[发明专利]三维曲折纳米纤维复合窗纱及其静电纺丝方法

权利要求书

1.三维曲折纳米纤维复合窗纱的静电纺丝方法，将聚合物纺丝溶液进行静电纺丝，其特征是：采用三维曲折接收面；所述三维曲折接收面的每个起伏对应一组纺丝针头，所述纺丝针头的针尖构成的轮廓与所述三维曲折接收面一致；每组纺丝针头至少包括左、中和右三排，中排的纺丝针头正对所述三维曲折接收面的每个起伏的最高点，左排和右排的纺丝针头分别对应所述三维曲折接收面的起伏的中间位置，左排的纺丝针头垂直于所述三维曲折接收面的起伏的右侧平面或者平行于所述三维曲折接收面的起伏的右侧的曲面的法线方向，右排的纺丝针头垂直于所述三维曲折接收面的起伏的左侧平面或者平行于所述三维曲折接收面的起伏的左侧的曲面的中间位置的法线方向；

所述三维曲折接收面为窗纱复合可去除型三维曲折形状模板的接收面；可去除型三维曲折形状模板采用热熔材料；

静电纺丝结束后加热熔融热熔材料获得三维曲折纳米纤维复合窗纱。

2.根据权利要求1所述的三维曲折纳米纤维复合窗纱的静电纺丝方法，其特征在于，所述静电纺丝的工艺为：

纺丝顺序根据纺丝针头按中、左、右或中、右、左循环轮流纺丝，循环数1-60；

中排的纺丝针头纺丝参数：电压15-100kV，接收距离10-150cm，灌注速度0.1-10mL/h，温度15-35℃，湿度5-90％，纺丝时间5-300s；

左排和右排的纺丝针头的纺丝参数均为：电压10-90kV，接收距离10-150cm，灌注速度0.1-10mL/h，温度15-35℃，湿度5-90％，纺丝时间5-300s；

且满足：中排的纺丝针头电压＞左排或右排的纺丝针头电压；

或者，更进一步地：

按前述静电纺丝工艺纺出一层纳米纤维膜后，再按前述静电纺丝工艺路线并同幅度降低10-15％的电压纺出一层蓬松纳米纤维膜，如此交替，纺制获得层叠结构的三维曲折纳米纤维复合膜。

3.根据权利要求1所述的三维曲折纳米纤维复合窗纱的静电纺丝方法，其特征在于，窗纱的材质为尼龙、金属或玻纤，纤维直径为1-50μm，孔径尺寸为3-500μm；可去除型三维曲折形状模板的三维曲折形状的折高h＝5-40mm，折角α＝5-45°。

4.根据权利要求1所述的三维曲折纳米纤维复合窗纱的静电纺丝方法，其特征在于，所述可去除型三维曲折形状模板的接收面每一个曲折单元曲折方式为三角形、梯形或波浪形；三角形折高h＝5-40mm，折宽w＝h·cotα，折角α＝5-45°；梯形折高h＝5-40mm，折宽w＝h·cotα+b，折距b为2-20mm，折角α＝5-45°；波浪形折高h＝5-40mm，折宽w＝5-40mm，折角α＝5-45°；可去除型三维曲折形状模板的厚度为0.1-10mm；所述热熔材料为明胶或琼胶，热熔材料的熔融方式为在真空烘箱中加热，加热温度20-150℃，或在热蒸汽处理，蒸汽温度30-95℃；每一曲折单元为一组，纺丝单元中组数为3-20，每一组上的针头以左、中、右三排为一行，每组行数1-50。

5.根据权利要求1所述的三维曲折纳米纤维复合窗纱的静电纺丝方法，其特征在于，所述聚合物纺丝溶液中，聚合物为氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯、尼龙6、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚或聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一种以上；

溶剂为甲酸、四氢呋喃、水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮或甲基乙基酮中的一种以上。

6.根据权利要求1或2所述的三维曲折纳米纤维复合窗纱的静电纺丝方法，其特征在于，将聚合物纺丝溶液进行静电纺丝所得的三维曲折纳米纤维膜，堆积密度为0.006-0.1g/cm³，折高h＝5-40mm，折角α＝5-45°，曲折形状为三角形、梯形或波浪形；纤维膜强度为0.1-10MPa，对粒径0.006-10μm颗粒的过滤效率为10-50％，阻力压降在15Pa以下。