一種納米纖維膜、其制備方法及納米纖維復(fù)合材料、其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種納米纖維膜，由混合物經(jīng)紡絲制得，所述混合物包括聚合物和納米材料，所述納米材料包括光催化劑和吸附劑，所述聚合物和納米材料的質(zhì)量比為1：(0.01～0.2)。本發(fā)明提供的納米纖維膜使用了吸附劑和光催化劑，所述吸附劑可以吸附室內(nèi)的有害氣體；所述光催化劑材料可在室內(nèi)光線、日光燈條件下光催化降解吸附在吸附劑孔道里面的有害有機物成二氧化碳和水，在光催化劑分解在吸附劑上的有害有機物的同時完成對于吸附劑的活化及原位再生，從而使得吸附劑、光催化劑材料反復(fù)使用，使得本發(fā)明提供的納米纖維膜具有良好的凈化空氣的能力。本發(fā)明還提供了一種納米纖維膜的制備方法，還提供了一種納米纖維復(fù)合材料及其制備方法。
【專利說明】一種納米纖維膜、其制備方法及納米纖維復(fù)合材料、其制備 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，尤其涉及一種納米纖維膜、其制備方法及納米纖維復(fù) 合材料、其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 室內(nèi)環(huán)境是人們生活、工作和社交的主要場所，在人的一生中至少有80%以上的 時間是在室內(nèi)環(huán)境中度過的，僅有低于5%的時間在室外，嬰幼兒、孕產(chǎn)婦、老弱病殘等人群 在室內(nèi)停留的時間則更長，所以，健康舒適的室內(nèi)空氣是人類生活必需生活環(huán)境。
[0003] 但是，由于現(xiàn)代的許多建筑為了美觀而設(shè)計成全封閉式的，自然滲透通風(fēng)能力下 降。并且，現(xiàn)代建筑裝修更加豪華，裝修材料更加多樣化，但是這些都是釋放化學(xué)污染物的 污染源，如甲苯、甲醛、烴類、脂類、酮類等進一步惡化了室內(nèi)空氣的品質(zhì)；另外，現(xiàn)代辦公 室寫字樓多采用中央空調(diào)系統(tǒng)，且人員密集，室內(nèi)產(chǎn)生的大量無機氣體，如NH 3、S02、03、C0、 C〇2、氡等有毒氣體不能及時有效排到室外，大大增加了對人體的危害性。隨著人類生活水 平的提高，人們對室內(nèi)環(huán)境的質(zhì)量要求越來越高，當然空氣質(zhì)量是重中之重。因此，如何凈 化室內(nèi)空氣是一個亟需解決的問題。
[0004] 采用膜材料對空氣中的有毒氣體進行吸收和過濾，是目前常用的方法，這些膜材 料的原料大多為高分子材料，例如聚四氟乙烯、聚苯硫醚、聚酯纖維和醋酸纖維等，然而目 前的這些產(chǎn)品制作工藝復(fù)雜、孔隙率低，對室內(nèi)有毒氣體的凈化能力有限。而且隨著人們對 可入肺顆粒物（PM2. 5)關(guān)注度的提高，人們對于凈化空氣的膜材料提出了更高的要求，目 前市場上所銷售的普通的膜材料不能滿足人們對于空氣潔凈度的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種納米纖維膜、其制備方法及納米纖維復(fù)合材料、其制 備方法。本發(fā)明提供的納米纖維膜具有良好的凈化空氣的能力。
[0006] 本發(fā)明提供一種納米纖維膜，由混合物經(jīng)紡絲制得，所述混合物包括聚合物和納 米材料，所述納米材料包括光催化劑和吸附劑；
[0007] 所述聚合物和納米材料的質(zhì)量比為1 : (0. 01?0. 2)。
[0008] 優(yōu)選的，所述光催化劑為納米氧化鋅、納米二氧化鈦、納米二氧化鋯和納米鹵氧化 鉍中的一種或幾種。
[0009] 優(yōu)選的，所述吸附劑為納米碳材料、活性氧化鋁和分子篩中的一種或幾種。
[0010] 優(yōu)選的，所述光催化劑與所述吸附劑的質(zhì)量比為1 : (〇. 1?10)。
[0011] 優(yōu)選的，所述聚合物為含氟聚合物、聚對苯二甲酸二元醇酯、熱塑性聚氨酯、聚酰 胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛、聚烯烴類、聚環(huán)氧乙烷和聚乙烯 吡咯烷酮中兩種或幾種。
[0012] 優(yōu)選的，所述混合物還包括阻燃劑，所述阻燃劑與所述聚合物的質(zhì)量比為 (0· 001 ?2) :1。
[0013] 優(yōu)選的，所述混合物還包括潤滑劑，所述潤滑劑與所述聚合物的質(zhì)量比為 (0· 001 ?0· 2) :1。
[0014] 本發(fā)明提供一種納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟：
[0015] A)將聚合物和納米材料混合，得到混合物，所述納米材料包括光催化劑和吸附 劑；
[0016] B)將所述混合物進行紡絲，得到納米纖維膜。
[0017] 本發(fā)明提供一種納米纖維復(fù)合材料，包括第一基布，設(shè)置在所述第一基布上的納 米纖維膜，和設(shè)置在所述納米纖維膜上的第二基布；
[0018] 所述納米纖維膜為上述技術(shù)方案所述的納米纖維膜或上述技術(shù)方案所述的制備 方法得到的納米纖維膜。
[0019] 本發(fā)明提供一種納米纖維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0020] 將第一基布、納米纖維膜和第二基布依次疊放，進行熱壓，得到納米纖維復(fù)合材 料；
[0021] 所述納米纖維膜為上述技術(shù)方案所述的納米纖維膜或上述技術(shù)方案所述的制備 方法得到的納米纖維膜。
[0022] 本發(fā)明提供了一種納米纖維膜，由混合物紡絲制得，所述混合物包括聚合物和 納米材料，所述納米材料包括光催化劑和吸附劑；所述聚合物和納米材料的質(zhì)量比為1 : (0. 01?0. 2)。本發(fā)明提供的納米纖維膜使用了吸附劑和光催化劑，所述吸附劑可以吸附 室內(nèi)的有害氣體；所述光催化劑材料可在室內(nèi)光線、日光燈條件下光催化降解吸附在吸附 劑孔道里面的有害有機物成二氧化碳和水，在光催化劑分解在吸附劑上的有害有機物的同 時完成對于吸附劑的活化及原位再生，從而使得吸附劑、光催化劑材料反復(fù)使用，使得本發(fā) 明提供的納米纖維膜具有良好的凈化空氣的能力。
[0023] 另外，本發(fā)明提供的納米纖維膜還具有良好的防水、透氣、透濕的功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1為本發(fā)明實施例1得到的納米纖維膜的SEM圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明實施例1得到的納米纖維膜的強度測試曲線圖；
[0027] 圖3為本發(fā)明實施例2得到的納米纖維膜的SEM圖；
[0028] 圖4為本發(fā)明實施例2得到的納米纖維膜的強度測試曲線圖；
[0029] 圖5為本發(fā)明實施例3得到的納米纖維膜的SEM圖；
[0030] 圖6為本發(fā)明實施例3得到的納米纖維膜的強度測試曲線圖；
[0031] 圖7為本發(fā)明實施例4得到的納米纖維膜的SEM圖；
[0032] 圖8為本發(fā)明實施例4得到的納米纖維膜的強度測試曲線圖。

【具體實施方式】
[0033] 本發(fā)明提供了一種納米纖維膜，由混合物經(jīng)紡絲制得，所述混合物包括聚合物和 納米材料，所述納米材料包括光催化劑和吸附劑；所述聚合物和納米材料的質(zhì)量比為1 : (0· 01 ?0· 2)。
[0034] 本發(fā)明提供的納米纖維膜在保證了良好的耐靜水壓和透濕量的同時，提高了凈化 空氣的能力。
