一种复合纳米纤维膜布及其制备方法与流程

专利2025-12-11  3


本发明涉及纳米纤维膜,尤其涉及一种复合纳米纤维膜布及其制备方法。


背景技术:

1、纳米纤维是指直径为纳米尺度而长度较大的具有一定长径比的线状材料,此外,将纳米颗粒填充到普通纤维中对其进行改性的纤维也称为纳米纤维。狭义上讲,纳米纤维的直径介于1nm到100nm之间,但广义上讲,纤维直径低于1000nm的纤维均称为纳米纤维。

2、纳米纤维膜布一般是采用具备一定功能与活性的高分子材料通过优化的电纺工艺而获得的无纺布膜。这样的无纺布膜通常具备较好的透气性、较好的水蒸气透过率、较好的吸液率等功能,同时其可具有类似细胞外基质的结构和功能,可促进损伤组织快速修复。因此多功能纳米纤维膜在医用伤口敷料、组织支架、体内药物载体等领域有着广泛的应用前景。

3、传统无纺布结合纳米纤维膜的方法主要有热熔复合技术和层压技术,其中热熔复合技术是利用热熔胶作为粘合剂,将纳米纤维膜加热熔融后与无纺布基材压合在一起。层压技术,是通过物理压力和/或热处理,将预制的纳米纤维膜与无纺布在一定温度和压力下层压在一起,形成稳定的复合结构,层压过程中可使用热熔胶或其他粘合剂以增强结合力。

4、现有技术中存在以下问题:

5、1.热熔复合技术,纳米纤维膜加热熔融后会对纳米纤维的微结构有所破坏,影响纳米纤维膜布的物理、化学性能;

6、2.层压技术,其工艺繁琐,需要热压机进行复合,且压力控制极易影响纳米纤维膜布结构功能。

7、申请号为200880018620.0的发明专利公开了一种形成纳米纤维网和基底的层压体的方法以及使用该层压体的过滤器。所述方法包括提供具有收集表面的载体层,在载体层的收集表面上形成纳米纤维网,提供具有两个主表面的柔性多孔基底,将粘合剂层施加到基底的一个表面的至少一部分上,使粘合剂层与纳米纤维网接触并将纳米纤维网粘结到基底上,以及任选地移除载体层,从而形成复合片材。采用熔融粘合剂是要在高于该粘合剂的软化点或熔点的温度下施加粘合剂并且使纳米纤维网与基底接触。但是该方法的不足之处在于:纳米纤维与无纺布基层之间的粘合效果不均匀且粘合强度提升有限,并不能满足实际应用的需求。

8、因此,如何提供一种工艺简单,不影响纳米纤维膜布功能特性的纳米纤维膜布的生产方法,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本发明提供一种纳米纤维膜布的生产方法,旨在解决现有技术中,生产工艺复杂,且生产过程会影响纳米纤维膜布功效的技术问题。

2、为解决上述技术问题,本发明提供第一方面提供一种复合纳米纤维膜布,其包括:

3、无纺布支撑基底,其包括通过刮胶机滚筒在所述无纺布支撑基底上点状或层状涂覆附胶层;

4、纳米纤维膜,通过静电纺丝技术,在所述附胶层上制备所述纳米纤维膜;

5、其中,所述刮胶机的上胶量为4g/m2~6g/m2,所述附胶层的厚度为0.2~3mm;静电纺丝工艺参数为电压8kv~90kv,喷口孔径0.2mm~3mm,溶液流速1ml/min~1500ml/min,纺丝环境温度为20℃~80℃,所述溶液中包括质量分数为0.1%~1%的licl;作为示例,优选0.01%-0.05%。

6、刮胶机速度与静电纺丝速度比为1:1,其中以静电纺丝产能为基础进行整个生产工艺的调节,目前较为适合工艺为0.1mm/s-5mm/s。无纺布上胶后直接进入静电纺丝机进行纺丝,使得纳米纤维不会从基材脱离。

7、在某些实施方式中,所述刮胶机内将胶体熔融后,薄铺一层后,再通过滚筒在所述无纺布支撑基底上点状或层状涂覆;所述刮胶机内加热棒将胶体加热至100℃后,通过滚筒在所述无纺布支撑基底上点状或层状涂覆,以乙烯-醋酸乙烯共聚物熔体为例,薄铺一层的用量为1~3g/m2的用量,以增加胶层的黏附度。

8、根据具体的无纺布基底和附胶层要求,调整刮胶机滚筒的速度和压力,确保总上胶量在4~6g/m2,以实现均匀且适中的附胶层。同时,为了控制附胶层的厚度在0.5μm~2000μm,需精确控制胶液的粘度和滚筒的间隙。

9、在某些实施方式中,所述的复合纳米纤维膜布中,静电纺丝的纺丝速度为0.1m/min~5m/min。

10、收卷速度与静电纺丝速度相同,结合上胶-静电纺丝-收卷复合工艺,主要根据静电纺丝纳米纤维厚度要求进行收卷速度调节,比例1:1。

11、在某些实施方式中,所述的复合纳米纤维膜布中,所述刮胶机在所述无纺布支撑基底上的刮胶速度为0.2m/min~3m/min。

12、在某些实施方式中,所述的复合纳米纤维膜布中,所述无纺布支撑基底的材质为pp、pe、ep、es、et和pet中的至少一种。

13、在某些实施方式中,所述的复合纳米纤维膜布中,所述刮胶机所用胶体为热熔胶、pu、丙烯酸胶水、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。

