一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，所述纳米纤维包括聚砜芳纶和硅橡胶，其中硅橡胶用于使所述纳米纤维相互粘结；本发明自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜具有高强度、耐化学腐蚀、耐高等优异性能，并且制备方法简单易行、成本较低。
【专利说明】
一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜
技术领域
[0001 ]本发明属于高分子材料领域，更具体地，本发明涉及一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶 复合纳米纤维多孔膜及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国对环保要求的日益严格，袋式除尘器已逐渐成为大气污染治理中重要的 除尘设备之一。袋式除尘器在除尘过程中存在许多高温情况，在钢铁、冶金、热电厂、水泥等 行业，生产过程中排放的烟气温度大多超过130°C，除尘工程中称之为高温烟气。高温烟气 除尘较常温除尘困难和复杂，因为烟气温度高会引起烟气成分和粉尘性能的一系列变化， 容易引起低温腐蚀、磨损除尘设备等问题，这对袋式除尘器的过滤材料提出了较高的要求。
[0003] 聚砜芳给(Polysulfonamide, PSA)纤维，即聚对苯二甲酰_3,3'，4,4'_二氨基二 苯砜共聚纤维，又称聚芳砜酰胺纤维，属于芳香族聚酰胺类耐高温合成纤维。聚砜芳纶纤维 的分子结构是由酰胺基(-C0NH-)、砜基(_S0 2_)和苯环键接而成，单体具有25%的间位结构 和75%的对位结构，由于在高分子主链上引入对苯结构和极强的吸电子基团砜基(-S0 2_)， 通过苯环的双键共辄系统，使酰胺基上氮原子的电子云密度显著降低，从而获得了抗热氧 老化的稳定性，使聚砜芳纶纤维具有与其他耐高温纤维相比优越的阻燃、耐热性能。其可作 为纳米纤维多孔膜广泛应用于防护制品、过滤材料以及电池隔膜等领域。现有技术中，由于 纤维之间的粘结性差，聚砜芳纶纳米纤维多孔膜需要在很高的温度下热熔(一般高于400 °C)，使得纤维之间形成粘合力来提高多孔膜的稳定性，这既提高了工艺难度，又大大增加 了成本，更会影响产品的合格率。
[0004] 针对上述问题，现亟需通过工艺及配方的改进，可在较低的温度以及较简易的工 艺下，使得聚砜芳纶纤维多孔膜具有稳定的多孔网络结构，拓宽聚砜芳纶纤维膜的发展和 应用。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳 米纤维多孔膜，所述纳米纤维包括聚砜芳纶和硅橡胶，其中硅橡胶用于使所述纳米纤维相 互粘结。
[0006] 在一种实施方式中，所述纳米纤维中聚砜芳纶与硅橡胶的质量比为（1~9):(1~ 9) 〇
[0007] 在一种实施方式中，所述聚砜芳纶的重均分子量为1 X 105~1 X 107。
[0008] 在一种实施方式中，所述硅橡胶至少为703硅橡胶、704硅橡胶、705硅橡胶、706硅 橡胶中一种或多种。
[0009] 本发明的另一方面提供一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜的制备 方法，至少包括以下步骤： (1)样品溶解:按质量分数将硅胶溶于3倍体积有机溶剂A中，聚砜芳纶溶于5倍体积有 机溶剂B中； (2 )静电纺丝:将步骤（1)中溶液倾斜倒入静电纺丝机中进行静电纺丝，形成电纺聚砜 芳纶/硅胶复合纳米纤维多孔膜； (3)热粘合:在80~180°C条件下将聚砜芳纶与硅橡胶进行热粘合，形成纤维间自粘合 的纳米纤维多孔膜； 其中，A溶剂至少为乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮中一种;B溶剂至少为DMAC、DMF、DMSO 中一种。
[0010]本发明提供一种锂亚电池隔膜，包括上述所述的聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维 多孔膜。
[0011] 本发明提供一种空气过滤膜，包括上述所述的聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多 孔膜。
[0012] 在一种实施方式中，所述空气过滤膜还包括工业非织造布。
[0013] 在一种实施方式中，所述聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜与所述工业非织 造布的质量比为（1~10):(1~1〇〇)。
[0014] 参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
【具体实施方式】
[0015] 参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发 明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通 技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