[0035] 本發(fā)明提供的納米纖維膜由混合物經(jīng)紡絲制得，所述混合物包括聚合物，所述聚 合物優(yōu)選為含氟聚合物、聚對苯二甲酸二元醇酯、熱塑性聚氨酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲 酯、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛、聚烯烴類、聚環(huán)氧乙烷和聚乙烯吡咯烷酮中兩種或幾 種；更優(yōu)選為含氟聚合物、聚對苯二甲酸二元醇酯、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚甲醛和聚烯 烴類中兩種或幾種；最優(yōu)選為聚偏氟乙烯（PVDF)、聚偏氟乙烯-全氟丙烯（PVDF-HFP)、聚對 苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚乙烯（PE)和聚丙烯（PP)中的兩種或幾種。本發(fā)明對所述聚合 物的來源沒有特殊的限制，可采用所述聚合物的市售商品，也可按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知 的制備所述聚合物的技術(shù)方案自行制備。
[0036] 在本發(fā)明中，所述混合物包括納米材料，在本發(fā)明中，所述聚合物和納米材料的質(zhì) 量比為1 : (〇· 01?〇· 2)，優(yōu)選為1 : (0· 05?(λ 15)，更優(yōu)選為1 : (0· 08?(λ 12)。在本發(fā) 明中，所述納米材料包括光催化劑和吸附劑，所述光催化劑優(yōu)選為納米氧化鋅、納米二氧化 鈦、納米二氧化鋯和納米鹵氧化鉍中的一種或幾種，更優(yōu)選為納米氧化鋅和/或納米二氧 化鈦，最優(yōu)選為納米二氧化鈦；所述吸附劑優(yōu)選為納米碳材料、活性氧化鋁和分子篩中的一 種或幾種，更優(yōu)選為納米碳材料，最優(yōu)選為納米活性炭纖維。在本發(fā)明中，所述光催化劑與 所述吸附劑的質(zhì)量比優(yōu)選為1 : (〇. 1?10)，更優(yōu)選為1 : (〇. 15?9)，最優(yōu)選為1 : (0. 2? 8)。
[0037] 本發(fā)明所采用的吸附劑具有比面積高、孔隙率高、吸附容量大和吸附速度快的特 點，可以有效吸附室內(nèi)的有害氣體；所述光催化劑具有很高的光催化活性，在光催化過程 中具有極強的氧化能力，可更好地氧化分解幾十種多種有害有機化合物。所述光催化劑可 在室內(nèi)光線、日光燈條件下將吸附在吸附劑孔道里面的有害有機物催化降解成二氧化碳和 水，在光催化劑分解在活性炭上的有害有機物的同時完成對于活性炭的活化及原位再生， 從而使得吸附劑、光催化劑材料反復(fù)使用。
[0038] 為了提高所述納米纖維膜的阻燃性能，所述混合物優(yōu)選還包括阻燃劑，所述阻燃 劑優(yōu)選為水合氧化鋁系化合物、硼系化合物、鑰系化合物、鋅、鎂與過渡金屬的氧化物和磷 系化合物中的一種或幾種，更優(yōu)選為水合氧化鋁系化合物和/或硼系化合物，最優(yōu)選為水 合氧化鋁系化合物。在本發(fā)明中，所述阻燃劑與所述聚合物的質(zhì)量比優(yōu)選為（0.001?2): 1，更優(yōu)選為（0.01?1.8) :1，最優(yōu)選為（0.02?1.5) :1。本發(fā)明對所述阻燃劑的來源沒有 特殊的限制，采用所述阻燃劑的市售商品即可。
[0039] 在本發(fā)明中，所述混合物優(yōu)選還包括潤滑劑，以提高所述混合物的流動性，使之更 易于進行紡絲。在本發(fā)明中，所述潤滑劑優(yōu)選為硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺、ΗΕ86、乙撐雙 硬脂酰胺、聚乙烯蠟、低分子量聚丙烯和微晶石蠟中的一種或幾種，更優(yōu)選為硬脂酸、ΗΕ86、 聚乙烯蠟和微晶石蠟中的一種或幾種，最優(yōu)選為ΗΕ86、硬脂酸和微晶石蠟中的一種或幾 種。在本發(fā)明中，所述潤滑劑與所述聚合物的質(zhì)量比優(yōu)選為（0.001?0.2) :1，更優(yōu)選為 (0. 002?0. 18) :1，最優(yōu)選為（0. 003?0. 15) :1。本發(fā)明對所述潤滑劑的來源沒有特殊的 限制，采用所述潤滑劑的市售商品即可。
[0040] 為了使所述混合物中的各組分能更好的混合，在本發(fā)明中，所述混合物優(yōu)選還包 括溶劑，所述溶劑優(yōu)選為水、低級醇、苯酚、甲酸、乙酸、三氟乙酸、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、 N，N-二甲基乙酰胺、四氫呋喃、吡陡、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、烴類溶齊IJ、二硫化碳中的兩 種或幾種，更優(yōu)選為甲醇、乙醇、丙酮、Ν，Ν-二甲基甲酰胺、Ν，Ν-二甲基乙酰胺、四氫呋喃、 Ν-甲基吡咯烷酮、三氟乙酸、十氫化萘、環(huán)己烷和二氯甲烷中的一種或幾種，最優(yōu)選為丙酮、 Ν，Ν-二甲基甲酰胺、Ν，Ν-二甲基乙酰胺、四氫呋喃、Ν-甲基吡咯烷酮、三氟乙酸、十氫化萘、 環(huán)己烷和二氯甲烷中的一種或幾種。本發(fā)明對所述溶劑的用量沒有特殊的限制，能夠使所 述混合物中的各組分充分混合即可。本發(fā)明對所述溶劑的來源沒有特殊的限制，采用所述 溶劑的市售商品即可。
[0041] 本發(fā)明提供的納米纖維膜由上述技術(shù)方案中所述的混合物經(jīng)紡絲制得，本發(fā)明對 所述紡絲的方法沒有特殊的限制，如，可采用靜電紡絲、離心-靜電紡絲和熔噴紡絲中的一 種或幾種。
[0042] 在本發(fā)明中，所述納米纖維膜的纖維直徑優(yōu)選為50?lOOOnm，更優(yōu)選為80? 900nm，最優(yōu)選為100?800nm ;所述孔隙直徑優(yōu)選為1?lOOOnm，更優(yōu)選為10?900nm，最 優(yōu)選為20?800nm ;所述孔隙率優(yōu)選為65?95 %，更優(yōu)選為70?93 %，最優(yōu)選為75? 90 % ;所述納米纖維膜的厚度優(yōu)選為5?100 μ m，更優(yōu)選為8?90 μ m，最優(yōu)選為10? 80 μ m。本發(fā)明對所述納米纖維膜的幅寬沒有特殊的限制，可根據(jù)不同的需求設(shè)置不同的幅 寬。具體的，在本發(fā)明的實施例中，可采用幅寬為1. 6?2. 0m的納米纖維膜。
[0043] 本發(fā)明還提供了一種納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟：
[0044] A)將聚合物和納米材料混合，得到混合物，所述納米材料包括光催化劑和吸附 劑；
[0045] B)將所述混合物進行紡絲，得到納米纖維膜。
[0046] 當所述紡絲的方法采用靜電紡絲時，本發(fā)明優(yōu)選按照以下步驟制備納米纖維膜：
[0047] 將聚合物和納米材料在溶劑中溶解，得到混合物；
[0048] 將所述混合物進行靜電紡絲，得到納米纖維膜。
[0049] 本發(fā)明優(yōu)選將所述聚合物進行第一干燥，得到第一干燥的聚合物，將所述第一干 燥的聚合物和納米材料在溶劑中溶解，得到混合物。在本發(fā)明中，所述第一干燥的溫度優(yōu)選 為60?160°C，更優(yōu)選為70?155°C，最優(yōu)選為80?150°C ;所述第一干燥的時間優(yōu)選為 1?24h，更優(yōu)選為2?22h，最優(yōu)選為3?20h。本發(fā)明優(yōu)選在真空環(huán)境中對所述聚合物進 行第一干燥。本發(fā)明對所述第一干燥的設(shè)備沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的 真空干燥設(shè)備即可。具體的，在本發(fā)明的實施例中，可采用真空干燥箱對所述聚合物進行第 一干燥。
