一种金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜及制备制造技术

本发明专利技术涉及一种金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜及制备，属于儿童户外防护技术领域；包括以下步骤：(1)金属有机骨架和聚合物A的纺丝液的制备；(2)含二氧化钛的聚合物B的纺丝液的制备；(3)粗细纤维交织的二氧化钛@金属有机骨架和聚合物@聚合物纳米纤维用聚合物电纺纤维膜制备；(4)金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜的制备。本发明专利技术的金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜，提高了材料对空气中雾霾等污染物的吸附作用，进一步提高了材料的机械性能和对紫外线的拦截作用。本发明专利技术成膜性良好，机械性能良好，制备过程简单易行，在儿童防护领域具有广阔应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜及制备
本专利技术涉及一种金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜及制备，特别涉及一种可拆卸防霾透气防水防晒金属有机骨架(MOFs)/电纺纳米纤维基儿童户外推车防护罩覆膜；属于儿童户外防护材料的

技术介绍
金属有机骨架(Metal-OrganicFrameworks，MOFs)是一类发展非常迅速的多孔材料，由无机金属离子(或团簇)与有机配体通过配位键自组装作用而成。MOFs不仅拥有较大的比表面积和极高的孔隙率，而且种类组成多样、结构丰富、功能可调，这些优点使得MOFs材料在气体储存与分离、多相催化、传感、药物释放、环境处理等领域具有极大的应用潜力。静电纺丝是一种自上而下的组装过程，同时也是一种制备稳定、连续纤维材料的有效方法。其制备工艺简单，原材料广泛，成本低，并且可以连续制备纤维。作为在聚合物工程中制备纤维结构的成熟技术，静电纺丝技术已被广泛应用于制备功能性和先进性的纳米纤维增强材料。因此，提供一种增加材料对空气中雾霾等污染物的吸附作用并且能够进一步提高材料的机械性能和对紫外线的拦截作用的金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜就成为该
急需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是克服当前儿童户外推车防护罩所存在的缺陷，提供一种增加材料对空气中雾霾等污染物的吸附作用并且能够进一步提高材料的机械性能和对紫外线的拦截作用的金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案达到的：一种金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜，其制备原料主要包括二氧化钛、金属有机骨架、聚合物A、聚合物B、溶剂A、溶剂B以及分散剂；其中，金属有机骨架和聚合物A、溶剂A制备金属有机骨架和聚合物A的纺丝液；所述二氧化钛、聚合物B、分散剂、溶剂B制备二氧化钛和聚合物B的纺丝液；金属有机骨架和聚合物A的纺丝液和二氧化钛和聚合物B的纺丝液制备金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜。优选地，所述金属有机骨架和聚合物A的纺丝液，其中，金属有机骨架的质量百分数为1wt％-40wt％，聚合A的质量百分数为9wt％-21wt％，其它为溶剂A。优选地，所述二氧化钛、聚合物B、分散剂、溶剂B制备二氧化钛和聚合物B的纺丝液，其中，二氧化钛的质量百分数为1.0wt％-3.0wt％，聚合物B的质量百分数为9wt％-21wt％，分散剂的质量百分数为10wt％-20wt％，其它为溶剂B。优选地，所述金属有机骨架为IRMOFs(IsoreticularMetal-OrganicFrameworks)系列、MIL(MaterialsofInstituteLavoisier)系列、ZIFs(ZeoliticImidazolateFrameworks)系列、UiO(UniversityofOslo)系列或PCN(PorousCoordinationNetwork)系列中的一种或几种任意比例的混合物。优选地，所述二氧化钛为金红石型，粒径分布在30nm-100nm。优选地，所述溶剂A为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、三氟乙酸、二氯甲烷、三氯甲烷、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺或甲苯中的一种或几种任意比例的混合物的溶液。优选地，所述聚合物A为聚丙烯腈、热塑性聚氨酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚偏氟乙烯、壳聚糖、聚氧乙烯、聚己酸内酯、聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚乙烯醇或聚砜中的一种或多种任意比例的混合物。优选地，所述溶剂B为四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合物。优选地，所述聚合物B为聚丙烯腈、热塑性聚氨酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚偏氟乙烯、壳聚糖、聚氧乙烯、聚己酸内酯、聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚乙烯醇或聚砜中的一种或多种任意比例的混合物。优选地，所述分散剂为聚乙二醇(PEG)。优选地，所述溶剂B为体积比为1：1的四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合物。优选地，所述金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜的纤维直径≤1000nm，空气过滤效率≥95％，防晒指数为UPF50。本专利技术的另一目的是提供上述金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜的制备方法。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案达到的：一种金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜的制备方法，包括以下步骤：(1)将金属有机骨架溶解在溶剂A中，超声分散，然后，加入聚合物A，室温下磁力搅拌，直至形成均匀的纺丝液，得金属有机骨架和聚合物A的纺丝液；(2)将含有分散剂的纳米级二氧化钛分散在溶剂B中，超声分散，然后加入聚合物B，搅拌，直至完全溶解，得含二氧化钛的聚合物B的纺丝液；(3)将步骤(1)制备的金属有机骨架和聚合物A的纺丝液，和步骤(2)制备的含二氧化钛的聚合物B的纺丝液，分别注入纺丝管中，在相同纺丝条件下进行静电纺丝，得到粗细纤维交织的二氧化钛@金属有机骨架和聚合物@聚合物纳米纤维用聚合物电纺纤维膜；(4)将步骤(3)所得产物，活化处理，烘干后，得到掺杂金属有机骨架的复合电纺纳米纤维(即金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜)。优选地，步骤(1)中，聚合物A的质量百分数为9wt％-21wt％。优选地，步骤(1)中，金属有机骨架的质量百分数为1wt％-40wt％。优选地，步骤(1)中，所述溶剂A为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、三氟乙酸、二氯甲烷、三氯甲烷、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺或甲苯中的一种或几种任意比例的混合物的溶液。优选地，步骤(1)中，所述聚合物A为聚丙烯腈、热塑性聚氨酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚偏氟乙烯、壳聚糖、聚氧乙烯、聚己酸内酯、聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚乙烯醇或聚砜中的一种或多种任意比例的混合物。优选地，步骤(2)中，聚合物B的质量百分数为9wt％-21wt％。优选地，步骤(2)中，二氧化钛的质量百分数为1.0wt％-3.0wt％。优选地，步骤(2)中，分散剂的质量百分数为10wt％-20wt％。优选地，步骤(2)中，所述聚合物B为聚丙烯腈、热塑性聚氨酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚偏氟乙烯、壳聚糖、聚氧乙烯、聚己酸内酯、聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚乙烯醇或聚砜中的一种或多种任意比例的混合物。优选地，步骤(2)中，所述聚合物A，与步骤(1)中所述聚合物B相同。优选地，步骤(2)中，所述聚合物A，与步骤(1)中所述聚合物B不相同。优选地，步骤(2)中，所述纳米级二氧化钛为金红石型，粒径分布在30nm-100nm。优选地，步骤(2)中，所述分散剂为聚乙二醇(PEG)。优选地，步骤(2)中，所述溶剂B为四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合物。优选地，步骤(2)中，所述溶剂B为体积比为1：1的四氢呋喃和N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜，其制备原料主要包括二氧化钛、金属有机骨架、聚合物A、聚合物B、溶剂A、溶剂B以及分散剂；其中，金属有机骨架和聚合物A、溶剂A制备金属有机骨架和聚合物A的纺丝液；所述二氧化钛、聚合物B、分散剂、溶剂B制备二氧化钛和聚合物B的纺丝液；金属有机骨架和聚合物A的纺丝液和二氧化钛和聚合物B的纺丝液制备金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜，其制备原料主要包括二氧化钛、金属有机骨架、聚合物A、聚合物B、溶剂A、溶剂B以及分散剂；其中，金属有机骨架和聚合物A、溶剂A制备金属有机骨架和聚合物A的纺丝液；所述二氧化钛、聚合物B、分散剂、溶剂B制备二氧化钛和聚合物B的纺丝液；金属有机骨架和聚合物A的纺丝液和二氧化钛和聚合物B的纺丝液制备金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜。