[0016] 如本文所用术语"由…制备"与"包含"同义。本文中所用的术语"包含"、"包括"、 "具有"、"含有"或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合 物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或 此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0017]连接词"由…组成"排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此 短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常 规杂质除外。当短语"由…组成"出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时， 其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0018] 当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优 选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围 下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开 了范围"1至5"时，所描述的范围应被解释为包括范围"1至4"、"1至3"、"1至2"、"1至2和4至 5"、"1至3和5"等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端 值和在该范围内的所有整数和分数。
[0019] 单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。"任选的"或者"任意 一种"是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和 事件不发生的情形。
[0020] 说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体 数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相 应的，用"大约"、"约"等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似 用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以 组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
[0021] 此外，本发明要素或组分前的不定冠词"一种"和"一个"对要素或组分的数量要求 (即出现次数)无限制性。因此"一个"或"一种"应被解读为包括一个或至少一个，并且单数 形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
[0022] "聚合物"意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语 "聚合物"包含术语"均聚物"、"共聚物"、"三元共聚物"与"共聚体"。
[0023] "共聚体"意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语"共聚体"包括 术语"共聚物"（其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语"三元共聚物"（其一般 用以指由三种不同单体制备的聚合物）。其亦包含通过聚合更多种单体而制造的聚合物。 "共混物"意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。
[0024] 本发明的一个方面提供一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，所述 纳米纤维包括聚砜芳纶和硅橡胶，其中硅橡胶用于使所述纳米纤维相互粘结。
[0025]在一种实施方式中，所述多孔膜中聚砜芳纶与硅橡胶的质量比为（1~9):(1~9)。 [0026]在一种实施方式中，所述多孔膜中聚砜芳纶与硅橡胶的质量比为（1~8):(1~8)。 [0027]过滤是捕集分散于气体或液体中的颗粒状物质的一种操作，是物质的非均相分 离。过滤是通过过滤介质和过滤设备配套来完成的，生产企业称过滤介质为过滤材料产品， 它是产业用纺织品大类中很重要的组成部分。通过过滤起到控制污染、保护大气环境，在工 业生产中起到保证产品质量，提高产品的技术精度，回收贵重原材料及降低成本等重要作 用。
[0028] 以纤维制品为过滤材料的过滤，大致可分为干式过滤和湿式过滤两大类。干式过 滤是指将气体中的浮游式悬浮的固体颗粒，空气中的尘埃进行分离的过程，又称气固分离。 工业过程中袋式过滤，建筑物换气中的空气过滤器，均属于气一固分离(过滤)范畴。湿式过 滤是将液体中的浮游或悬浮的固体颗粒从液体中除去的过程。
[0029] 滤材的纤维选定至关重要，涉及到滤材的使用寿命，要从使用情况下考虑耐温、阻 燃性、耐化学稳定性及纤维材料的物理力学性能中耐磨、抗折、强度高等要求。
