[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

本發明提供了一種多層復合結構的納米纖維窗紗材料及其制備方法。所述的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、納米纖維層和覆蓋層，其中，所述的納米纖維層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粘結在納米纖維層上。本發明制備工藝簡單，成本低廉，制備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，且使用壽命長，在室內空氣凈化及除塵技術領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于納米纖維領域，涉及一種多層復合結構的納米纖維窗紗材料的復合方法，特別是在納米纖維功能層的表面一定深度范圍內形成均勻的融接點，從而增強納米纖維層與覆蓋保護層的結合牢度，再利用熱粘合的復合方法使紗網基材、納米纖維功能層和覆蓋層形成具有一定花紋圖案的三層復合結構。

背景技術

近年來我國大部分地區持續出現的霧霾污染問題嚴重威脅著人們的身體健康，在霧霾環境下開窗換氣與室內潔凈成為矛盾體，現有防霧霾窗紗普遍存在過濾效率低的問題，納米纖維具有纖維直徑小、孔徑小、比表面積大、孔隙率高等結構特點，將其與窗紗相結合可制備出高效低阻防霧霾窗紗材料。現有防霧霾納米纖維窗紗材料在實際使用過程中納米纖維功能層易受外力作用產生結構的破損，從而導致過濾性能下降和使用壽命的縮減，因此常利用覆層加固的方式延長納米纖維功能層的使用壽命。

公開的制備靜電紡納米纖維窗紗過濾材料的復合方法有：“一種防霧霾納米窗紗及其制作方法”(CN201510605095.4)，復合步驟中在聚合物的骨架上涂覆有親水性聚乙烯醇粘合劑將兩層骨架進行粘合。“一種防紫外線玻璃纖維窗紗”(CN204541704U)，將玻璃纖維絞織布層、玻璃纖維網格布層和玻璃纖維平織布層依次順序粘結。“防霾紗窗及防霾紗窗中納米光凈化涂層的制備方法”(CN201710099323.4)，利用液態的納米光凈化材料直接涂覆于載有活性炭的紗網上。

上述復合方法雖均可實現不同層之間的牢固結合，但粘合劑會堵塞纖維層孔道結構，將納米材料直接涂覆在紗網上，其耐磨性難以保證，使用壽命值得考究，以上方法均會對核心納米纖維層的整體性能產生破壞性影響。為克服以上缺點，本發明提供一種多層復合結構的納米纖維窗紗材料的復合方法。

發明內容

本發明的目的是克服現有納米纖維窗紗材料復合過程中因外力作用導致納米纖維功能層結構破壞、性能下降的問題，提供一種多層復合結構的納米纖維窗紗材料的復合方法。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

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、納米纖維層和覆蓋層，其中，所述的納米纖維層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粘結在納米纖維層上。

上述的多層復合結構的納米纖維窗紗材料的復合方法，其特征在于，包括：將納米纖維沉積在紗網基材上形成納米纖維層后，利用溶劑靜電噴霧技術在納米纖維層的上表面形成融接點，該融接點的深度小于納米纖維層的厚度、面積小于納米纖維層的孔徑，從而不會對納米纖維層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粘結在納米纖維層上，使紗網基材、納米纖維層和覆蓋層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表面的融接點的大小和深度。

優選地，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、甲乙酮和甲基乙基酮中的一種或兩種以上的混合物。