[0050] 完成所述第一干燥后，本發(fā)明將第一干燥得到的聚合物和納米材料在溶劑中溶 解，得到混合物。本發(fā)明優(yōu)選將第一干燥的聚合物在溶劑中溶解，得到聚合物溶液，然后將 納米材料和所述聚合物溶液混合，得到混合物；更優(yōu)選將第一干燥的聚合物在溶劑中溶解， 得到聚合物溶液，然后將阻燃劑和潤滑劑中的一種或兩種、納米材料與所述聚合物溶液混 合，得到混合物。在本發(fā)明中，所述阻燃劑的種類、用量和來源與上述技術(shù)方案中的阻燃劑 的種類、用量和來源一致，在此不再贅述；所述潤滑劑的種類、用量和來源與上述技術(shù)方案 中潤滑劑的種類、用量和來源一致，在此不再贅述；所述納米材料的種類、用量和來源與上 述技術(shù)方案中納米材料的種類、用量和來源一致，在此不再贅述；所述干燥的聚合物的種 類、用量和來源與上述技術(shù)方案中聚合物的種類、用量和來源一致，在此不再贅述。
[0051] 本發(fā)明優(yōu)選采用攪拌的方式促使所述干燥的聚合物在溶劑中的溶解，得到聚合物 溶液。本發(fā)明對所述攪拌的溫度和時間沒有特殊的限制，能夠得到均相的聚合物溶液即可。 本發(fā)明優(yōu)選將得到的聚合物溶液進行靜置，以消除攪拌產(chǎn)生的泡沫。本發(fā)明對所述靜置的 時間沒有特殊的限制，能夠?qū)⑺鶎贁嚢璧呐菽纯伞?br> [0052] 得到混合物后，本發(fā)明優(yōu)選將所述混合物進行超聲，使得所述混合物中的各組分 分散的更加均勻。在本發(fā)明中，所述超聲的時間優(yōu)選為〇. 1?l〇h，更優(yōu)選為0. 2?9h，最 優(yōu)選為0. 3?8h。在本發(fā)明中，所述混合物的粘度優(yōu)選為0. 1?20Pa *s，更優(yōu)選為0. 2? 18Pa · s，最優(yōu)選為 0· 3 ?15Pa · s。
[0053] 得到混合物后，本發(fā)明優(yōu)選將所述混合物進行靜電紡絲，得到納米纖維膜。本發(fā) 明優(yōu)選采用交叉混合紡絲的方式進行靜電紡絲，所述靜電紡絲的溫度優(yōu)選為〇?60°C，更 優(yōu)選為5?55°C，最優(yōu)選為10?50°C ;所述靜電紡絲的電壓優(yōu)選為10?160kV，更優(yōu)選為 12?155kV，最優(yōu)選為15?150kV ;所述靜電紡絲的空氣相對濕度優(yōu)選為0?80%，更優(yōu)選 為5?70%，最優(yōu)選為10?60% ;所述靜電紡絲的加液速度優(yōu)選為0. 1?10mL/h，更優(yōu)選 為0. 2?9mL/h，最優(yōu)選為0. 3?8mL/h ;所述靜電紡絲的接收距離優(yōu)選為5?60cm，更優(yōu) 選為8?55cm，最優(yōu)選為10?50cm。
[0054] 本發(fā)明還可采用離心-靜電紡絲法來制備納米纖維膜，包括以下步驟：
[0055] 將聚合物和納米材料在溶劑中溶解，得到混合物；
[0056] 將所述混合物進行離心-靜電紡絲，得到納米纖維膜。
[0057] 在本發(fā)明中，所述聚合物和納米材料在溶劑中溶解的技術(shù)方案與上述靜電紡絲法 制備納米纖維膜中溶解的技術(shù)方案一致，在此不再贅述。
[0058] 得到混合物后，本發(fā)明將所述混合物進行離心-靜電紡絲，得到納米纖維膜。本發(fā) 明優(yōu)選采用交叉混合紡絲的方式進行離心-靜電紡絲，所述離心-靜電紡絲的溫度優(yōu)選為 0?60°C，更優(yōu)選為5?55°C，最優(yōu)選為10?50°C ;所述離心-靜電紡絲的空氣相對濕度 優(yōu)選為〇?80%，更優(yōu)選為5?70%，最優(yōu)選為10?60% ;所述離心-靜電紡絲的電壓優(yōu) 選為1?50kV，更優(yōu)選外2?45kV，最優(yōu)選為3?40kV ;所述離心-靜電紡絲的接收距離 優(yōu)選為5?100cm，更優(yōu)選為8?90cm，最優(yōu)選為10?80cm ;所述離心-靜電紡絲的加液 速度優(yōu)選為10?1500mL/h，更優(yōu)選為20?1400mL/h，最優(yōu)選為30?1300mL/h。本發(fā)明優(yōu) 選采用離心紡絲頭進行離心-靜電紡絲，所述離心紡絲頭的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為8000?100000轉(zhuǎn) /分鐘，更優(yōu)選為9000?90000轉(zhuǎn)/分鐘。最優(yōu)選為10000?80000轉(zhuǎn)/分鐘。
[0059] 本發(fā)明還可采用熔噴紡絲法來制備納米纖維膜，包括以下步驟：
[0060] 將聚合物和納米材料加熱至熔融狀態(tài)，得到混合物；
[0061] 將所述混合物進行熔噴紡絲，得到納米纖維膜。
[0062] 本發(fā)明優(yōu)選將所述聚合物進行第二干燥，得到第二干燥的聚合物，將所述第二干 燥的聚合物和納米材料加熱至熔融狀態(tài)，得到混合物。在本發(fā)明中，所述聚合物的熔融指數(shù) 優(yōu)選為50?200g/min，更優(yōu)選為60?190g/min，最優(yōu)選為80?180g/min ;所述第二干燥 的方法與上述技術(shù)方案中第一干燥的技術(shù)方案一致，在此不再贅述。
[0063] 完成所述第二干燥后，本發(fā)明將所述第二干燥的聚合物和納米材料加熱至熔融狀 態(tài)，得到混合物。本發(fā)明優(yōu)選將所述第二干燥的聚合物加熱至熔融狀態(tài)，然后將熔融的聚合 物和所述納米材料混合，得到混合物；更優(yōu)選將所述第二干燥的聚合物加熱至熔融狀態(tài)，然 后將阻燃劑和潤滑劑中的一種或兩種、納米材料和熔融的聚合物混合，得到混合物。在本發(fā) 明中，所述加熱的溫度優(yōu)選為80?350°C，更優(yōu)選為90?330°C，最優(yōu)選為100?300°C。本 發(fā)明對所述加熱的時間和方法沒有特殊的限制，能夠使所述混合物達到要求的溫度即可。 在本發(fā)明中，所述阻燃劑的種類、用量和來源與上述技術(shù)方案中的阻燃劑的種類、用量和來 源一致，在此不再贅述；所述潤滑劑的種類、用量和來源與上述技術(shù)方案中潤滑劑的種類、 用量和來源一致，在此不再贅述；所述納米材料的種類、用量和來源與上述技術(shù)方案中納米 材料的種類、用量和來源一致，在此不再贅述；所述干燥的聚合物的種類、用量和來源與上 述技術(shù)方案中聚合物的種類、用量和來源一致，在此不再贅述。
[0064] 得到混合物后，本發(fā)明優(yōu)選將所述混合物進行熔噴紡絲，得到納米纖維膜。本發(fā)明 優(yōu)選采用交叉混合紡絲的方法進行熔噴紡絲，所述熔噴紡絲的壓力優(yōu)選為〇. 1?IMPa，更 優(yōu)選為0. 1?0. 9MPa，最優(yōu)選為0. 1?0. 8MPa ;所述熔噴紡絲的接收角度優(yōu)選為5?50°， 更優(yōu)選為8?48°，最優(yōu)選為10?45°。本發(fā)明優(yōu)選采用風(fēng)機進行熔噴紡絲，為所述熔噴 紡絲提牽引氣流。所述風(fēng)機的壓力優(yōu)選為〇. 1?IMPa，更優(yōu)選為0. 1?0. 9MPa，最優(yōu)選為 0. 1?0. 8MPa ;所述風(fēng)機的氣流溫度優(yōu)選為80?350°C，更優(yōu)選為90?330°C，最優(yōu)選為 100 ?300。。。
