[发明专利]一种嵌入式复合型材料及其制备设备、制备方法

权利要求书

1.一种嵌入式复合型材料，其特征在于，所述嵌入式复合型材料由若干的熔喷纤维和和若干的纳米纺丝纤维呈网状交织复合而成，相邻的所述熔喷纤维之间夹设有所述纳米纺丝纤维，相邻的所述纳米纺丝纤维之间夹设有所述熔喷纤维，且所述熔喷纤维与所述纳米纺丝纤维的线径不同，其中，所述熔喷纤维由熔喷材料经熔喷形成，所述熔纳米纺丝纤维由纺丝溶液经静电纺丝形成。

2.根据权利要求1所述的嵌入式复合型材料，其特征在于，所述熔喷纤维的线径为10-20μm，所述纳米纺丝纤维的线径为100-150nm。

3.根据权利要求2所述的嵌入式复合型材料，其特征在于，所述熔喷材料为PP或PET材料，所述纺丝溶液为由PAN或PVDF配置的溶液。

4.一种嵌入式复合型材料的制备设备，用于制备权利要求1至3任一项所述的嵌入式复合型材料，其特征在于，包括：

熔喷模头，用于在高压气流的作用下将熔融状态的流体熔喷材料吹散为线径10-20μm的熔喷纤维；

纺丝模头，设置在所述熔喷模头的旁边，用于在高压电场的作用下将纺丝溶液克服本身重力并被电场拉伸成线径100-150nm的纳米纺丝纤维；以及

流水线式传送带，设置在所述熔喷模头和纺丝模头的下方，所述流水线式传送带上具有负极区，所述熔喷模头的出丝孔与所述纺丝模头的出丝孔均朝向所述负极区，所述熔喷模头产生的熔喷纤维和所述纺丝模头产生的纳米纺丝纤维在所述负极区交织复合成型，以制得嵌入式复合型材料。

5.根据权利要求4所述的嵌入式复合型材料的制备设备，其特征在于，所述流水线式传送带的下方设有接地的负极板，所述流水线式传送带上与所述负极板相对应的区域为所述负极区，或者所述流水线式传送带上贴附接地的铜箔，所述流水线式传送带上具有所述铜箔的区域为所述负极区。

6.根据权利要求4所述的嵌入式复合型材料的制备设备，其特征在于，所述熔喷模头的前端连接有流体输送装置，所述流体输送装置的前端连接有流体挤压装置，所述流体挤压装置的前端连接有加热装置，所述加热装置用于将熔喷原材料加热成熔融状态，所述流体挤压装置用于将熔融状态的熔喷材料挤压成流体状输送给流体输送装置，所述流体输送装置用于将流体熔喷材料定量输送给熔喷模头，所述流体输送装置带有计量泵。

7.根据权利要求4所述的嵌入式复合型材料的制备设备，其特征在于，所述纺丝模头的前端连接有直流高压装置和溶液输送装置，所述直流高压装置用于提供纺丝模头所需的高压电场，所述溶液输送装置用于提供纺丝模头所需的纺丝溶液，溶液输送装置带有计量泵。

8.根据权利要求4所述的嵌入式复合型材料的制备设备，其特征在于，所述设备还包括静电驻极装置，所述静电驻极装置设置在所述流水线式传送带的出料侧，以选择性对所述流水线式传送带制备成型的嵌入式复合型材料进行驻极静电处理。

9.根据权利要求4至8任一项所述的嵌入式复合型材料的制备设备，其特征在于，所述熔喷模头与所述纺丝模头之间设有绝缘保护装置，所述绝缘保护装置用于阻隔所述熔喷模头与所述纺丝模头之间电场和风场的干扰，所述纺丝模头的外周还包覆有绝缘垫。

10.一种嵌入式复合型材料的制备方法，其特征在于，该制备方法由权利要求4至9任一项所述的嵌入式复合型材料的制备设备实现，其制备方法具体包括以下步骤：

运行熔喷模头，调整熔喷模头的风速为1-2m/s，热风温度为220℃，风压为0.2-0.4Mpa，熔喷材料在热风下进行牵引拉伸，熔喷形成若干熔喷纤维；

运行纺丝模头，调整纺丝模头上的正极直流高压为0-100KV，以0-500ml/s的流量输入纺丝溶液到纺丝模头，纺丝溶液在高压电场的作用下克服本身重力并被电场拉伸形成若干纳米纺丝纤维；

运行流水线式传送带，若干熔喷纤维和若干纳米纺丝纤维持续在流水线式传送带上的负极区内交织复合，从而形成嵌入式复合型材料。