[发明专利]氮化铝颗粒填充的复合多曲孔膜材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米复合多曲孔膜材料，其特征在于：它以聚酰亚胺(PI)纳米纤维非织造布为基材，基材孔隙中填充有纳米氮化铝(AlN)颗粒；所述的纳米AlN颗粒，其直径在50-100nm之间，占纳米复合多曲孔膜材料总重量的30-60％；所述的PI纳米纤维非织造布厚度在9-38μm之间，孔隙率在60-80％之间。

2.权利要求1所述的材料，其特征在于：所述的纳米复合多曲孔膜材料，其孔隙率在30-50％之间，表面平均孔径在50-150nm之间，厚度在10-40μm之间。

3.权利要求1所述的材料，其特征在于：通过用含有15-30％wt的AlN纳米颗粒的水基悬浮液涂布或浸渍PI纳米纤维非织造布，使悬浮液渗透填满PI纳米纤维非织造布的孔隙，再经100-200℃高温烘干制得。

4.权利要求3所述的材料，其特征在于：进一步含有占悬浮液总重量1.0％～5.0％的粘合剂、占悬浮液总重量0.1％～1.0％的分散剂和余量的水。

5.权利要求4所述的材料，其特征在于：所述的粘合剂选自聚丙烯酸酯类粘合剂，优选丙烯酸丁酯-丙烯酸异辛酯共聚物；所述的分散剂为聚丙烯酸铵。

6.权利要求4所述的材料，其特征在于：所述的水基悬浮液的绝对粘度为10～30mPa·S，优选为18～28mPa·S。

7.一种制备权利要求1所述的纳米复合多曲孔膜材料的方法，是以低粘度AlN纳米颗粒水基悬浮液和PI纳米纤维非织造布为原材料，通过表面涂敷渗透或浸渍涂敷渗透的方法，将AlN纳米颗粒填进PI纳米纤维非织造布的孔隙中，在较低温度烘干后，升温至较高温度使粘合剂在AlN纳米颗粒间及颗粒与PI纳米纤维间进行粘合。

8.权利要求7所述的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)配制水基悬浮液：

按重量百分比计，将15-30％的AlN纳米颗粒、0.1％-1.0％的分散剂、1.0-5.0％的粘合剂和余量的水混合得到混合液，将混合液在8000-10000转/min的转速下乳化，形成绝对粘度在10-30mPa·S的水基悬浮液；

2)填充纳米颗粒：

将步骤1)配制的水基悬浮液在水平板上铺平形成一定厚度的悬浮液膜，然后将PI纳米纤维非织造布覆盖在所述的悬浮液膜上，悬浮液渗进PI纳米纤维非织造布中，待纳米纤维布上层湿透，揭起PI纳米纤维非织造布；

3)干燥粘结成型

将步骤2)得到的PI纳米纤维非织造布先在80～100℃下热烘8～12min，再升温至160～200℃热处理3～6min,使AlN纳米颗粒间以及它们与PI纳米纤维间因粘合剂的熔融而充分粘结形成所述的纳米复合多曲孔膜材料。

9.权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤1)所述的粘合剂为聚丙烯酸酯，优选丙烯酸丁酯-丙烯酸异辛酯共聚物；所述的分散剂为聚丙烯酸铵。

10.权利要求8所述的方法，其特征在于：骤3)是将步骤2)得到的PI纳米纤维非织造布先在100℃下热烘10min，再升温至160-200℃热处理3-5min。