[發明專利]一種多層復合結構的納米纖維窗紗材料及其復合方法

有效

• 申請號: 201710629784.8
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107498960B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 丁彬;廖亞龍;趙興雷;李玉瑤;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B32B27/02
• 分類號: B32B27/02;B32B27/08;B32B27/12;B32B27/30;B32B27/32;B32B27/34;B32B27/36;B32B37/06;B32B37/12;E06B9/52
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王婧

1.一種多層復合結構的納米纖維窗紗材料，其特征在于，包括從下到上依次設置的紗網基材(1)、納米纖維層(2)和覆蓋層(3)，其中，所述的納米纖維層(2)的上表面設有利用溶劑靜電噴霧技術形成的融接點，利用熱粘合的復合方法借助于該融接點將覆蓋層(3)粘結在納米纖維層(2)上；所述的多層復合結構的納米纖維窗紗材料的復合方法包括：將納米纖維沉積在紗網基材(1)上形成納米纖維層(2)后，利用溶劑靜電噴霧技術在納米纖維層(2)的上表面形成融接點，該融接點的深度小于納米纖維層(2)的厚度、面積小于納米纖維層(2)的孔徑，從而不會對納米纖維層(2)的原有結構造成影響，利用熱粘合的復合方法借助于該融接點將覆蓋層(3)粘結在納米纖維層上，使紗網基材(1)、納米纖維層(2)和覆蓋層(3)形成具有一定花紋圖案的三層復合結構；所述的溶劑靜電噴霧技術的具體步驟包括：將溶劑灌注在固定在滑臺上的注射器中，通過同步調節滑臺往復速度和接收基板運動速度，使溶劑霧化而成的液滴以折線形式噴涂在納米纖維層(2)表面，溶解表層納米纖維形成融接點，通過調節滑臺和的接收基板的運動速度控制融接點的分布密度；通過調節電壓的大小來控制納米纖維層(2)表面的融接點的大小和深度。

2.如權利要求1所述的多層復合結構的納米纖維窗紗材料，其特征在于，所述的溶劑為乙醇、甲酸、四氫呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亞砜、甲苯、N-甲基吡咯烷酮和甲基乙基酮中的一種或兩種以上的混合物；所述的滑臺往復速度為10～100cm/min，滑臺運動總路程為20～200cm，接收基板運動速度為10～200cm/min，融接點分布密度為1～8個/cm²；所述的靜電噴霧的電壓為10～100kV，融接點的形狀為圓形，直徑為1～10μm，深度為10～100μm；所述的靜電噴霧的其他工藝參數包括接收距離3～40cm，灌注速度0.1～10ml/h，溫度15～35℃，濕度15～90％。

3.如權利要求1所述的多層復合結構的納米纖維窗紗材料，其特征在于，所述的納米纖維層(2)的厚度為100～900μm，納米纖維層(2)與覆蓋層(3)的結合牢度為5～100MPa。

4.如權利要求1所述的多層復合結構的納米纖維窗紗材料，其特征在于，所述的紗網基材(1)為尼龍、聚酯、聚氯乙烯、聚乙烯、金屬絲、碳纖維或玻纖；所述的紗網基材(1)采用單絲或復絲進行編織或針織工藝制成，絲徑為0.01～0.8mm，網眼目數為10～200目，克重為10～1000g/m²，厚度為0.01～1mm。

5.如權利要求1所述的多層復合結構的納米纖維窗紗材料，其特征在于，所述的納米纖維層(2)的纖維直徑為0.08～4μm，孔徑為3～15μm，納米纖維層(2)的克重為0.01～30g/m²，納米纖維層的孔隙率≥80％；所述的納米纖維的成分為聚全氟乙丙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯、尼龍6、尼龍66、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己內酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚以及聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一種或以上。

6.如權利要求1所述的多層復合結構的納米纖維窗紗材料，其特征在于，所述的覆蓋層的材質為聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、纖維素、聚丙烯腈、聚酰胺、金屬絲、碳纖維或玻纖，克重為10～300g/m²。

7.如權利要求1所述的多層復合結構的納米纖維窗紗材料，其特征在于，所述熱粘合的復合方法為熱熔粘合、熱軋粘合及超聲波粘合中的一種。

8.如權利要求1所述的多層復合結構的納米纖維窗紗材料，其特征在于，所述的花紋圖案由納米纖維層(2)和覆蓋層(3)經熱粘合復合后形成的粘合點構成；所述花紋圖案及粘合點的形狀為圓形、橢圓形、三角形、矩形、菱形、梯形、波浪形、五邊形、六邊形、八邊形及十二邊形中的一種或幾種組合，粘合點的面積大小為0.01～1cm²；所述粘合點構成非圓形花紋圖案的結構單元圖案的邊長為0.5～50cm，邊與邊構成的銳角角度大小為θ，相鄰粘合點與粘合點之間的距離為0.2～5cm，結構單元圖案粘合點的總個數≥3；所述粘合點構成圓形或橢圓形花紋圖案的結構單元圖案的曲率半徑為0.5～30cm，相鄰粘合點與粘合點之間的距離為0.2～5cm，結構單元圖案粘合點的總個數≥3；所述的多層復合結構的納米纖維窗紗材料對0.008μm～2μm顆粒的過濾效率≥90％，阻力壓降≤60Pa。