是將步驟2)得到的電紡PI納米纖維非織造布先在100℃下熱烘10min，再升溫至200℃熱處理5min。