[發明專利]高效低阻多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜的制備方法

在審

• 申請號: 201810156617.0
• 申請日: 2018-02-24
• 公開（公告）號: CN108452690A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 符思敏;費輝;王龍
• 申請（專利權）人: 符思敏
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/64;B01D71/48;B01D71/44;B01D71/36;B01D71/34;B01D71/30;B01D67/00;D01D5/00;D04H1/728
• 代理公司: 常州金之壇知識產權代理事務所(普通合伙) 32317
• 代理人: 周祥生

1.一種高效低阻多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜的制備方法，其特征在于它的制備步驟如下：

1)將干燥的高分子聚合物1加入到溶劑A中，在80℃密閉條件下均勻攪拌，使其充分溶解，溶液呈無色透明液體，得到質量百分比濃度為10％～25％的高分子聚合物1溶液；

2)將干燥的高分子聚合物1與表面改性后MWCNTs的分散液，依次加入到溶劑B中，在80℃密閉條件下均勻攪拌，使其充分溶解，得到MWCNTs質量百分比濃度為0.05％～0.3％、高分子聚合物2質量百分比濃度為5％～10％的MWCNTs/高分子聚合物2溶液；

3)以步驟1)中得到的高分子聚合物1溶液為紡絲液A，通過線型電極靜電紡絲的方法，在成卷的基材上紡一層納米纖維，納米纖維層的克重為10～100g/m²，得到納米纖維基材A；

4)以步驟2)中得到的MWCNTs/高分子聚合物2溶液為紡絲液B，通過線型電極靜電紡絲的方法，在步驟3)的基礎上在納米纖維基材A上再紡一層納米纖維，納米纖維層的克重為10～100g/m²，得到納米纖維基材B；

5)以步驟1)中得到的高分子聚合物1溶液為紡絲液A，通過線型電極靜電紡絲的方法，在步驟4)的基礎上在納米纖維基材B上再紡一層納米纖維，納米纖維層的克重為10～100g/m²，得到納米纖維基材C；

6)將步驟5)得到的納米纖維基材C與保護材料貼合，并施加1.5～2.0MPa壓力進行熱處理，從而制成高效低阻多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中的溶劑A為N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中的溶劑B為甲酸、乙腈、丙二腈、碳酸乙烯酯中的一種。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1)中所述高分子聚合物1為尼龍6(PA6)、尼龍-66(PA66)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)中的一種或兩種的混合物。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述高分子聚合物2為聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯砜(PPSU)、聚醚酰亞胺(PEI)中的一種。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述線型電極靜電紡絲的方法，其紡絲過程如下：將配置好的溶液置于溶液儲槽內，通過往復移動的模塊將溶液涂覆在相對靜止的電極絲表面，然后置于高壓電場內，受到靜電力牽引的液滴形成一根根射流不斷牽伸劈裂，最后形成的纖維堆積在移動的基材表面得到納米纖維氈，工藝參數為：基材運轉速率為0.2～2.0m/min，滾軸旋轉速率為6～10rpm，接收距離30～50cm，電壓為50～100KV，納米纖維層的克重為10～100g/m²。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)所述基材為合成纖維過濾棉、無紡布過濾棉、玻璃纖維過濾棉、椰殼炭夾碳布、PET材料中的一種，對粒徑0.3微米顆粒物的過濾效率≤15％，阻力壓降≤5Pa。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟6)中所述保護材料為無紡布，克重為5g/m²，對粒徑0.3微米顆粒物的過濾效率為0，阻力壓降為0Pa。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述高效低阻多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜為多層立體復合結構，包括基材、納米纖維層和保護材料層，所述納米纖維層由三層納米纖維構成，克重分別為10～100g/m²，納米纖維復合膜對粒徑0.3微米顆粒物的過濾效率≥99.900％，阻力壓降≤50Pa，以及拉伸強度≥7.3MPa、韌性≥1.70MJ/m³、楊氏模量≥125.0MPa。