[0030] 随着我国对环保要求的日益严格，袋式除尘器已逐渐成为大气污染治理中重要的 除尘设备之一。袋式除尘器在除尘过程中存在许多高温情况，在钢铁、冶金、热电厂、水泥等 行业，生产过程中排放的烟气温度大多超过130°c，除尘工程中称之为高温烟气。高温烟气 除尘较常温除尘困难和复杂，因为烟气温度高会引起烟气成分和粉尘性能的一系列变化， 容易引起低温腐蚀、磨损除尘设备等问题。
[0031]聚砜芳纶纤维属于芳香族共聚酰胺类有机耐高温材料，其结构特殊，性能优良。其 阻燃性良好，在燃烧时不熔融、不收缩或很少收缩，离火焰自熄，极少有阴燃或余燃现象。 [0032]聚砜芳纶具有较强的耐酸性和耐化学药品腐蚀性。其纤维经过80°C浓度为30%的 硫酸、盐酸、硝酸处理后，除硝酸使纤维强力稍有下降，盐酸与硫酸对纤维的强力均无明显 影响。
[0033] 在抗有机溶剂方面，除了DMAC(N，N'_二甲基乙酰胺）、DMF(N，N'_二甲基甲酰胺）、 DMS0(二甲基亚砜）、六磷胺、N-甲基吡咯烷酮和浓硫酸几种强极性溶剂以外，一般在常温下 聚芳砜酰胺纤维对各种化学药品均能保持良好的稳定性。
[0034] 聚砜芳纶滤料具有突出的耐热性及良好的耐化学腐蚀性能，满足了滤料行业标准 中对耐高温及耐腐蚀的专项技术要求，是一种耐250Γ高温的新型袋式除尘器用过滤材料。
[0035] 静电纺丝技术(Electrospinning technology)被认为是一种简单有效的制备直 径介于微米/纳米级纤维的方法，具有直径可控、高的孔隙率、比表面积大以及可以功能化 等优点。
[0036] 静电纺丝是一种不同于常规方法的的纺丝技术，其基本原理为：聚合物溶液或熔 体在高压电场下克服表面张力而产生带电喷射流，射流在喷射过程中干燥、固化，落在接收 装置上形成纤维膜。
[0037] 在一种实施方式中，所述聚砜芳纶的重均分子量为1 X 105~1 X 107;优选地， 所述聚砜芳纶的重均分子量为1 X 1〇5~8 X 106。
[0038] 在一种实施方式中，所述硅橡胶至少为703硅橡胶、704硅橡胶、705硅橡胶、706硅 橡胶中一种或多种;优选地，所述硅橡胶至少为703硅橡胶、704硅橡胶、705硅橡胶中一种或 多种;优选地，所述硅橡胶至少为703硅橡胶、704硅橡胶中一种或多种。
[0039] 硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡 胶。普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成。苯基的引入可提高硅橡胶 的耐高、低温性能，三氟丙基及氰基的引入则可提高硅橡胶的耐温及耐油性能。硅橡胶耐低 温性能良好，一般在-55 °C下仍能工作。引入苯基后，可达-73 °C。硅橡胶的耐热性能也很突 出，在180°C下可长期工作，稍高于200°C也能承受数周或更长时间仍有弹性，瞬时可耐300 °C以上的高温。硅橡胶的透气性好，氧气透过率在合成聚合物中是最高的。
[0040] 室温硫化娃橡胶是娃橡胶中分子量比较低的一种，它的分子量一般在1-10万之 间。它的主链为-Si-0-Si-O-的无机链结构，末端带有羟基、硅原子上带有有机基团。
[0041 ] 703硅橡胶是一种粘接性好，高强度，无腐蚀的单组份室温硫化硅橡胶。它是由末 端含羟基的聚二甲基硅氧烷、二氧化硅等填料和特制的固化剂(不含有机锡），所组成外观 为乳白色的稠状物质。具有优良的电绝缘性能、密封性能和耐老化性能，可在-50 °C -+250 °C 的范围内长期使用。
[0042] 703室温硫化硅橡胶不仅有突出的耐高、低温性和耐老化性，优异的电器绝缘性和 防潮抗震性，还具有优良的粘接性，它能广泛粘合各种金属、非金属、塑料和橡胶。具有优异 的耐高温和耐热水性能，是耐热器件密封的理想材料。适用于家用电器.电热电器的粘合于 绝缘密封，适用于电器的绝缘保护涂层和点插头密封之用。
[0043] 704硅橡胶是一种粘接性好，高强度，无腐蚀的单组份室温硫化硅橡胶。它是由末 端为羟基的聚二甲基硅氧烷、二氧化硅等填料和适量的固化剂(不含有机锡)所组成外观为 乳白色或红色的稠状物质。具有优良的电绝缘性能、密封性能和耐老化性能，可在-50°C-+ 250°C的范围内长期使用。704硅胶属于脱醇型的缩合型硅胶。704室温硫化硅橡胶不仅有突 出的耐高、低温性和耐老化性，优异的电器绝缘性和防潮抗震性，还具有优良的粘接性，它 能广泛粘合各种金属、非金属、塑料和橡胶。
[0044] 705胶，它由末端含羟基的聚二甲基硅氧烷和适量的固化剂（不含有机锡）组成， 外观为透明的不含溶剂的稀稠体。它因具粘性，、密封性较好，作为防潮密封保护涂层较为 适合。
[0045] 706娃橡胶能粘常见的金属(错、铜、镍、锌、钛合金、铁氧体等)和各种非金属材料 (陶瓷、玻璃、水泥)塑料(酚醛、不饱和聚脂、有机硅、硬聚氯乙烯、有机玻璃、ABS、聚苯乙烯 玻璃），故适用于金属之间，非金属之间，金属与非金属之间的密封粘合。
[0046] 在一种实施方式中，所述自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜的基重为 15~30g/m2;厚度为20~60 μπι;表面平均孔径为1.0~3.0μπι。
[0047] 在一种实施方式中，所述自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜的基重为8 ~20 g/m2;厚度为10~40 μπι;平均孔径为0.5~1·5μηι。