[0065] 得到納米纖維膜后，本發(fā)明優(yōu)選將納米纖維膜進行第三干燥，得到干燥的納米纖 維膜。在本發(fā)明中，所述第三干燥的時間優(yōu)選為1?24h，更優(yōu)選為1. 5?22h，最優(yōu)選為 2?20h ;所述第三干燥的溫度優(yōu)選為60?160°C，更優(yōu)選為70?155°C，最優(yōu)選為80? 150°C。本發(fā)明優(yōu)選在真空環(huán)境下對所述靜電紡絲得到的納米纖維膜進行第三干燥，本發(fā)明 對所述第三干燥所用的設(shè)備沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的真空干燥設(shè)備即 可。具體的，在本發(fā)明的實施例中，可采用真空干燥箱。
[0066] 完成所述第三干燥后，本發(fā)明優(yōu)選將所述第三干燥后的納米纖維膜進行第一熱 壓，得到第一熱壓后的納米纖維膜。本發(fā)明優(yōu)選將所述第三干燥后的納米纖維膜進行第一 冷卻，然后對所述第一冷卻后的納米纖維膜進行第一熱壓，得到第一熱壓后的納米纖維膜。 本發(fā)明對所述第一冷卻的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的冷卻的技術(shù)方 案即可。在本發(fā)明中，所述第一冷卻后納米纖維膜的溫度優(yōu)選為20?35°C，更優(yōu)選為22? 32°C，最優(yōu)選為25?30°C。
[0067] 完成所述第一冷卻后，本發(fā)明優(yōu)選將所述第一冷卻后的納米纖維膜進行第一熱 壓，得到第一熱壓的納米纖維膜。在本發(fā)明中，所述第一熱壓的溫度優(yōu)選為60?220°C，更 優(yōu)選為70?210°C，最優(yōu)選為80?200°C ;所述第一熱壓的時間優(yōu)選為0. 001?lh，更優(yōu) 選為0. 002?0. 5h ;所述第一熱壓的壓力優(yōu)選為0. 1?lOMPa，更優(yōu)選為0. 15?9MPa，最 優(yōu)選為0. 2?8MPa。本發(fā)明對所述第一熱壓所用的設(shè)備沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù) 人員熟知的熱壓設(shè)備即可。
[0068] 完成所述第一熱壓后，本發(fā)明優(yōu)選將所述第一熱壓的納米纖維膜進行第二冷卻， 得到納米纖維膜成品。本發(fā)明對所述第二冷卻的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù) 人員熟知的冷卻的技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述第二冷卻后納米纖維膜的溫度優(yōu)選為 20?35°C，更優(yōu)選為22?32°C，最優(yōu)選為25?30°C。
[0069] 本發(fā)明還提供了一種納米纖維復(fù)合材料，包括第一基布，設(shè)置在所述第一基布上 的納米纖維膜，和設(shè)置在所述納米纖維膜上的第二基布；
[0070] 所述納米纖維膜為上述技術(shù)方案所述的納米纖維膜或上述技術(shù)方案所述的制備 方法得到的納米纖維膜。
[0071] 本發(fā)明提供的納米纖維復(fù)合材料包括第一基布，在本發(fā)明中，所述第一基布優(yōu)選 為阻燃性無紡布，以提高所述納米纖維復(fù)合材料的阻燃性能，更優(yōu)選為材質(zhì)為滌綸、乙綸、 丙綸、錦綸和腈綸中的一種或幾種的阻燃型無紡布。本發(fā)明對所述第一基布的來源沒有特 殊的限制，可采用所述第一基布的市售商品，也可按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備所述第 一基布的技術(shù)方案自行制備。本發(fā)明對所述第一基布的用量沒有特殊的限制，與所述納米 纖維膜的尺寸相匹配即可。
[0072] 本發(fā)明提供的納米纖維復(fù)合材料包括設(shè)置在所述第一基布上的納米纖維膜，所述 納米纖維膜為上述技術(shù)方案所述的納米纖維膜或上述技術(shù)方案所述的制備方法得到的納 米纖維膜，在此不再贅述。
[0073] 本發(fā)明提供的納米纖維復(fù)合材料包括設(shè)置在所述納米纖維膜上的第二基布，在本 發(fā)明中，所述第二基布的種類、來源和用量與所述第一基布的種類、來源和用量一致，在此 不再贅述。在本發(fā)明中，所述第一基布與第二基布可以相同也可以不同。
[0074] 本發(fā)明還提供了一種納米纖維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
[0075] 將第一基布、納米纖維膜和第二基布依次疊放，進行熱壓，得到納米纖維復(fù)合材 料。
[0076] 所述納米纖維膜為上述技術(shù)方案中所述的納米纖維膜或上述技術(shù)方案的制備方 法得到的納米纖維膜。
[0077] 為了與上述技術(shù)方案中的第一熱壓區(qū)分，本發(fā)明將第一基布、納米纖維復(fù)合膜和 第二基布之間的熱壓命名為第二熱壓。
[0078] 本發(fā)明將第一基布、納米纖維膜和第二基布依次疊放，進行第二熱壓，得到納米纖 維復(fù)合材料。本發(fā)明優(yōu)選將所述納米纖維膜進行預(yù)處理，將第一基布、預(yù)處理后的納米纖維 膜與第二基布依次疊放，進行第二熱壓，得到納米纖維復(fù)合材料。在本發(fā)明中，所述預(yù)處理 包括冷輥、過橋輥和熱輥。本發(fā)明對所述冷輥的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員 熟知的冷輥的技術(shù)方案即可；本發(fā)明對所述過橋輥的方法沒有特殊的限制，采用本領(lǐng)域技 術(shù)人員熟知的過橋輥的技術(shù)方案即可；本發(fā)明對所述熱輥的方法沒有特殊的限制，采用本 領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的熱輥的技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述納米纖維膜與上述技術(shù)方案 中所述的納米纖維膜一致，在此不再贅述。
[0079] 完成所述納米纖維膜的預(yù)處理后，本發(fā)明將第一基布、預(yù)處理后的納米纖維膜和 第二基布依次疊放，進行第二熱壓，得到納米纖維復(fù)合材料。本發(fā)明優(yōu)選將所述第一基布、 預(yù)處理后的納米纖維膜和第二基布進行粘合，得到納米纖維復(fù)合材料半成品，將所述納米 纖維復(fù)合材料半成品進行第二熱壓，得到納米纖維復(fù)合材料。在本發(fā)明中，所述第一基布與 上述技術(shù)方案中的第一基布一致，在此不再贅述；所述第二基布與上述技術(shù)方案中的第二 基布一致，在此不再贅述。本發(fā)明優(yōu)選采用粘合劑對所述第一基布、預(yù)處理后的納米纖維膜 和第二基布進行粘合，所述粘合劑優(yōu)選為聚酰胺和/或聚氨酯，本發(fā)明對所述粘合劑的用 量和來源沒有特殊的限制，采用所述粘合劑的市售商品，并且能夠?qū)⑺龅谝换?、預(yù)處理 的納米纖維膜和第二基布粘合在一起即可。本發(fā)明對所述粘合的方法沒有特殊的限制，采 用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的粘合的技術(shù)方案即可。
[0080] 完成所述粘合后，本發(fā)明將得到的納米纖維復(fù)合膜半成品進行第二熱壓，得到納 米纖維復(fù)合材料。在本發(fā)明中，所述第二熱壓的溫度優(yōu)選為60?200°C，更優(yōu)選為65? 190°C，最優(yōu)選為70?180°C;所述第二熱壓的時間優(yōu)選為0. 01?lOmin，更優(yōu)選為0. 01? 9min，最優(yōu)選為0. 01?8min ;所述第二熱壓的壓力優(yōu)選為0. 1?20MPa，更優(yōu)選為0. 2? 18MPa，最優(yōu)選為0· 3?15MPa。