2.按照权利要求1所述金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜，其特征在于：所述金属有机骨架和聚合物A的纺丝液，其中，金属有机骨架的质量百分数为1wt％-40wt％，聚合A的质量百分数为9wt％-21wt％，其它为溶剂A；所述二氧化钛和聚合物B的纺丝液，其中，二氧化钛的质量百分数为1.0wt％-3.0wt％，聚合物B的质量百分数为9wt％-21wt％，分散剂的质量百分数为10wt％-20wt％，其它为溶剂B。


3.按照权利要求2所述金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜，其特征在于：所述金属有机骨架为IRMOFs系列、ZIFs系列、UiO系列或PCN系列中的一种或几种任意比例的混合物。


4.按照权利要求3所述金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜，其特征在于：所述二氧化钛为金红石型，粒径分布在30nm-100nm。


5.按照权利要求1所述金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜，其特征在于：所述溶剂A为N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、三氟乙酸、二氯甲烷、三氯甲烷、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺或甲苯中的一种或几种任意比例的混合物的溶液；所述聚合物A为聚丙烯腈、热塑性聚氨酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚偏氟乙烯、壳聚糖、聚氧乙烯、聚己酸内酯、聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚乙烯醇或聚砜中的一种或多种任意比例的混合物；所述溶剂B为四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合物；所述聚合物B为聚丙烯腈、热塑性聚氨酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、聚偏氟乙烯、壳聚糖、聚氧乙烯、聚己酸内酯、聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚乙烯醇或聚砜中的一种或多种任意比例的混合物；所述分散剂为聚乙二醇。


6.按照权利要求5所述金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜，其特征在于：所述溶剂B为体积比为1：1的四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合物。


7.一种金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将金属有机骨架溶解在溶剂A中，超声分散，然后，加入聚合物A，室温下磁力搅拌，直至形成均匀的纺丝液，得金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娇娜，邓慧杰，
申请(专利权)人：北京服装学院，
类型：发明
国别省市：北京;11