[0048] 在一种实施方式中，所述静电纺丝纤维直径范围为0.1~0.5μηι;优选地，所述静电 纺丝纤维直径范围为0.15~0.35 μπι。
[0049] 聚砜芳纶纤维均由美国生产的型号为FEI Quanta 200的扫描电子显微镜(SEM)表 征。同时，通过透射电镜(JEM 2100,日本)分析热处理前后纤维形貌。
[0050] 本发明的另一方面提供一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜的制备 方法，至少包括以下步骤： 样品溶解:按重量份将硅胶溶于3倍体积有机溶剂A中，聚砜芳纶溶于5倍体积有机溶剂 B中； 静电纺丝：将步骤（1)中溶液倾斜倒入静电纺丝机中进行静电纺丝，形成电纺聚砜芳 纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜； 热粘合:在80~180°C条件下将聚砜芳纶与硅橡胶进行热粘合，形成纤维间自粘合的纳 米纤维多孔膜； 其中，A溶剂至少为乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮中一种;B溶剂至少为DMAC、DMF、DMS0 中一种。
[0051 ]在一种实施方式中，所述热粘合温度为90~160°C。
[0052]在一种实施方式中，所述A溶剂至少为乙酸乙酯、甲苯、二甲苯中一种;所述B溶剂 至少为DMAC、DMF、DMS0中一种;优选地，所述A溶剂至少为乙酸乙酯、甲苯中一种;所述B溶剂 至少为DMAC、DMF中一种。
[0053]本发明提供一种锂亚电池隔膜，包括上述所述的聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维 多孔膜。
[0054]本发明提供一种空气过滤膜，包括上述所述的聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多 孔膜。
[0055] 在一种实施方式中，所述空气过滤膜还包括工业非织造布。
[0056] 在一种实施方式中，所述聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜与所述工业非织 造布的质量比为（1~10):(1~100);优选地，所述聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜与 所述工业非织造布的质量比为1: (1~10)。
[0057] 工业非织造布是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝 进行定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。它直接 利用高聚物切片、短纤维或长丝通过各种纤网成形方法和固结技术形成的具有柔软、透气 和平面结构的新型纤维制品。
[0058]本发明中由于纤维之间的粘结性差，聚砜芳纶纳米纤维多孔膜需要在很高的温度 下热熔(一般高于400°C)，使得纤维之间形成粘合力来提高多孔膜的稳定性，加入硅橡胶后 通过相对较低的温度下熔融覆合过程控制，使表面纤维和膜表面粘合点增多，分子链段交 互迀移、整合后在新的位置上重新稳定，形成自粘合的纳米纤维多孔膜网络结构。
[0059] 由聚砜芳纶和硅橡胶经高温热粘合形成的纤维间自粘合的纳米纤维多孔膜，其超 薄膜与工业非织造布粘合，形成空气净化膜具有突出的耐热性及良好的耐化学腐蚀性能， 满足了滤料行业标准中对耐高温及耐腐蚀的专项技术要求，是一种耐250°C高温的新型过 滤材料。
[0060] 本发明中所述静电纺丝时使用的设备是北京富友马科技有限责任公司生产的FM-B型静电纺织设备(_5~50kV)。所述热处理步骤中80~180°C下的热处理使用SKGL-1200高 温管式电阻炉进行处理。
[0061] 下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用 于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员 根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0062] 另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，购于国药化学试剂。
[0063] 原料： A1:聚砜芳纶，重均分子量1.5 X 106，美国杜邦； A2:聚砜芳纶，重均分子量5 X 104，美国杜邦； A3:聚砜芳纶，重均分子量2 X 107，美国杜邦； B1:703硅橡胶； B2:704硅橡胶； B3:705硅橡胶； B4:706硅橡胶。
[0064] 实施例1 一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，聚砜芳纶与硅橡胶质量比为1.25: 1，其制备方法包括以下步骤： (1)样品溶解:将1 g 703硅橡胶B1溶于30ml有机溶剂乙酸乙酯中，10g聚砜芳纶A1溶于 70ml有机溶剂DMAC中，混合后，搅拌均匀； (2 )静电纺丝:将步骤（1)中溶液倾斜倒入静电纺丝机中进行静电纺丝，所述静电纺丝 时的电压为25kV，纺丝喷嘴到对置电极收集基板的距离为20cm，纺丝流速为0.003mm/s;形 成电纺聚砜芳纶/703硅橡胶复合纳米纤维多孔膜； (3)热粘合:在80 °C条件下将聚砜芳纟仑与703娃橡胶进行热粘合15min，除去溶剂，形成 纤维间自粘合的纳米纤维多孔膜。