[0081] 得到納米纖維復(fù)合材料后，本發(fā)明按照GB/T 4744-1997測試了本發(fā)明得到的納 米纖維復(fù)合材料的耐靜水壓，所用儀器為東莞優(yōu)力精密機械有限公司的YLA060型靜水壓 測試儀。
[0082] 本發(fā)明按照GB/T 54533-1997測試了本發(fā)明得到的納米纖維復(fù)合材料的透氣量， 所用儀器為濟南蘭光機電技術(shù)有限公司的TQD-G1型透氣度測試儀。
[0083] 本發(fā)明按照GB/T 12704. 1-2009測試了本發(fā)明得到的納米纖維復(fù)合材料的透濕 量，所用儀器為紹興市元茂機電設(shè)備有限公司的YG751型恒溫恒濕箱。
[0084] 本發(fā)明按照GB/T 3923. 2-2013測試了本發(fā)明得到的納米纖維復(fù)合材料的橫向及 縱向拉伸性能，所用儀器為美國英斯特朗公司的INSTR0N-3699型電子萬能試驗機。
[0085] 本發(fā)明按照GB/T5454-1997測試了本發(fā)明得到的納米纖維復(fù)合材料的阻燃性能， 所用儀器為南京市江寧區(qū)分析儀器廠的HC-2型氧指數(shù)測試儀。
[0086] 本發(fā)明對得到的納米纖維復(fù)合材料的凈化空氣的能力進行了測試，測試方法如 下：
[0087] 吸附/催化分解空氣中有害的氣體的性能測試通過一個吸附/光催化凈化裝置， 該裝置為一個聚丙烯材質(zhì)的立方體空間，壁厚8mm，內(nèi)置有支撐架，內(nèi)部尺寸長1.6m，寬 0. 7m，高1. 8m，有效容積2. Om3,在該容積的內(nèi)部涂有具有防腐功能的氟樹脂。該裝置的側(cè) 面兩邊各裝有一個排風(fēng)口（該處裝有排風(fēng)扇，用于空氣對流），裝置頂部為敞開式（該處用 于本發(fā)明提供的納米纖維復(fù)合材料的覆蓋），在裝置內(nèi)部裝有一個微型風(fēng)扇用于裝置內(nèi)部 的空氣和有害氣體混合均勻，在裝置的底部裝有空氣進氣管道，在實驗前通入干凈的空氣 并打開裝置側(cè)面的空氣對流裝置，在凈化裝置底部（靠近風(fēng)扇位置）裝有帶閥門的氣體進 樣管，用于加注有害氣體用。在凈化器內(nèi)部裝有一盞波長為254nm，功率為6W的紫外燈。先 將裝置內(nèi)部用干凈的空氣調(diào)節(jié)，再將本發(fā)明提供的納米纖維復(fù)合材料固定于裝置的頂端， 邊緣用密封膠密封，關(guān)閉空氣對流裝置并密封，向凈化裝置內(nèi)部注入模擬測試的有害氣體， 打開裝置內(nèi)部的風(fēng)扇，將裝置內(nèi)部的氣體混合均勻后關(guān)閉風(fēng)扇，開啟紫外燈，每隔lh取樣 一次，當凈化裝置內(nèi)部的有害氣體濃度不在下降時即結(jié)束測試（約12h)，取下本發(fā)明提供 的納米纖維復(fù)合材料進行處理對其進行活化，備用。在進行下一次測試時，先通入凈化裝置 內(nèi)部干凈的空氣以排凈殘留的有害氣體，將已經(jīng)活化的納米纖維復(fù)合材料蓋于凈化裝置的 頂端并密封，重復(fù)上一次操作過程，對于同一個納米纖維復(fù)合材料，上述模擬系統(tǒng)測試的次 數(shù)不少于50次。本發(fā)明按照中國環(huán)境科學(xué)出版社在2002年出版的《空氣和廢氣監(jiān)測分析 方法》和1992年出版的《環(huán)境監(jiān)測標準分析方法》對數(shù)據(jù)進行了分析，結(jié)果表明，對于同一 張納米纖維復(fù)合材料樣品測試經(jīng)過50次的模擬凈化測試后，對于吸附/光催化降解有害氣 體性能的下降小于0.2%。
[0088] 實驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的納米纖維復(fù)合材料在保持了良好的防水、透氣、透濕 和拉伸強度的前提下，還具有優(yōu)異的凈化空氣的能力。
[0089] 為了進一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的一種納米纖維膜、其制 備方法及納米纖維復(fù)合材料、其制備方法進行詳細描述，但不能將其理解為對本發(fā)明保護 范圍的限定。
[0090] 在下述實施例中，聚偏氟乙烯-全氟丙烯（PVDF-HFP)和聚偏氟乙烯（PVDF)均購 于法國蘇威公司；聚對苯二甲酸二乙酯（PET)購于美國杜邦公司；聚丙烯（PP)購于德國巴 斯夫（上海）有限公司；分析純?nèi)軇┚徲趪幖瘓F化學(xué)試劑有限公司；活性炭購自上海 海諾炭業(yè)有限公司；納米二氧化鈦購自上海晶純生化科技股份有限公司；潤滑劑HE86購于 惠州市譽普化工有限公司；電鏡掃描使用日本KEYENCE VE-8800型掃描電子顯微鏡；美國 Brookfield(博勒飛）DV-III Ultra流變儀；VAC-V3氣體測試儀、CHY-C2測厚儀均購于濟南 蘭光機電技術(shù)有限公司。
[0091] 實施例1
[0092] 將PVDF粉末、PVDF-HFP粉末在真空干燥箱中100°C干燥12h后，冷卻至室溫，放入 干燥器備用。
[0093] 稱取120g干燥的PVDF粉末溶解于880g丙酮和DMF的混合溶劑中，在室溫下攪拌 12h，得到透明的PVDF紡絲液；向得到的PVDF紡絲液中分散6g納米活性炭，將得到的混合 溶液超聲分散均勻后，得到PVDF紡絲液，備用。
[0094] 稱取120g干燥的PVDF-HFP粉末溶于880g DMF和丙酮混合溶劑中，在室溫下攪拌 12h，得到PVDF-HFP紡絲溶液，向得到的PVDF-HFP紡絲液中分散5g納米二氧化鈦，將得到 的混合溶液超聲分散6h后，得到PVDF-HFP紡絲液，備用。
[0095] 得到的PVDF紡絲液和PVDF-HFP紡絲液的粘度分別為3. IPa · s和3. OPa · s，
[0096] 在室溫25°C，空氣相對濕度約40 %條件下，通過靜電紡絲機對PVDF紡絲液進行交 叉混合紡絲，得到PVDF納米纖維膜。在PVDF紡絲液的靜電紡絲過程中，形成每個穩(wěn)定泰勒 錐的加液速度為1. 〇mL/h，紡絲電壓為30kV，接收距離為25cm ;
[0097] 在空氣相對濕度約30%，室溫25°C條件下；通過靜電紡絲機對PVDF-HFP紡絲液進 行交叉混合紡絲，得到PVDF-HFP納米纖維膜。在PVDF-HFP紡絲溶液的紡絲過程中，每個泰 勒錐的加液速度為1. 〇mL/h，紡絲電壓為35kV，接收距離為25cm。
[0098] 紡絲完成后，將得到的PVDF納米纖維膜和PVDF-HFP納米纖維膜放入真空干燥箱 內(nèi)，在100°C下干燥4h，冷卻后將PVDF納米纖維膜和PVDF-HFP納米纖維膜在溫度為140°C、 壓強為0. 8MPa的條件下熱壓0. 2h后，冷卻至室溫后，得到厚度為30. 0±0. 5 μ m的納米纖 維膜。
[0099] 將得到的納米纖維膜與兩層丙綸無紡布進行粘合，在80°C下進行熱壓5min，熱壓 壓力為1. 〇MPa，得到納米纖維復(fù)合材料。
[0100] 將本發(fā)明實施例得到的米纖維膜進行掃描電鏡分析，如圖1所示，圖1為本發(fā)明實 施例1得到的納米纖維膜的SEM圖。由圖1可以看出，本實施例得到的納米纖維膜的纖維直 徑均勻。本實施例得到的納米纖維膜的纖維平均直徑為300nm?500nm、孔隙直徑為lnm? 800nm，孔隙率為70 %?80 %。
[0101] 將本發(fā)明實施例得到的納米纖維膜進行力學(xué)性能測試，如圖2所示，圖2為本發(fā)明 實施例1得到的納米纖維膜的強度測試曲線圖，測試表明，本實施例1得到的納米纖維膜的 拉伸強度為30MPa?35MPa。
