[发明专利]一种具有抗撕裂性能的非织造复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有抗撕裂性能的非织造复合材料及其制备方法，包括如下步骤：称取N‑N二甲基甲酰胺和丙酮作为溶剂，称取聚偏氟乙烯‑六氟丙烯作为溶质，加入溶剂以配制浓度为8wt％‑10wt％纺丝溶液，称取相对于聚偏氟乙烯‑六氟丙烯质量0.25wt％‑1.5wt％的二氧化硅添加于配制好的纺丝溶液中，放在磁力搅拌器中搅拌，然后用超声波震荡分散，采用静电纺丝技术在聚酯熔喷非织造布上进行纺丝后制得具有抗撕裂性能的非织造复合材料。本发明提供了最适宜的原料配比和制备条件，然后利用静电纺丝技术提高非织造材料抗撕裂性能，结构简单、操作方便、控制简单、工艺流程短。

技术领域

本发明涉及一种非织造复合材料及其制备方法，尤其涉及一种具有抗撕裂性能的非织造复合材料及其制备方法。

背景技术

非织造材料使用环境比较恶劣，如果长期受到局部集中负荷的作用，就可能达到其强度极限而被集中负荷撕裂成裂缝，使非织造材料受到破坏。因此，如何提高非织造材料的撕裂性能是急需解决的问题。

聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)是改性后的聚偏氟乙烯(PVDF)，即是在聚偏氟乙烯PVDF上添加了8wt％～20wt％左右的六氟丙烯(HFP)。聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)具备了聚偏氟乙烯(PVDF)本身各种优异的性能，包括耐热性、机械强度大、耐腐蚀、耐受温度范围宽等。

CN102242464A采用有机-无机材料复合制备得到的复合纳米纤维提高了复合纳米纤维的力学性能，其是将陶瓷材料加入聚合物溶液进行静电纺丝，在接收装置上得到复合纳米纤维膜。然而该复合纳米纤维膜的抗撕裂性能很不理想。

发明内容

针对上述所涉及的问题，本发明的目的是提供一种具有抗撕裂性能的非织造复合材料及其制备方法，该制备方法以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为原料，加入特定含量的硬质SiO₂粒子后通过静电纺丝技术纺制成纳米纤维膜并将其纺制到聚酯熔喷非织造布上，来提高非织造复合材料的撕裂性能。

本发明的研究人员意外发现，用含二氧化硅0.25wt％-1.5wt％、含聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)8wt％-10wt％的纺丝溶液、采用静电纺丝技术在聚酯熔喷非织造布上进行纺丝后，制得非织造复合材料具有非常优良的抗撕裂性能，完全可以满足工程上的需要，适于在恶劣环境中使用。

由此，本发明提供如下技术方案：

一种具有抗撕裂性能的非织造复合材料的制备方法，其包括如下步骤：

S1：称取一定体积的N-N二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮并混合，作为溶剂，其中N-N二甲基甲酰胺(DMF)与丙酮的体积比为7：3；

S2：称取一定质量的聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)作为溶质，将其加入S1制得的溶剂以配制浓度为8wt％-10wt％纺丝溶液，把纺丝溶液放置于磁力搅拌器中进行水浴搅拌，直至聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)颗粒完全溶解形成均匀透明溶液；

S3：称取相对于聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)质量0.25wt％-1.5wt％的二氧化硅添加于配制好的纺丝溶液中；

S4：把S3得到的纺丝溶液放在磁力搅拌器中搅拌，然后用超声波震荡分散，以便聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)和二氧化硅完全溶解；

S5：将S4中得到的纺丝溶液采用静电纺丝技术在聚酯熔喷非织造布上进行纺丝后制得具有抗撕裂性能的非织造复合材料。

作为优选，所述步骤S2中的水浴温度为55℃。

作为优选，所述步骤S4中的磁力搅拌器中匀速搅拌1h，超声波震荡分散2h。

作为优选，所述步骤S5中的静电纺丝的环境温度为20℃-25℃，相对湿度为40％-60％。