[发明专利]一种微米纤维/纳米纤维复合过滤材料及其制备方法

权利要求书

1.一种微米纤维/纳米纤维复合过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配制质量百分比浓度为1～40％的聚合物纺丝液A和聚合物纺丝液B，分别用于制备纳米纤维层和微米纤维层，配制过程为：直接将一定量的聚合物加入到相应的溶剂中，封口后若不需要加热搅拌则用磁力搅拌装置连续搅拌3～18小时，若需加热搅拌则放入0～100℃的水浴锅中连续搅拌3～18小时，最终制备出稳定、均匀的纺丝液；

2)分别将制备好的聚合物纺丝液A和聚合物纺丝液B通过供液装置吸入喷丝模块中，在静电纺丝过程中通过环形梯度溶剂蒸汽快速去除装置，采用双区域隔离纺丝控制技术在接收基材上一步成型获得兼具微米纤维和纳米纤维的三维结构复合过滤材料，其中静电纺丝的工艺条件为：电压20～100kV，接收距离5～100cm，灌注速度0.05～10mL/h，温度0～40℃，相对湿度10～90％；

所述环形梯度溶剂蒸汽快速去除装置包括排气风机、环形排气分管、排气主管以及溶剂蒸汽回收装置，排气风机的排风量大小由变频器调节，排气风机与环形排气分管相通，环形排气分管通过绝缘支架固定在纺丝模块内，环形排气分管上开有小孔，且小孔的开孔大小可调节，环形排气分管通过排气延伸管道与排气主管的一端相连，排气主管布置在纺丝模块下方，排气主管的上开有百叶窗，排气主管的另一端通过排气延伸管道通向溶剂蒸汽回收装置。

2.根据权利要求1所述的一种微米纤维/纳米纤维复合过滤材料的制备方法，其特征在于，排气风机的排风量大小为0～2000m³/min，变频器频率为0～100Hz。

3.根据权利要求1所述的一种微米纤维/纳米纤维复合过滤材料的制备方法，其特征在于，所述环形排气分管的环形为圆形、椭圆形、矩形、正六边形中的一种或组合；

所述环形排气分管以纺丝区域的正中心为原点环环布置，纺丝区域面积为S，S>6.4m²，环形排气分管根数为a，相邻环形排气分管距离为b，5cm<b<30cm。

4.根据权利要求3所述的一种微米纤维/纳米纤维复合过滤材料的制备方法，其特征在于，所述环形排气分管外径为R，3cm<R<8cm，内径为r，2.5cm<r<7.5cm，环形排气分管上开的小孔为圆形，小孔的开孔大小通过阀门调节，开孔面积为s，0<s<12cm²；

所述环形排气分管上开孔数量N_i，i＝1,2,3,…,a，的分布从内向外依次递增，满足条件：N_i＝iN₁，i＝1,2,3,…,a。

5.根据权利要求1所述的一种微米纤维/纳米纤维复合过滤材料的制备方法，其特征在于，所述接收基材的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚氯乙烯、纤维素、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酯、金属丝、碳纤维或玻纤，克重为30～200g/m²，孔径尺寸为1～800μm。

6.根据权利要求1所述的一种微米纤维/纳米纤维复合过滤材料的制备方法，其特征在于，所述双区域隔离纺丝控制技术即通过两个互相独立的纺丝区间分别制备纳米纤维和微米纤维。

7.根据权利要求6所述的一种微米纤维/纳米纤维复合过滤材料的制备方法，其特征在于，所述互相独立的纺丝区间利用有机玻璃板隔开，纺丝区间总长度>3m，宽度>1m，高度>1.5m。

8.一种微米纤维/纳米纤维复合过滤材料，其特征在于，通过如权利要求1所述的制备方法制备得到，为基材层、纳米纤维层和微米纤维层组成的三层复合结构，微米纤维层克重为20～200g/m²，纳米纤维层克重为5～50g/m²。