[0102] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行耐靜水壓的 測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實施例1?4和比較例1?2得到的納米纖維復(fù)合材 料的性能參數(shù)。
[0103] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行透氣量的測 試，結(jié)果如表1所示。
[0104] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行透濕量的測 試，結(jié)果如表1所示。
[0105] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行橫向及縱向 拉伸性能的測試，結(jié)果如表1所示。
[0106] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行阻燃性能的 測試，結(jié)果如表1所示。
[0107] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行凈化空氣性 能的測試，結(jié)果如表1所示。
[0108] 實施例2
[0109] 將PET粉末、PVDF粉末放入真空干燥箱100°C干燥12h，冷卻至室溫，放入干燥器 備用。
[0110] 稱取150g干燥的PET粉末溶解于850三氟乙酸和二氯甲烷的混合溶劑中，在室溫 下攪拌12h，得到透明的PET紡絲液，加入納米氫氧化鋁10g，納米活性炭9g，分散均勻后，靜 置備用；
[0111] 稱取120g干燥的PVDF粉末溶于880g DMF和丙酮混合溶劑中，在室溫下攪拌12h， 得到PVDF紡絲溶液，加入6g納米二氧化鈦，分散均勻后，靜置備用。
[0112] 測得PET紡絲液和PVDF紡絲液的溶液粘度分別為2. 8Pa · s和3. IPa · s。
[0113] 在室溫25°C、空氣相對濕度約30%左右，通過靜電紡絲機對PET紡絲液進行混合 交叉紡絲，得到PET的納米纖維復(fù)合膜。在PET紡絲溶液的靜電紡絲過程中，注射泵的單針 注射速度為1. 2mL/h，電壓為35kV，接收距離為20cm。
[0114] 在室溫25°C，空氣相對濕度約30%下，通過離心-靜電紡絲機對PVDF紡絲溶液進 行交叉混合紡絲，得到PVDF的納米纖維復(fù)合膜。PVDF紡絲液紡絲所加電壓10kV，接收距離 為20cm，離心紡絲頭的加液速度為100mL/h，離心紡絲頭轉(zhuǎn)速20000轉(zhuǎn)/分鐘。
[0115] 紡絲完成后，將得到的PET和PVDF的納米纖維膜放入真空干燥箱內(nèi)，在100°C下真 空干燥4h，冷卻后將PET和PVDF的納米纖維膜在溫度為140°C、壓強為1. OMPa的條件下熱 壓處理0. 3h后，冷卻至室溫后，得到厚度為30. 0± 1. 0 μ m的納米纖維膜。
[0116] 將得到的納米纖維膜與兩層丙綸無紡布進行粘合，在l〇〇°C下進行熱壓5min，熱 壓壓力為0. 8MPa，得到納米纖維復(fù)合材料。
[0117] 將本實施例得到的納米纖維膜進行掃描電鏡分析，如圖3所示，圖3為本發(fā)明實施 例2得到的納米纖維膜的SEM圖，由圖3可以看出，本實施例得到的納米纖維膜的纖維直 徑均勻。本發(fā)明實施例得到的納米纖維膜的纖維平均直徑為300nm?500nm、孔隙直徑為 0. 2 μ m ~ 1. Ο μ m。
[0118] 將本實例得到的納米纖維膜進行力學(xué)性能測試，如圖4所示，圖4為本發(fā)明實施例 2得到的納米纖維膜的強度測試曲線圖，結(jié)果表明，本實施例得到的納米纖維膜的拉伸強度 為 26MPa ?32MPa。
[0119] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行耐靜水壓的 測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實施例1?4和比較例1?2得到的納米纖維復(fù)合材 料的性能參數(shù)。
[0120] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行透氣量的測 試，結(jié)果如表1所示。
[0121] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行透濕量的測 試，結(jié)果如表1所示。
[0122] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行橫向及縱向 拉伸性能的測試，結(jié)果如表1所示。
[0123] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行阻燃性能的 測試，結(jié)果如表1所示。
[0124] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行凈化空氣性 能的測試，結(jié)果如表1所示。
[0125] 實施例3
[0126] 將PVDF-HFP粉末、PP顆粒放入真空干燥箱100°C干燥12h，冷卻至室溫，放入干燥 器備用。
[0127] 將真空干燥過的120g聚偏氟乙烯-全氟丙烯共聚物（PVDF-HFP)粉末溶于880g DMF和丙酮的混合溶劑中，在室溫攪拌溶解12h后，形成均一透明的溶液，得到PVDF-HFP紡 絲溶液，在紡絲溶液中加入6g納米二氧化鈦，分散均勻后，備用。
[0128] 測定得到的PVDF-HFP紡絲液的溶液的粘度為2. 9Pa · s。
[0129] 在室溫25 °C，空氣相對濕度約30 %條件下，通過靜電紡絲機對PVDF-HFP紡絲溶液 進行紡絲，得到PVDF-HFP的納米纖維膜。在PVDF-HFP紡絲溶液的靜電紡絲過程中，塑料注 射泵注射速度分配到單針的速度為1. 〇mL/h、電壓為40kV、接收距離為22cm。
[0130] 將熔融指數(shù)為100g/min的PP顆粒加熱至230°C，加入2%的潤滑物HE86、5%的納 米活性炭、8%的納米氫氧化鋁，進行熔噴紡絲，得到PP的納米纖維膜。熔噴PP的出絲方向 與接收裝置的夾角為20度，熔噴紡絲的氣壓為0. 35Mpa，風(fēng)機壓力為0. 4Mpa，風(fēng)機氣流溫度 為 240°C。
[0131] 紡絲完成后，將得到的PVDF-HFP納米纖維膜和PP納米纖維膜放入真空干燥箱內(nèi)， 在100°C下真空干燥4h，冷卻后將PVDF-HFP納米纖維膜和PP納米纖維膜在溫度為140°C、 壓強為2. OMPa的條件下熱壓處理0. 3h后，冷卻至室溫，再得到厚度為21. 0±1. Ομ m的納 米纖維膜。
[0132] 將得到的納米纖維膜與兩層丙綸無紡布進行粘合，在80°C下進行熱壓5min，熱壓 壓力為1. 〇MPa，得到納米纖維復(fù)合材料。
[0133] 將本實施例得到的納米纖維膜進行掃描電鏡分析，如圖5所示，圖5為本發(fā)明實施 例3得到的納米纖維膜的SEM圖，由圖5可以看出，本實施例得到的靜電紡和熔噴紡納米纖 維膜的纖維直徑均勻，本實施例得到的納米纖維膜的纖維平均直徑為300nm?500nm、孔隙 直徑為lnm?1. Ο μ m。
[0134] 將本實施例得到的納米纖維膜進行力學(xué)性能測試，結(jié)果如圖6所示，圖6為本發(fā)明 實施例3得到的納米纖維膜的強度測試曲線圖，檢測表明，本實施例得到的納米纖維膜的 拉伸強度為23MPa?37MPa。
[0135] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行耐靜水壓的 測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實施例1?4和比較例1?2得到的納米纖維復(fù)合材 料的性能參數(shù)。