[0065] 实施例2: 一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，聚砜芳纶与硅橡胶质量比为9:1， 其制备方法包括以下步骤： (1)样品溶解:将lg 705硅橡胶B3溶于30ml有机溶剂甲苯中，9g聚砜芳纶A2溶于70ml有 机溶剂DMF中，混合后，搅拌均匀； (2 )静电纺丝:将步骤（1)中溶液倾斜倒入静电纺丝机中进行静电纺丝，所述静电纺丝 时的电压为25kV，纺丝喷嘴到对置电极收集基板的距离为20cm，纺丝流速为0.003mm/s;形 成电纺聚砜芳纶/705硅橡胶复合纳米纤维多孔膜； (3)热粘合:在180°C条件下将聚砜芳纟仑与705娃橡胶进行热粘合15min，除去溶剂，形成 纤维间自粘合的纳米纤维多孔膜。
[0066] 实施例3 一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，聚砜芳纶与硅橡胶质量比为8:1， 其制备方法包括以下步骤： (1)样品溶解：将lg704硅橡胶B2溶于30ml有机溶剂乙酸乙酯中，8g聚砜芳纶A1溶于 65ml有机溶剂DMAC中，混合后，搅拌均匀； (2 )静电纺丝:将步骤（1)中溶液倾斜倒入静电纺丝机中进行静电纺丝，所述静电纺丝 时的电压为25kV，纺丝喷嘴到对置电极收集基板的距离为20cm，纺丝流速为0.003mm/s;形 成电纺聚砜芳纶/704硅橡胶复合纳米纤维多孔膜； (3)热粘合:在160°C条件下将聚砜芳纟仑与704娃橡胶进行热粘合15min，除去溶剂，形成 纤维间自粘合的纳米纤维多孔膜； 实施例4 一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，聚砜芳纶与硅橡胶质量比为1:1， 其制备方法包括以下步骤： (1)样品溶解:将2g706娃橡胶Μ溶于60ml有机溶剂甲苯中，2g聚砜芳纟仑A3溶于10 ml有 机溶剂DMS0中，混合后，搅拌均匀； (2 )静电纺丝:将步骤（1)中溶液倾斜倒入静电纺丝机中进行静电纺丝，所述静电纺丝 时的电压为25kV，纺丝喷嘴到对置电极收集基板的距离为20cm，纺丝流速为0.003mm/s;形 成电纺聚砜芳纶/706硅橡胶复合纳米纤维多孔膜； (3)热粘合:在70 °C条件下将聚砜芳纟仑与706娃橡胶进行热粘合15min，除去溶剂，形成 纤维间自粘合的纳米纤维多孔膜。
[0067] 实施例5 一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，聚砜芳纶与硅橡胶质量比为10:1， 其制备方法包括以下步骤： (1)样品溶解:将lg704硅橡胶B2溶于30ml有机溶剂丙酮中，10g聚砜芳纶A3溶于90ml有 机溶剂DMAC中，混合后，搅拌均匀； (2 )静电纺丝:将步骤（1)中溶液倾斜倒入静电纺丝机中进行静电纺丝，所述静电纺丝 时的电压为25kV，纺丝喷嘴到对置电极收集基板的距离为20cm，纺丝流速为0.003mm/s;形 成电纺聚砜芳纶/704硅橡胶复合纳米纤维多孔膜； (3)热粘合:在200°C条件下将聚砜芳纟仑与704娃橡胶进行热粘合15min，除去溶剂，形成 纤维间自粘合的纳米纤维多孔膜。
[0068] 实施例6 一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，聚砜芳纶与硅橡胶质量比为8:1， 其制备方法包括以下步骤： (1)样品溶解:将1 g704硅橡胶B2溶于30ml有机溶剂乙酸乙酯中，10g聚砜芳纶A1溶于 90ml有机溶剂DMAC中，混合后，搅拌均匀； (2 )静电纺丝:将步骤（1)中溶液倾斜倒入静电纺丝机中进行静电纺丝，所述静电纺丝 时的电压为25kV，纺丝喷嘴到对置电极收集基板的距离为20cm，纺丝流速为0.003mm/s;形 成电纺聚砜芳纶/704硅橡胶复合纳米纤维多孔膜； (3) 热粘合:在160°C条件下将聚砜芳纟仑与704娃橡胶进行热粘合15min，除去溶剂，形成 纤维间自粘合的纳米纤维多孔膜； (4) 将步骤（3)得到的纤维间自粘合的纳米纤维多孔膜与工业非织造布进行热粘合 30min(聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜与所述工业工业非织造布的质量比为1:7)， 得到一种空气净化膜。
[0069] 测试与评价:对实施例、对比例制备获得的纳米纤维多孔膜进行机械性能和耐化 学腐蚀性能的测试，其中机械性能通过使用深圳三思纵横科技股份有限公司提供的 UTM6500电子万能试验机进行测试。具体地，将获得的纳米纤维膜切成lX5cm2的矩形，称 重，用游标卡尺准确量出膜的宽度和长度，根据聚砜芳纶的密度1.4g/cm 3计算出其厚度，拉 伸速度设为5 mm/min，进行拉伸测试。
[0070] 酸处理:纳米纤维多孔膜置于30% H2S〇4中于80°C下处理12 h; 碱处理：纳米纤维多孔膜置于6 mol/L-SaOH中于80°C下处理12 h。
[0071] 表1性能测试结果