14、在某些实施方式中,所述的复合纳米纤维膜布中,所述纳米纤维膜采用tpu、pvdf、pva、peg、pvp、pan中至少一种作为静电纺丝原料;优选pvdf、pan和pva的复配,比例为1:1:1。

15、在某些实施方式中,所述的复合纳米纤维膜布中,所述溶液中包括质量分数为20%~30%的所述静电纺丝原料。

16、在某些实施方式中,所述的复合纳米纤维膜布中,所述溶液包括油性溶剂和水性溶剂;所述油性溶剂为dmf、甲苯、dmac、dcm中的一种,所述水性溶剂为去离子水。

17、本发明另一方面还提供一种复合纳米纤维膜布的制备方法,其包括如下步骤:

18、准备无纺布支撑基底;

19、配制静电纺丝溶液,所述溶液包括质量分数为20%~30%的静电纺丝原料、质量分数为0.01%~1%的licl、油性溶剂和水性溶剂;作为示例,优选0.01%-0.05%。

20、刮胶机预热,将所述刮胶机内胶体加热至100℃,刮胶机滚筒以0.1m/min-5m/min的线速度,在无纺布支撑基底上进行点状或层状涂覆胶体,在所述无纺布支撑基底上形成附胶层;

21、通过静电纺丝技术,在所述附胶层上制备纳米纤维膜;所述静电纺丝工艺参数为电压8kv~90kv,喷口孔径0.2mm~3mm,溶液流速1ml/min~1500ml/min。

22、有益效果:

23、本发明通过对纺丝速度和静电纺丝材料的筛选,找到了最适合制备纳米纤维膜的参数,并通过先将胶体薄铺,在进行点涂或层涂的方式,一方面可以增加黏着度,另一方面不影响纳米纤维膜的透气性和透湿性。

24、本发明所述的复合纳米纤维膜布及其制备方法,在复合纳米纤维膜布的制备过程,采用点状或层状附胶,无需通过热压工艺,简化了生产工艺,既保护了纳米纤维膜结构,不影响纳米纤维膜的透气性和透湿性。



技术特征:

1.一种复合纳米纤维膜布,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的复合纳米纤维膜布,其特征在于,所述刮胶机内将胶体熔融后,薄铺一层后,再通过滚筒在所述无纺布支撑基底上点状或层状涂覆。

3.根据权利要求1所述的复合纳米纤维膜布,其特征在于,静电纺丝的纺丝速度为0.1m/min~5m/min。

4.根据权利要求3所述的复合纳米纤维膜布,其特征在于,所述刮胶机在所述无纺布支撑基底上的刮胶速度为0.1m/min~5m/min。

5.根据权利要求1所述的复合纳米纤维膜布,其特征在于,所述无纺布支撑基底的材质为pp、pe、ep、es、et和pet中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的复合纳米纤维膜布,其特征在于,所述刮胶机所用胶体为热熔胶、pu、丙烯酸胶水、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的复合纳米纤维膜布,其特征在于,所述纳米纤维膜采用tpu、pvdf、pva、peg、pvp、pan中至少一种作为静电纺丝原料。

8.根据权利要求7所述的复合纳米纤维膜布,其特征在于,所述溶液中包括质量分数为20%~30%的所述静电纺丝原料。

9.根据权利要求1所述的复合纳米纤维膜布,其特征在于,所述溶液包括油性溶剂和水性溶剂;所述油性溶剂为dmf、甲苯、dmac、dcm中的一种,所述水性溶剂为去离子水。

10.一种制备权利要求1-9任一项所述的复合纳米纤维膜布的方法,其特征在于,包括如下步骤:


技术总结
本发明提供一种复合纳米纤维膜布及其制备方法,具体涉及纳米纤维膜技术领域。所述复合纳米纤维膜布包括,无纺布支撑基底,其包括通过刮胶机滚筒在无纺布支撑基底上点状或层状涂覆附胶层;纳米纤维膜,通过静电纺丝技术,在所述附胶层上制备所述纳米纤维膜;其中,刮胶机的上胶量为4g/m<supgt;2</supgt;~6g/m<supgt;2</supgt;,附胶层的厚度为0.2~3mm;静电纺丝工艺参数为电压8kV~90kV,喷口孔径0.2mm~3mm,溶液流速1ml/min~1500ml/min,纺丝环境温度为20℃~80℃,溶液中包括质量分数为0.01%~1%的LiCl。本发明在复合纳米纤维膜布的制备过程,采用点状或层状附胶,无需通过热压工艺,简化了生产工艺,既保护了纳米纤维膜结构,不影响纳米纤维膜的透气性和透湿性。

技术研发人员:林国晓,刘茂林,许国杰,朱自明,赖瑞兵
受保护的技术使用者:广东厚海锐膜新材料科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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