[发明专利]一种超疏水熔体电纺布的制备方法

说明书

本发明为一种超疏水熔体电纺布的制备方法。该方法包括以下步骤：将热塑性材料加热到熔体状态，然后用静电纺丝设备，将得到的熔体状态的热塑性材料通过针头注射在同时进行转动和横向移动的滚筒上，形成成网状纳米纤维网络，即超疏水熔体电纺布。本发明以熔喷技术、静电纺丝和滚筒技术相结合往返移动滚筒实现纺布，即可实现布料的超疏水，自清洁，提高耐揉搓、透湿性能，在包括口罩、防护服材料等防疫装备材料在内的多个行业具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于疫情防控领域，具体涉及一种用静电纺丝技术把热塑性的材料加工成一种超疏水过滤布的制备方法。该方法可用于制作口罩过滤层、防护服过滤层等。

背景技术

当前熔喷布作为口罩的过滤层是口罩的最核心材料。采用高速热空气流对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵伸，由此形成超细纤维并收集在凝网帘或滚筒上，同时自身粘合而成为熔喷法非织造布，然后将此面料用于制作口罩。

熔喷布主要以聚丙烯为主要原料，纤维直径为1～5μm。空隙多、结构蓬松、抗褶皱能力好，具有独特的毛细结构的超细纤维增加单位面积纤维的数量和表面积，从而使熔喷布具有较好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性。可用于空气、液体过滤材料、口罩材料、保暖材料等领域。然而，熔喷布的纤维呈现无规则排列，其空隙跨度很大，1～400μm交错在一起，这就需要很多层且靠静电吸附才能达到过滤作用。这些缺点使得其透湿性差，清洁困难。医用口罩需要阻挡飞沫、粉尘(病毒与细菌载体)，而熔喷布不具备疏水性。这使得口罩需要3层才具有医学防护作用，即疏水层，过滤层(熔喷层)，疏水层。否则浸透过滤层将失去防护作用。

熔体电纺布可以大幅度降低纤维直径，使纤维有序排列，提高孔隙率，抗拉伸变形，同时具备超疏水性。因此，超疏水熔体电纺布对于医用口罩的发展至关重要，有望使口罩只需要一层即可实现医学防护作用，提高舒适度，降低成本。但当前的熔喷无纺布技术，主要步骤为熔融，挤出喷头，加静电电压，得到的为单一取向的丝线或丝线杂乱无章的熔喷布。这些布的强度不足，揉搓后会改变空间结构，进而降低过滤效果。如徐海涛等人2006年发明了一种熔融静电纺丝技术生产气体过滤材料的方法，制备过程为1.将聚丁二酸丁二醇酯加热至熔融状态；2.挤出多孔板；3.利用静电纺丝技术制备纳米纤维气体过滤材料。

综上所述，超疏水熔体电纺布是口罩有望实现可长期佩戴、舒适、易清洁的必不可少的核心布料。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，为了改善现有技术所制作材料的疏水、透湿、无法洗涤等性能不足的问题，我们提出了一种高强度超疏水电纺布的制备方法。该方法采用熔体、静电纺丝与滚筒技术相结合，通过往返移动滚筒，制备高度有序排列超疏水纤维网络，实现超疏水，高透湿以及自清洁。本发明以熔喷技术、静电纺丝和滚筒技术相结合往返移动滚筒实现纺布，即可实现布料的超疏水，自清洁，提高耐揉搓、透湿性能，在包括口罩、防护服材料等防疫装备材料在内的多个行业具有广泛的应用前景。

本发明的技术方案为：

一种超疏水熔体电纺布的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：将热塑性材料加热到熔体状态；

其中，所述的热塑性材料为热塑性高分子材料、或者热塑性高分子材料和抗菌材料的混合物；

步骤(2)：用静电纺丝设备，将得到的熔体状态的热塑性材料通过针头注射在同时进行转动和横向移动的滚筒上，形成成网状纳米纤维网络，即超疏水熔体电纺布；

其中，得到纳米纤维的直径为20nm～5μm，空隙为50nm～500μm；

所述的网络中的网格的倾斜角为5°～85°，即行列夹角为170°～10°。

所述的超疏水熔体电纺布的厚度为0.1μm～1000μm；