本發(fā)明專利涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種多元多層抗靜電納米纖維膜制備方法。

背景技術(shù)：

靜電普遍存在于自然界和日常生活中，靜電所產(chǎn)生的危害，除了我們?nèi)粘Ｉ钪写┲氖孢m性受影響，更重要的，會(huì)危及人身安全和電子元器件的安全。工作人員在操作時(shí)，衣服與較高的靜電壓接觸，有可能會(huì)造成人體產(chǎn)生電擊；醫(yī)藥中的引塵、引菌、電顫事故等；電子產(chǎn)業(yè)的電路設(shè)計(jì)中，因靜電造成電子工業(yè)的集成電路破壞；甚至，靜電放電會(huì)引起炸藥和電火工品的爆炸，產(chǎn)生的電磁輻射，影響信息系統(tǒng)的安全等。

近些年來，高分子材料因其優(yōu)越的性能，應(yīng)用日趨廣泛，在眾多領(lǐng)域，都倍受親睞。然而，高分子材料本身具有的高表面電阻率、高體積電阻率，賦予其固有的絕緣性，使其在使用過程中，一旦摩擦，就極易發(fā)生靜電現(xiàn)象。隨著信息和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)于抗靜電材料的要求也越來越高，單層導(dǎo)電材料已不能滿足目前對(duì)抗靜電材料的需求。納米纖維具有奇異的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)，因此具有特殊的微波吸收性能，同時(shí)還具有吸收頻帶寬、多功能、質(zhì)量輕、厚度薄等特點(diǎn)。有鑒于上述現(xiàn)有的抗靜電材料存在的缺陷，結(jié)合納米纖維的優(yōu)異性能，本發(fā)明提供一種多元多層抗靜電納米纖維膜制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明專利提供一種多元多層抗靜電納米纖維膜制備方法；當(dāng)電磁能流存在于導(dǎo)體內(nèi)部時(shí)，導(dǎo)體材料會(huì)對(duì)其產(chǎn)生反射和引導(dǎo)作用，導(dǎo)體材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生與源電磁場相反的電流和磁極化，從而減弱了源電磁場的輻射效果，一般情況下，材料的屏蔽效果越好，導(dǎo)電性越好，材料的抗靜電效果也就越好；與單層導(dǎo)電材料相比，多層導(dǎo)電材料結(jié)構(gòu)中每層導(dǎo)電填料具有不同的電子和空穴的能量，多層材料之間的電阻為并聯(lián)關(guān)系，加入導(dǎo)電性能好的導(dǎo) 電層，復(fù)合總材料的導(dǎo)電性增加。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種多元多層抗靜電納米纖維膜制備方法，其特征在于，多元多層靜電納米纖維膜以導(dǎo)電性好的納米材料為表層，以導(dǎo)磁性好的納米材料作為中間層。

所述作為表層的納米材料為納米或微米級(jí)的天然鱗片石墨或者納米氧化鋅；

所述作為中間層的納米材料為碳納米管、納米四氧化三鐵和鱗片石墨中的一種或多種；

本發(fā)明的多元多層抗靜電納米纖維膜制備方法，具體包括以下步驟：

(1)將導(dǎo)電填料溶于乙醇溶液中，然后通過高能納米沖擊磨進(jìn)行研磨，研磨完成后將乙醇蒸發(fā)；需要說明的是加入乙醇的作用是防止在研磨過程中發(fā)生爆炸，因此添加比例任意，只要保證導(dǎo)電填料完全溶于乙醇中即可。

(2)將10質(zhì)量份聚乙烯醇加入到90份蒸餾水中，在90℃下于機(jī)械攪拌器中攪拌3-4h，攪拌速度500-600r/min；

(3)稱取一定質(zhì)量的上述研磨納米導(dǎo)電顆粒溶于PVA/蒸餾水混合溶劑中，配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的紡絲液，室溫下于機(jī)械攪拌器中攪拌10h，攪拌速度600-700r/min，靜置消泡待用；為防止紡絲液進(jìn)一步沉積，靜置消泡后的紡絲液在使用前，采用超聲波分散20min。

(4)將配置好的紡絲液通過靜電紡裝置制備出納米纖維膜；將紡制的具有不同導(dǎo)電填料的納米纖維膜，通過塑膜機(jī)，于100℃下模壓疊合，制備成多元多層抗靜電納米纖維膜。

(5)將制得的多元多層納米纖維膜于40～70℃烘箱干燥，時(shí)間為10～15h，而后進(jìn)行測(cè)試。

本發(fā)明的中所述的靜電紡絲，從靜電紡絲設(shè)備的噴絲口到收集板或軸的電壓可以為10-20kV，從噴絲口到收集板或軸的距離可以為15-35cm，溶液進(jìn)給速率0.3-2.0mL/h，溫度為15-30℃，濕度為35-60％RH。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。

