[发明专利]一种多层复合结构的纳米纤维窗纱材料及其复合方法

说明书

本发明提供了一种多层复合结构的纳米纤维窗纱材料及其制备方法。所述的多层复合结构的纳米纤维窗纱材料，其特征在于，包括从下到上依次设置的纱网基材、纳米纤维层和覆盖层，其中，所述的纳米纤维层的上表面设有利用溶剂静电喷雾技术形成的融接点，利用热粘合的复合方法借助于该融接点将覆盖层粘结在纳米纤维层上。本发明制备工艺简单，成本低廉，制备的多层复合结构的纳米纤维窗纱材料对0.008μm～2μm颗粒的过滤效率≥90％，阻力压降≤60Pa，且使用寿命长，在室内空气净化及除尘技术领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米纤维领域，涉及一种多层复合结构的纳米纤维窗纱材料的复合方法，特别是在纳米纤维功能层的表面一定深度范围内形成均匀的融接点，从而增强纳米纤维层与覆盖保护层的结合牢度，再利用热粘合的复合方法使纱网基材、纳米纤维功能层和覆盖层形成具有一定花纹图案的三层复合结构。

背景技术

近年来我国大部分地区持续出现的雾霾污染问题严重威胁着人们的身体健康，在雾霾环境下开窗换气与室内洁净成为矛盾体，现有防雾霾窗纱普遍存在过滤效率低的问题，纳米纤维具有纤维直径小、孔径小、比表面积大、孔隙率高等结构特点，将其与窗纱相结合可制备出高效低阻防雾霾窗纱材料。现有防雾霾纳米纤维窗纱材料在实际使用过程中纳米纤维功能层易受外力作用产生结构的破损，从而导致过滤性能下降和使用寿命的缩减，因此常利用覆层加固的方式延长纳米纤维功能层的使用寿命。

公开的制备静电纺纳米纤维窗纱过滤材料的复合方法有：“一种防雾霾纳米窗纱及其制作方法”(CN201510605095.4)，复合步骤中在聚合物的骨架上涂覆有亲水性聚乙烯醇粘合剂将两层骨架进行粘合。“一种防紫外线玻璃纤维窗纱”(CN204541704U)，将玻璃纤维绞织布层、玻璃纤维网格布层和玻璃纤维平织布层依次顺序粘结。“防霾纱窗及防霾纱窗中纳米光净化涂层的制备方法”(CN201710099323.4)，利用液态的纳米光净化材料直接涂覆于载有活性炭的纱网上。

上述复合方法虽均可实现不同层之间的牢固结合，但粘合剂会堵塞纤维层孔道结构，将纳米材料直接涂覆在纱网上，其耐磨性难以保证，使用寿命值得考究，以上方法均会对核心纳米纤维层的整体性能产生破坏性影响。为克服以上缺点，本发明提供一种多层复合结构的纳米纤维窗纱材料的复合方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有纳米纤维窗纱材料复合过程中因外力作用导致纳米纤维功能层结构破坏、性能下降的问题，提供一种多层复合结构的纳米纤维窗纱材料的复合方法。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种多层复合结构的纳米纤维窗纱材料，其特征在于，包括从下到上依次设置的纱网基材、纳米纤维层和覆盖层，其中，所述的纳米纤维层的上表面设有利用溶剂静电喷雾技术形成的融接点，利用热粘合的复合方法借助于该融接点将覆盖层粘结在纳米纤维层上。

上述的多层复合结构的纳米纤维窗纱材料的复合方法，其特征在于，包括：将纳米纤维沉积在纱网基材上形成纳米纤维层后，利用溶剂静电喷雾技术在纳米纤维层的上表面形成融接点，该融接点的深度小于纳米纤维层的厚度、面积小于纳米纤维层的孔径，从而不会对纳米纤维层的原有结构造成影响，利用热粘合的复合方法借助于该融接点将覆盖层粘结在纳米纤维层上，使纱网基材、纳米纤维层和覆盖层形成具有一定花纹图案的三层复合结构。

所述的溶剂静电喷雾技术的具体步骤包括：将溶剂灌注在固定在滑台上的注射器中，通过同步调节滑台往复速度和接收基板运动速度，使溶剂雾化而成的液滴以折线形式喷涂在纳米纤维层表面，溶解表层纳米纤维形成融接点，通过调节滑台和的接收基板的运动速度控制融接点的分布密度；通过调节电压的大小来控制纳米纤维层表面的融接点的大小和深度。

优选地，所述的溶剂为乙醇、甲酸、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺，丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亚砜、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮和甲基乙基酮中的一种或两种以上的混合物。