一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用，静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维，所述静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分：热塑性树脂100～500份、金属有机框架材料10～60份和二甲基甲酰胺120～160份。本发明专利技术的静电纺丝纳米纤维无纺布将金属有机框架材料、二甲基甲酰胺与热塑性树脂搭配作为静电纺丝液静电纺丝至无纺布后，得到的静电纺丝纳米纤维无纺布具有优异的高吸附容量，具有高效的过滤性能同时具有更低的呼吸阻力。本发明专利技术的静电纺丝纳米纤维无纺布实现在满足呼吸防护的同时，增加透气性，减少憋闷感。

【技术实现步骤摘要】
一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用
本专利技术涉及无纺布复合材料领域，具体涉及一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用。
技术介绍
山火、雾霾、流感、冠状病毒等威胁人类健康的问题层出不穷，人们不得不加强自身呼吸防护，佩戴口罩能够有效地滤除空气中尘埃粒子、油性气溶胶、有害微生物等物质，保护自己和他人的健康。目前口罩过滤层材料常用驻极的聚丙烯熔喷无纺布，其能有效吸附空气中的微尘和微生物等，过滤机理在于利用静电吸附和物理吸附过滤气溶胶，从而达到呼吸防护的效果，但过滤效率与呼吸阻力也呈正相关关系，过滤效率越高，呼吸阻力越大。现有的口罩无纺布在满足过滤效率达到90％以上时，其呼吸阻力偏大，影响佩戴的舒适感。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种过滤材料纤维和静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种静电纺丝纳米纤维无纺布，所述静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维，所述静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分：热塑性树脂100～500份、金属有机框架材料10～60份和二甲基甲酰胺120～160份。上述静电纺丝纳米纤维无纺布将金属有机框架材料和纳米静电纺丝结合起来，通过在无纺布上静电纺丝纳米纤维得到静电纺丝纳米纤维无纺布，静电纺丝纳米纤维包括热塑性树脂、金属有机框架材料(Metal-OrganicFrameworks)和二甲基甲酰胺，金属有机框架材料、二甲基甲酰胺与热塑性树脂搭配形成静电纺丝纳米纤维使得静电纺丝纳米纤维无纺布具有高效的过滤性能同时具有更低的呼吸阻力。上述的静电纺丝纳米纤维无纺布实现在满足呼吸防护的同时，增加透气性，减少憋闷感。优选地，静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为0.5g/cm2～20g/cm2。优选地，所述热塑性树脂包括聚丙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、以及聚酰胺中的至少一种。优选地，所述金属有机框架材料由金属离子或团簇与有机配体组成；所述有机配体为二甲基咪唑、2,5-二羟基对苯二甲酸、2-氨基-4,4′-二羧酸或者苯并咪唑，形成所述金属离子或团簇的金属源为镁、铁、铬、铜、锌、钴或锆。优选地，所述金属有机框架材料为IRMOF系列材料(IsoreticularMetal-OrganicFramework)、ZIF系列材料(Zeoliticimidazolateframework)、MIL系列材料(MaterialsofInstitutLavoisier)和UIO系列材料(UniversityofOslo)中的至少一种。优选地，所述金属有机框架材料包括MIL-100、MIL-101、MIL-96、MOF-199、MOF-74、ZIF-7、ZIF-8、ZIF-67、UIO-66、以及UIO-67中的至少一种。优选地，所述金属有机框架材料为MIL-100(Fe)(CASNO.：1195763-37-1，分子式：C9H6O6Fe)、MIL-101(Cr)(869288-09-5分子式：C24H16Cr3FO15)、MIL-96(Al)(CASNO.：908831-43-6分子式C54H46Al14O62.H48O24)、MOF-199(Cu)(Cu3(BTC)2)、MOF-74(Mg)(CASNO.：1174268-74-6分子式：C8H4O8Mg2)、ZIF-7(Zn)(CAS：909531-29-9分子式：C7H6N2.Zn.H2O)、ZIF-8(Zn)(CASNO.：59061-53-9分子式：C8H12N4.Zn)、ZIF-67(Co)(CASNO.：46201-07-04，分子式：C8H12N4Co)、UIO-66(Zr)(1072413-89-8分子式：C48H28O32Zr6)、以及UIO-67(Zr)(CASNO.：1072413-83-2分子式：C84H52O32Zr6)中的至少一种。优选地，所述静电纺丝纳米纤维还包括0.1～5份驻极体和0.1～1份香味母粒。优选地，所述驻极体为电气石、钛酸钡、三嗪类化合物、酰亚胺聚合物、受阻胺、氟硅聚合物中的一种或几种，其中，电气石、钛酸钡的粒径均小于等于100nm，嗪类化合物分子量≥500，氟硅聚合物的数均分子量≥2000。