[发明专利]基于静电纺丝技术的防雾霾窗纱及其制备方法

权利要求书

1.一种基于静电纺丝技术的防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配置前驱体纺丝液：将纳米石墨烯分散于N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂中制成0.05-1wt％的纳米石墨烯分散液，所述的混合溶剂中N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的体积比为1:1，向纳米石墨烯分散液中加入分子量为57万的聚偏氟乙烯和分子量为90万的聚氧化乙烯，混合均匀后得到的澄清溶液即为前驱体纺丝液，所得前驱体纺丝液中聚偏氟乙烯的含量为15-25wt％，聚氧化乙烯的含量为0.3-0.9wt％；

(2)预处理基础层：所述的基础层为金属筛网，用清水对金属筛网进行洗涤，进行除杂除尘处理，再进行脱脂处理，将金属筛网浸入38-40℃的脱脂液中，20-25min后完成脱脂处理，再用清水对脱脂处理后的金属筛网进行洗涤，晾干，采用静电喷雾方式将氰基丙烯酸乙酯均匀喷涂在金属筛网上，静电喷雾距离为5-8cm，电压为10-20千伏，时间2-10min；

(3)电纺复合纳米纤维功能膜：将步骤(1)配得的前驱体纺丝液加入静电纺丝设备储液机构中，以步骤(2)中经过预处理的金属筛网作为静电纺丝设备的纺丝收集机构，用静电纺丝设备直接在金属筛网的上表面电纺复合一层纳米纤维功能膜；

(4)热压复合保护层：所述的保护层为尼龙网，采用40-50℃热压工艺将尼龙网复合于步骤(3)制得的纳米纤维功能膜的上表面上，即得防雾霾窗纱。

2.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝技术的防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)所用的纳米石墨烯的制备方法包括以下步骤：

(a)氧化石墨烯的制备：在0℃的冰水浴中，依次将质量分数为98％的浓硫酸和高锰酸钾添加至可膨胀石墨中，在低于20℃条件下搅拌，水浴升温至30-40℃并保持恒温1-1.5h；所得溶液中添加超纯水稀释至溶液呈棕褐色，水浴加热升温至90-100℃，保持30-40min；向溶液中加入质量分数为30％的过氧化氢溶液至溶液变成土黄色，冷却至室温；将所得溶液抽滤后得到黄色固体，对固体进行酸洗后再用去离子水洗涤直至洗涤液呈中性，将固体在超纯水中超声分散得到棕色溶液，离心后冷冻干燥制得氧化石墨烯粉末；

(b)将1000mg步骤(a)中制得的氧化石墨烯分散于600mL去离子水中，得到棕色悬浮液，超声分散4h得到稳定的分散液，加入4g二氧化硫脲、10g氢氧化钠，95℃水浴中搅拌反应10h，制得黑色石墨烯水溶液，抽滤后依次用乙醇和水冲洗至pH＝7，在40℃的真空干燥箱中充分干燥，得到黑色粉末即为纳米石墨烯。

3.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝技术的防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)配置前驱体纺丝液：将纳米石墨烯加入二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的混合溶剂中，所述的混合溶剂中N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的体积比为1:1，用超声波破碎仪处理2-5h，使纳米石墨烯均匀分散在溶剂中制成0.05-1wt％的纳米石墨烯分散液，60℃水浴加热搅拌下向纳米石墨烯分散液中加入PVDF，搅拌8-10h至混合溶液均匀澄清；再向溶液中加入PEO继续搅拌12h得到均一透明、粘度合适的前驱体纺丝溶液，所得前驱体纺丝液中聚偏氟乙烯的含量为15-25wt％，聚氧化乙烯的含量为0.3-0.9wt％。

4.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝技术的防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)电纺复合纳米纤维功能膜的纺丝距离为10-50厘米，纺丝电压为30-80千伏，纺丝温度为25-30℃，湿度为20-40％RH，纺丝时间为6-15min。

5.如权利要求1所述的一种基于静电纺丝技术的防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)所用的尼龙网表面用磁控溅射法复合有银离子膜。