[0136] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行透氣量的測 試，結(jié)果如表1所示。
[0137] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行透濕量的測 試，結(jié)果如表1所示。
[0138] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行橫向及縱向 拉伸性能的測試，結(jié)果如表1所示。
[0139] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行阻燃性能的 測試，結(jié)果如表1所示。
[0140] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行凈化空氣性 能的測試，結(jié)果如表1所示。
[0141] 實施例4
[0142] 將PVDF-HFP粉末、PP顆粒放入真空干燥箱100°C干燥12h，冷卻至室溫，放入干燥 器備用。
[0143] 將真空干燥過的120g聚偏氟乙烯-全氟丙烯共聚物（PVDF-HFP)粉末880g溶于 DMF和丙酮的混合溶劑中，在室溫攪拌溶解12h后，形成均一透明的溶液，得到PVDF-HFP紡 絲溶液，再向溶液中加入6g納米活性炭，超聲波分散均勻，靜置備用。
[0144] 將真空干燥過的150聚丙烯（PP)顆粒溶于60°C的環(huán)己烷、DMF和丙酮的混合溶劑 中，攪拌溶解12h，形成均一透明的溶液，得到PP紡絲溶液，再向溶液中加入納米二氧化鈦， 超聲波分散均勻，備用。
[0145] 測得PVDF-HFP紡絲液和PP紡絲液的溶液的粘度分別為2. 9Pa · s和2. 7Pa · s。
[0146] 在室溫25°C，空氣相對濕度40 %條件下，通過靜電紡絲機對PVDF-HFP紡絲液進行 紡絲，得到PVDF-HFP納米纖維膜。塑料注射泵注射速度分配到單針的速度為1. OmL/h、電壓 為30kV，接收距離為22cm。
[0147] 在室溫25°C，空氣相對濕度40%條件下，通過靜電紡絲機對PP紡絲液進行紡絲， 得到PP納米纖維膜。塑料注射泵注射速度分配到單針的速度為1. OmL/h、電壓為25kV、接 收距離為20cm。
[0148] 紡絲完成后，將得到的PVDF-HFP納米纖維膜和PP納米纖維膜放入真空干燥箱 內(nèi)，在100°C下真空干燥4h，將干燥過的PVDF-HFP納米纖維膜和PP納米纖維膜在溫度為 140°C、壓強為1. OMPa的條件下熱壓處理0. 2h后，冷卻至室溫，得到厚度為30. 0±1 μ m的 納米纖維膜。
[0149] 將得到的納米纖維膜與兩層丙綸無紡布進行粘合，在80°C下進行熱壓5min，熱壓 壓力為1. 〇MPa，得到納米纖維復(fù)合材料。
[0150] 將本實施例得到的納米纖維膜進行掃描電鏡分析，結(jié)果如圖7所示，圖7為本發(fā)明 實施例4得到的靜電紡納米纖維復(fù)合膜的SEM圖，由圖7可以看出，本實施例得到的靜電紡 納米纖維復(fù)合膜的纖維直徑均勻。本實施例得到的納米纖維膜的纖維平均直徑為300nm? 500nm、孔隙直徑為lnm?1. 0 μ m。
[0151] 將本實施例得到的納米纖維膜進行力學(xué)性能測試，結(jié)果如圖8所示，圖8為本發(fā)明 實施例4得到的納米纖維膜的強度測試曲線圖，結(jié)果表明，本實施例得到的納米纖維膜的 拉伸強度為28MPa?33MPa。
[0152] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行耐靜水壓的 測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實施例1?4和比較例1?2得到的納米纖維復(fù)合材 料的性能參數(shù)。
[0153] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行透氣量的測 試，結(jié)果如表1所示。
[0154] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行透濕量的測 試，結(jié)果如表1所示。
[0155] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行橫向及縱向 拉伸性能的測試，結(jié)果如表1所示。
[0156] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行阻燃性能的 測試，結(jié)果如表1所示。
[0157] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本實施例得到的納米纖維復(fù)合材料進行凈化空氣性 能的測試，結(jié)果如表1所示。
[0158] 比較例1
[0159] 將PVDF粉末、PVDF-HFP粉末在真空干燥箱中100°C干燥12h后，冷卻至室溫，放入 干燥器備用。
[0160] 稱取120g干燥的PVDF粉末溶解于880g丙酮和DMF的混合溶劑中，在室溫下攪拌 12h，得到透明的PVDF紡絲液，備用。
[0161] 稱取120g干燥的PVDF-HFP粉末溶于880g DMF和丙酮混合溶劑中，在室溫下攪拌 12h，得到PVDF-HFP紡絲溶液，備用。
[0162] 得到的PVDF紡絲液和PVDF-HFP紡絲液的粘度分別為3. OPa · s、2. 8Pa · s，
[0163] 在室溫25°C，空氣相對濕度約40 %條件下，通過靜電紡絲機對PVDF紡絲液進行交 叉混合紡絲，得到PVDF納米纖維膜。在PVDF紡絲液的靜電紡絲過程中，形成每個穩(wěn)定泰勒 錐的加液速度為1. OmL/h，紡絲電壓為30kV，接收距離為25cm ;
[0164] 在空氣相對濕度約30%，室溫25°C條件下；通過靜電紡絲機對PVDF-HFP紡絲液進 行交叉混合紡絲，得到PVDF-HFP納米纖維膜。在PVDF-HFP紡絲溶液的紡絲過程中，每個泰 勒錐的加液速度為1. OmL/h，紡絲電壓為35kV，接收距離為25cm。
[0165] 紡絲完成后，將得到的PVDF納米纖維膜和PVDF-HFP納米纖維膜放入真空干燥箱內(nèi)， 在100°C下干燥4h，冷卻后將PVDF納米纖維膜和PVDF-HFP納米纖維膜在溫度為140°C、壓強 為0. 8MPa的條件下熱壓0. 2h后，冷卻至室溫后，得到厚度為30. 0± 1. 0 μ m的納米纖維膜。
[0166] 將得到的納米纖維膜與兩層丙綸無紡布進行粘合，在80°C下進行熱壓5min，熱壓 壓力為1. 〇MPa，得到納米纖維復(fù)合材料。
[0167] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本比較例得到的納米纖維復(fù)合材料進行耐靜水壓的 測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實施例1?4和比較例1?2得到的納米纖維復(fù)合材 料的性能參數(shù)。
[0168] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本比較例得到的納米纖維復(fù)合材料進行透氣量的測 試，結(jié)果如表1所示。
[0169] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本比較例得到的納米纖維復(fù)合材料進行透濕量的測 試，結(jié)果如表1所示。
