[发明专利]一种新型环保纤维膜材料及其制备方法

权利要求书

1、一种新型环保纤维膜材料，其特征在于它是由直径为1nm～55nm的纳米TiO₂和直径为30nm～1500nm的微纳米纤维构成的孔径为7nm～350nm的纤维膜材料，其质量百分比为：

纳米TiO₂       1～33

微纳米纤维      77～99

2、根据权利要求1所述的一种新型环保纤维膜材料，其特征在于所述的微纳米纤维选用的原料为聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、纤维素、聚乳酸、聚己内酯及其共聚物、聚丁二酸丁二醇酯、聚酰胺、聚氨酯、纤维素、大豆蛋白、蜘蛛蛋白、蚕丝蛋白、羊毛蛋白、兔毛蛋白或驼毛蛋白。

3、根据权利要求1或2所述的一种新型环保纤维膜材料，其特征在于其制备方法是通过如下步骤实现的：

(1)将微纳米纤维原料按与溶剂的质量百分比为2～30∶70～98的比例溶于溶剂内制备纺丝液；所选用的溶剂为苯酚、间甲酚、邻氯酚、三氯甲烷、四氯乙烷、N，N-二甲基甲酰胺、苯、甲苯、三氯苯、硝基苯、乙酸异戊酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、丙醇、苯甲醇、丙酮、环己酮、四氢呋喃、二噁烷、乙醚、石油醚、三氯乙酸、烃类或这些溶剂中两种或两种以上的混合物；

(2)将纳米TiO₂以与按上述步骤(1)制备的纺丝液的质量百分比为0.1～9∶91～99.9的比例加入按上述步骤(1)制备的纺丝液内，制得含有纳米TiO₂的纺丝液；用超声波分散设备采用分散功率为150W～1200W、分散频率为20kHz～120kHz的工艺对上述含有纳米TiO₂的纺丝液进行1min～120min超声波分散处理，使纳米TiO₂在纺丝液中充分分散；

(3)将按上述步骤(2)制备的含经过充分分散的纳米TiO₂的纺丝液倒入静电纺丝装置的料筒中，在电压为3kV～50kV、流量为0.1mL/h～0.7mL/h、接收距离为5cm～25cm的条件下进行静电纺丝，得到含有纳米TiO₂且平均直径为30nm～1500nm的微纳米纤维，该微纳米纤维随即被静电纺丝装置的接收装置接收制得一种新型环保纤维膜材料。

4、根据权利要求1-3所述的一种新型环保纤维膜材料，其特征在于其制备方法还可以通过如下步骤实现：

(1)将直径为1nm～55nm的纳米TiO₂与微纳米纤维原料按质量百分比为1～33∶77～99的比例均匀混合得到两者的混合物，并将上述混合物在140～160℃条件下干燥16h～18h；

(2)将按步骤(1)制备的混合物倒入静电纺丝装置的进料口，通过螺杆挤压机的挤压使微纳米纤维原料母粒或切片熔融并保持熔体温度285～292℃，将纳米TiO₂和熔融的微纳米纤维原料母粒或切片挤出喷丝口，在熔融过程中使用超声波振动设备采用分散功率为150W～1200W、频率为20kHz～120kHz的工艺对螺杆挤压机施加超声振动，使纳米TiO₂在超声波振动作用下均匀分散在微纳米纤维原料熔融体内；

(3)从静电纺丝装置的喷丝口挤出的含充分分散的纳米TiO₂的微纳米纤维原料熔融体在电压为3kV～50kV、接收距离为5cm～25cm的条件下进行静电纺丝，得到含有纳米TiO₂且平均直径为30nm～1500nm的微纳米纤维，该微纳米纤维随即被静电纺丝装置的接收装置接收制得一种新型环保纤维膜材料。