[发明专利]一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系及紫外屏蔽型透明薄膜的制备方法

权利要求书

1.一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将对位芳纶纤维X、氢氧化钾、二甲基亚砜置于容器中，搅拌分散，得到分散于KOH/DMSO体系下的芳纶纳米纤维分散液A；

(2)将步骤(1)中得到的分散于KOH/DMSO体系下的芳纶纳米纤维分散液A进行稀释，得到均匀分散的芳纶纳米纤维分散液B；其中，采用DMSO对分散于KOH/DMSO体系下的芳纶纳米纤维分散液A进行稀释，得到的芳纶纳米纤维分散液B的浓度为0.1mg/mL；

(3)将纳米纤维素Y加入去离子水进行搅拌分散，得到均匀分散的纳米纤维素悬浮液C；

(4)将步骤(3)中得到的纳米纤维素悬浮液C，在搅拌产生的高剪切作用下，向其高压注射步骤(2)中得到的芳纶纳米纤维分散液B，得到分散于KOH/DMSO/H₂O混合体系中的芳纶纳米纤维/纳米纤维素分散液D；

其中，高压注射的射流压力为5～15MPa，射流速度为0.2～2.0mL/s；得到的分散于KOH/DMSO/H₂O混合体系中的芳纶纳米纤维/纳米纤维素分散液D中芳纶纳米纤维与纳米纤维素的质量比为(1～8)：100；

(5)将步骤(4)中得到的分散于KOH/DMSO/H₂O混合体系中的芳纶纳米纤维/纳米纤维素分散液D通过真空抽滤，得到混合纳米纤维E；

(6)将步骤(5)中得到的混合纳米纤维E通过无水乙醇和去离子水反复洗涤，得到胶体状混合纳米纤维F；

(7)将步骤(6)中得到的胶体状混合纳米纤维F在搅拌作用下重新分散于去离子水中，得到水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系。

2.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系的制备方法，其特征在于，步骤(1)中对位芳纶纤维X、氢氧化钾和二甲基亚砜比例为1g：1.5g：500ml，所述的对位芳纶纤维X是对位芳纶纱线纤维、对位芳纶短切纤维、对位芳纶浆粕纤维和对位芳纶沉析纤维中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系的制备方法，其特征在于，步骤(3)中纳米纤维素悬浮液C的质量浓度为1％，所述的纳米纤维素Y为经过化学氧化处理、化学预处理协同机械处理或化学酸水解得到的纳米结晶纤维素。

4.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系的制备方法，其特征在于，步骤(5)中真空抽滤采用的滤膜为500目尼龙滤膜；步骤(6)中洗涤用无水乙醇的体积与混合纳米纤维E质量的比为1mL:5mg～1mL:2mg；所述洗涤用去离子水与混合纳米纤维E的质量比为10:1～5:1。

5.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系的制备方法，其特征在于，步骤(7)中胶体混合纳米纤维F在去离子水中的分散浓度为0.5～5mg/mL。

6.根据权利要求1所述的一种水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系的制备方法，其特征在于，步骤(1)中搅拌是指在密封条件下，在30～60℃温度下搅拌5～8天；步骤(3)步骤中拌转速为1000rpm，搅拌时间为12h，步骤(4)中搅拌转速为600～3000rpm；步骤(7)中搅拌转数为500～2500rpm，搅拌时间30～180min。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述的水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系制备紫外屏蔽型透明薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：超声脱气：将水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系置于超声清洗器中超声脱气处理；

步骤二：真空抽滤：将步骤一得到的芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系在循环水力真空泵的抽吸作用下得到芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合湿膜，成形质量浓度为0.02％～0.06％；

步骤三：压榨干燥：将步骤二得到的芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合湿膜置于压榨机压榨并干燥得到紫外屏蔽型透明薄膜。

8.根据权利要求7所述的采用水分散芳纶纳米纤维/纳米纤维素复合体系制备紫外屏蔽型透明薄膜的方法，其特征在于，步骤一中超声脱气处理时间为10～20min；步骤二中所述真空过滤压力为0.5～1MPa，抽滤时间为2～10min，滤膜为500目尼龙滤膜；步骤三中压榨条件为：压榨压力0.2～1.0MPa，压榨时间3～20min；干燥条件为：干燥温度：70℃，干燥时间48～75h。