综上所述，采用本发明所述的自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，成功地通 过静电纺丝技术得到聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维膜，经过热粘合热处理，制备了聚砜芳 纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，具有更好的机械性能。且聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维 多孔膜在80 °C的强酸强碱的恶劣的化学环境下浸泡12 h，纤维的形貌和膜的机械性能与 浸泡之前对比，变化很小，另外，聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜同聚砜芳纶/硅橡胶 复合纳米纤维多孔膜与工业非织造布热粘合后的空气净化膜对比，性能变化也不大，但降 低了成本，说明了聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜及电纺聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米 纤维多孔膜与工业非织造布进行热粘合得到的空气净化膜都具有优异的耐化学性，电纺聚 砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜在高温过滤和恶劣化学环境过滤领域具有非常大的潜 在应用。
[0072]前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征，本领域技术人员 可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对 本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已 经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
【发明内容】
、精神和范围内对本 文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
【主权项】
1. 一种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，其特征在于，所述纳米纤维包括 聚砜芳纶和硅橡胶，其中硅橡胶用于使所述纳米纤维相互粘结。2. 权利要求1所述聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，其特征在于，所述纳米纤维 中聚砜芳纶与硅橡胶的质量比为（1~9):(1~9)。3. 权利要求1所述聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，其特征在于，所述聚砜芳纶 的重均分子量为I XIO5~I X 1〇7。4. 权利要求1所述聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜，其特征在于，所述硅橡胶至 少为703硅橡胶、704硅橡胶、705硅橡胶、706硅橡胶中一种或多种。5. -种自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜的制备方法，其特征在于，至少包 括以下步骤： (1)样品溶解:按质量分数将硅胶溶于3倍体积有机溶剂A中，聚砜芳纶溶于5倍体积有 机溶剂B中； (2 )静电纺丝:将步骤（1)中溶液倾斜倒入静电纺丝机中进行静电纺丝，形成电纺聚砜 芳纶/硅胶复合纳米纤维多孔膜； (3)热粘合:在80~180°C条件下将聚砜芳纶与硅橡胶进行热粘合，形成纤维间自粘合 的纳米纤维多孔膜； 其中，A溶剂至少为乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、丙酮中一种;B溶剂至少为DMAC、DMF、DMSO 中一种。6. 权利要求9中所述自粘性聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多孔膜的制备方法，其特征 在于，所述热粘合温度为90~160°C，A溶剂至少为乙酸乙酯、甲苯、二甲苯中一种;B溶剂至 少为 DMAC、DMF、DMSO 中一种。7. -种锂亚电池隔膜，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的聚砜芳纶/硅橡胶 复合纳米纤维多孔膜。8. -种空气过滤膜，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的聚砜芳纶/硅橡胶复 合纳米纤维多孔膜。9. 权利要求8所述的空气过滤膜，其特征在于，所述空气过滤膜还包括工业非织造布。10. 权利要求9所述的空气过滤膜，其特征在于，所述聚砜芳纶/硅橡胶复合纳米纤维多 孔膜与所述工业非织造布的质量比为（1~10):(1~100)。
【文档编号】H01M2/16GK105926160SQ201610363293
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】侯豪情, 周小平, 王 琦, 吕晓义
【申请人】江西先材纳米纤维科技有限公司