优选地，所述香味母粒为花香类增香母粒或果香类增香母粒。优选地，所述金属有机框架材料和热塑性树脂的重量比为(0.01～1)：1，更优选的，所述热塑性树脂和金属有机框架材料的重量比为1：(0.1～0.5)，更优选的，所述热塑性树脂和金属有机框架材料的重量比为1：(0.15～0.3)。本专利技术还提供一种上述任一所述过滤材料纤维的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将热塑性树脂、金属有机框架材料和二甲基甲酰胺按重量比混合得到静电纺丝溶液；(2)将步骤(1)得到的静电纺丝溶液静电纺丝至无纺布上，得到静电纺丝纳米纤维无纺布。优选地，步骤(1)中，将热塑性树脂、金属有机框架材料、二甲基甲酰胺、驻极体和香味母粒重量比混合得到静电纺丝溶液。优选地，所述静电纺丝包括以下条件：喷丝板喷速为0.5～0.9ml/h，喷丝口直径为0.2～0.5mm，无纺布与喷丝口的距离为15～30cm，静电纺丝的电压为9～11KV，温度控制在20～25℃，湿度控制为15％～30％。本专利技术还提供一种口罩，所述口罩包括上述任一所述静电纺丝纳米纤维无纺布。上述的口罩实现在满足呼吸防护的同时，增加透气性，减少憋闷感。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用，本专利技术的静电纺丝纳米纤维无纺布将金属有机框架材料与热塑性树脂搭配并且静电纺丝至无纺布后，得到的静电纺丝纳米纤维无纺布具有优异的高吸附容量，具有高效的过滤性能同时具有更低的呼吸阻力。本专利技术的静电纺丝纳米纤维无纺布在满足呼吸防护的同时，增加透气性，减少憋闷感。具体实施方式为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。无纺布：25g/cm2，佛山市南海必得福无纺布有限公司。二甲基甲酰胺、二甲基咪唑、2,5-二羟基对苯二甲酸、2-氨基-4,4′-二羧酸：购自Sigma-Aldrich。聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮，购自AlfaAesar，聚丙烯腈的重均分子量为150000、聚苯乙烯重均分子量为150000、聚乙烯吡咯烷酮重均分子量为150000。实施例1作为本专利技术实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布，静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维，静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分：热塑性树脂100份、金属有机框架材料20份和二甲基甲酰胺120份，所述热塑性树脂为聚丙烯腈，所述金属有机框架材料为ZIF-8(Zn)。本实施例静电纺丝纳米纤维无纺布的制备方法包括以下步骤：(1)将20重量份ZIF-8(Zn)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电纺丝纳米纤维无纺布，其特征在于，所述静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维，所述静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分：热塑性树脂100～500份、金属有机框架材料10～60份和二甲基甲酰胺120～160份。/n

【技术特征摘要】
1.一种静电纺丝纳米纤维无纺布，其特征在于，所述静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维，所述静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分：热塑性树脂100～500份、金属有机框架材料10～60份和二甲基甲酰胺120～160份。


2.根据权利要求1所述的静电纺丝纳米纤维无纺布，其特征在于，所述静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为0.5g/cm2～20g/cm2。


3.根据权利要求1所述的静电纺丝纳米纤维无纺布，其特征在于，所述热塑性树脂包括聚丙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、以及聚酰胺中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的静电纺丝纳米纤维无纺布，其特征在于，所述金属有机框架材料由金属离子或团簇与有机配体组成；所述有机配体为二甲基咪唑、2,5-二羟基对苯二甲酸、2-氨基-4,4′-二羧酸或者苯并咪唑，形成所述金属离子或团簇的金属源为镁、铁、铬、铜、锌、钴或锆。


5.根据权利要求4所述的静电纺丝纳米纤维无纺布，其特征在于，所述金属有机框架材料为IRMOF系列材料、ZIF系列材料、MIL系列材料和UIO系列材料中的至少一种。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴立琼，余小鸽，杨友强，丁超，李成，陈平绪，袁志敏，
申请(专利权)人：广东金发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44