[0170] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本比較例得到的納米纖維復(fù)合材料進行橫向及縱向 拉伸性能的測試，結(jié)果如表1所示。
[0171] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本比較例得到的納米纖維復(fù)合材料進行阻燃性能的 測試，結(jié)果如表1所示。
[0172] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本比較例得到的納米纖維復(fù)合材料進行凈化空氣性 能的測試，結(jié)果如表1所示。
[0173] 比較例2
[0174] 將PVDF粉末、PVDF-HFP粉末在真空干燥箱中100°C干燥12h后，冷卻至室溫，放入 干燥器備用。
[0175] 稱取120g干燥的PVDF粉末溶解于880g丙酮和DMF的混合溶劑中，在室溫下攪拌 12h，得到透明的PVDF紡絲液，向得到的PVDF紡絲液中分散6g納米活性炭，將得到的混合 溶液超聲分散6h后，得到PVDF紡絲液，備用。
[0176] 稱取120g干燥的PVDF-HFP粉末溶于880g DMF和丙酮混合溶劑中，在室溫下攪拌 12h，得到PVDF-HFP紡絲溶液，備用。
[0177] 得到的PVDF紡絲液和PVDF-HFP紡絲液的溶液粘度分別為3. OPa · s和2. 9Pa · s。
[0178] 在室溫25°C，空氣相對濕度40 %條件下，通過靜電紡絲機對PVDF-HFP紡絲液進行 交叉混合紡絲，得到PVDF-HFP納米纖維膜。形成每個穩(wěn)定泰勒錐的加液速度為1. OmL/h，紡 絲電壓為30kV,接收距離為25cm ;
[0179] 在空氣相對濕度約30 %，室溫25°C條件下，通過靜電紡絲機對PVDF紡絲液進行交 叉混合紡絲，得到PVDF納米纖維膜。每個泰勒錐的加液速度為1. OmL/h，紡絲電壓為35kV， 接收距離為25cm。
[0180] 紡絲完成后，將得到的得到PVDF-HFP納米纖維膜和得到PVDF納米纖維膜放入 真空干燥箱內(nèi)，在l〇〇°C下干燥4h，冷卻后將PVDF-HFP納米纖維膜和得到PVDF納米纖 維膜在溫度為140°C、壓強為0. 8MPa的條件下熱壓0. 2h后，冷卻至室溫后，得到厚度為 30. 0± 1. 0 μ m的納米纖維膜。
[0181] 將得到的納米纖維膜與兩層丙綸無紡布進行粘合，在80°C下進行熱壓5min，熱壓 壓力為1. 〇MPa，得到納米纖維復(fù)合材料。
[0182] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本比較例得到的納米纖維復(fù)合材料進行耐靜水壓的 測試，結(jié)果如表1所示，表1為本發(fā)明實施例1?4和比較例1?2得到的納米纖維復(fù)合材 料的性能參數(shù)。
[0183] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本比較例得到的納米纖維復(fù)合材料進行透氣量的測 試，結(jié)果如表1所示。
[0184] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本比較例得到的納米纖維復(fù)合材料進行透濕量的測 試，結(jié)果如表1所示。
[0185] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本比較例得到的納米纖維復(fù)合材料進行橫向及縱向 拉伸性能的測試，結(jié)果如表1所示。
[0186] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本比較例得到的納米纖維復(fù)合材料進行阻燃性能的 測試，結(jié)果如表1所示。
[0187] 本發(fā)明按照上述技術(shù)方案對本比較例得到的納米纖維復(fù)合材料進行凈化空氣性 能的測試，結(jié)果如表1所示。
[0188] 由表1可以看出，本發(fā)明實施例1?4提供的納米纖維膜制得的納米纖維復(fù)合材 料具有良好的耐靜水壓、透氣量、透濕量、拉伸性能以及阻燃性能。并且具有優(yōu)異的凈化空 氣的能力，對苯、甲醛等常見的室內(nèi)有害氣體的凈化率遠遠高于比較例1?2中的納米纖維 復(fù)合材料，說明本發(fā)明提供的納米纖維復(fù)合材料在保持了良好的防水、透氣、透濕和拉伸強 度的前提下，還具有優(yōu)異的凈化空氣的能力。
[0189] 表1本發(fā)明實施例1?4和比較例1?2得到的納米纖維復(fù)合材料的性能參數(shù)
[0190]

【權(quán)利要求】
1. 一種納米纖維膜，由混合物經(jīng)紡絲制得，所述混合物包括聚合物和納米材料，所述納 米材料包括光催化劑和吸附劑； 所述聚合物和納米材料的質(zhì)量比為1 : (〇. 01?0. 2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維膜，其特征在于，所述光催化劑為納米氧化鋅、納米 二氧化鈦、納米二氧化鋯和納米鹵氧化鉍中的一種或幾種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維膜，其特征在于，所述吸附劑為納米碳材料、活性氧 化鋁和分子篩中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維膜，其特征在于，所述光催化劑與所述吸附劑的質(zhì) 量比為1 :(〇. 1?10)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維膜，其特征在于，所述聚合物為含氟聚合物、聚對苯 二甲酸二元醇酯、熱塑性聚氨酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚 甲醛、聚烯烴類、聚環(huán)氧乙烷和聚乙烯吡咯烷酮中兩種或幾種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5任意一項所述的納米纖維膜，其特征在于，所述混合物還包括阻 燃劑，所述阻燃劑與所述聚合物的質(zhì)量比為（0.001?2) :1。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?5任意一項所述的納米纖維膜，其特征在于，所述混合物還包括潤 滑劑，所述潤滑劑與所述聚合物的質(zhì)量比為（0.001?0.1) :1。
8. -種納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟： A) 將聚合物和納米材料混合，得到混合物，所述納米材料包括光催化劑和吸附劑； B) 將所述混合物進行紡絲，得到納米纖維膜。
9. 一種納米纖維復(fù)合材料，包括第一基布，設(shè)置在所述第一基布上的納米纖維膜，和設(shè) 置在所述納米纖維膜上的第二基布； 所述納米纖維膜為權(quán)利要求1?7任意一項所述的納米纖維膜或權(quán)利要求8所述的制 備方法得到的納米纖維膜。
10. -種納米纖維復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： 將第一基布、納米纖維膜和第二基布依次疊放，進行熱壓，得到納米纖維復(fù)合材料； 所述納米纖維膜為權(quán)利要求1?7任意一項所述的納米纖維膜或權(quán)利要求8所述的制 備方法得到的納米纖維膜。
【文檔編號】B32B33/00GK104099725SQ201410365987
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】陳國貴, 宋學(xué)禮, 劉艷新 申請人:浙江偉星實業(yè)發(fā)展股份有限公司