[发明专利]一种核孔膜与静电纺丝的复合膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种核孔膜与静电纺丝的复合膜及其制备方法与应用。该复合膜从上到下依次由静电纺丝层、核孔膜和基材组成。该复合膜截留率高、透气性好且容易清洗；该复合膜可以应用到液体过滤和空气过滤等方面，包括污废水处理、油水分离、食品医药、生物化工等滤膜行业领域。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种核孔膜与静电纺丝的复合膜及其制备方法与应用。

背景技术

核孔膜，又称作核微孔膜或重离子微孔膜，它是利用重离子在绝缘物质薄膜上打孔然后化学蚀刻扩孔而成。核孔膜又被称为世界上最精密的滤膜，因为同一片核孔膜材料，几乎所有孔的尺寸和形状完全一致。核孔膜目前主要用于医用过滤和民用过滤产品。

静电纺丝技术又称电纺技术，通过引入静电力将聚合物流体拉伸，形成聚合物纳米纤维。静电纺丝与其他纳米纤维的制备方法相比，可以制备长径比大于1000的连续超细纤维，制备条件和操作过程简单，生产效率较高。静电纺丝被认为21世纪纳米纤维工业化最有希望的工艺方法。

目前液体过滤和气体过滤，最主要的问题是很难同时满足截留率高和通气量大；比如我们生活中常见的防雾霾的口罩。当防雾霾效果好时，透气性就会变得很差。进口材料通常在相同截留效果时，透气性要好于国产材料，而且使用寿命更长。核孔膜的孔隙率一般在5％-15％，但是由于是直通孔而且膜比较薄，在大孔径通气量要好于常规材料。但是孔径减小到3微米以下，透气量就逐渐不如常规材料。由于小孔径的膜，孔的数目多，辐照成本高。大孔径的核孔膜价格通常在十几元一平米，而小孔径核孔膜的成本就提高到几百甚至上千元一平米。核孔膜的推广就遇到了瓶颈。静电纺丝通常喷在无纺布，为了保证好的透气性，通常选择大孔径的无纺布。无纺布表面不平整，孔径大小不一，为了达到好的截留效果，无纺布就需要喷得比较厚，这样就造成了材料的透气性变差。相关行业都在寻求透气性好、截留效果好的新材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种核孔膜与静电纺丝的复合膜及其制备方法与应用。借助核孔膜孔道的可控性、表面光滑容易清洗的结构特征，在核孔膜的表面喷很薄的一层静电纺丝，制备出一种透气性好、截留效果好且容易清洗的工程应用滤材。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供的复合膜，从上到下依次由静电纺丝层、核孔膜和基材组成；

上述复合膜中，所述核孔膜的厚度为5-150微米，具体为5-100微米或5-50微米，更具体为10或15微米；孔径为0.01-40微米，具体为1-40微米，更具体为1-30微米或1-20微米，最具体为3-15微米或5-15微米；孔密度为1×10⁴个/平方厘米-5×10⁹个/平方厘米，具体为1×10⁵个/平方厘米-10×10⁵个/平方厘米，更具体为1×10⁵个/平方厘米-5×10⁵个/平方厘米，最具体可为1×10⁵个/平方厘米、2×10⁵个/平方厘米、3×10⁵个/平方厘米或5×10⁵个/平方厘米；所述核孔膜中均匀分布有孔道；所述孔道可以各种规则图案方式排列；

所述基材的厚度为5-150微米，具体为20-100微米，更具体可为20-50微米，最具体可为20、40或50微米；孔径为0.1-40微米，具体为10-40微米，更具体可为10、20或40微米；孔隙率为30％-60％，具体可为40-60％，更具体可为50-60％。

构成所述核孔膜的材料选自PET、PC、PP、PVDF、PTFE和PI中至少一种；

构成所述基材的材料为无纺布；所述无纺布具体为由PP、PET和PE中至少一种制得。