實(shí)施例1：

(1)將納米氧化鋅與石墨分別溶于乙醇溶液中，然后通過高能納米沖擊磨進(jìn)行研磨，研磨完成后將乙醇蒸發(fā)；

(2)將10質(zhì)量份聚乙烯醇加入到90份蒸餾水中，在90℃下于機(jī)械攪拌器中攪拌3-4h，攪拌速度500-600r/min；

(3)分別稱取占溶液質(zhì)量4％的石墨與占溶液質(zhì)量1％的納米氧化鋅溶于PVA/蒸餾水混合溶劑中，配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的紡絲液，室溫下于機(jī)械攪拌器中攪拌10h，攪拌速度600-700r/min，靜置消泡待用；為防止紡絲液進(jìn)一步沉積，靜置消泡后的紡絲液在使用前，采用超聲波分散20min。

(4)將配置好的紡絲液引入到靜電紡絲裝置中，再施加電壓15kV，溶液進(jìn)給速率0.5mL/h，環(huán)境溫度為15-20℃，環(huán)境濕度為40-50％，得到聚乙烯醇/石墨復(fù)合納米纖維，在鋁箔紙上收集成膜。

將紡制的納米氧化鋅與石墨納米纖維膜，通過塑膜機(jī)，于100℃下模壓疊合，以氧化鋅作為表層，以石墨作為中間層，制備成多元多層抗靜電納米纖維膜。

(5)將制得的多元多層納米纖維膜于40～70℃烘箱干燥，時(shí)間為10～15h，使用BDS寬頻介電質(zhì)譜儀對(duì)所制備的納米纖維膜進(jìn)行電學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為頻率為10000000Hz下電導(dǎo)率：4.98×10^-6S/cm。

實(shí)施例2：

(1)將納米氧化鋅與碳納米管分別溶于乙醇溶液中，然后通過高能納米沖擊磨進(jìn)行研磨，研磨完成后將乙醇蒸發(fā)；

(2)將10質(zhì)量份聚乙烯醇加入到90份蒸餾水中，在90℃下于機(jī)械攪拌器中攪拌3-4h，攪拌速度500-600r/min；

(3)稱取占溶液質(zhì)量1％的納米氧化鋅與占溶液質(zhì)量2％的碳納米管分別溶于PVA/蒸餾水混合溶劑中，配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的紡絲液，室溫下于機(jī)械攪拌器中攪拌10h，攪拌速度600-700r/min，靜置消泡待用。為防止紡絲液進(jìn)一步沉積，靜置消泡后的紡絲液在使用前，采用超聲波分散20min。

(4)將配置好的紡絲液引入到靜電紡絲裝置中，再施加電壓15kV，溶液進(jìn)給速率0.5mL/h，環(huán)境溫度為15-20℃，環(huán)境濕度為40-50％，得到聚乙烯醇/石墨 復(fù)合納米纖維，在鋁箔紙上收集成膜。

將紡制的納米氧化鋅與碳納米管納米纖維膜，通過塑膜機(jī)，于100℃下模壓疊合，以氧化鋅作為表層，以石墨作為中間層，制備成多元多層抗靜電納米纖維膜。

(5)將制得的多元多層納米纖維膜于40～70℃烘箱干燥，時(shí)間為10～15h，使用BDS寬頻介電質(zhì)譜儀對(duì)所制備的納米纖維膜進(jìn)行電學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為頻率為10000000Hz下電導(dǎo)率：1.04×10^-5S/em。

實(shí)施例3：

(1)將納米氧化鋅、碳納米管以及四氧化三鐵分別溶于乙醇溶液中，然后通過高能納米沖擊磨進(jìn)行研磨，研磨完成后將乙醇蒸發(fā)；

(2)將10質(zhì)量份聚乙烯醇加入到90份蒸餾水中，在90℃下于機(jī)械攪拌器中攪拌3-4h，攪拌速度500-600r/min；

(3)稱取占溶液質(zhì)量1％的納米氧化鋅、占溶液質(zhì)量2％的碳納米管以及占溶液質(zhì)量1％的納米四氧化三鐵分別溶于PVA/蒸餾水混合溶劑中，配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的紡絲液，室溫下于機(jī)械攪拌器中攪拌10h，攪拌速度600-700r/min，靜置消泡待用；為防止紡絲液進(jìn)一步沉積，靜置消泡后的紡絲液在使用前，采用超聲波分散20min。

(4)將配置好的紡絲液引入到靜電紡絲裝置中，再施加電壓15kV，溶液進(jìn)給速率0.5mL/h，環(huán)境溫度為15-20℃，環(huán)境濕度為40-50％，得到聚乙烯醇/石墨復(fù)合納米纖維，在鋁箔紙上收集成膜。

將紡制的納米氧化鋅與碳納米管納米纖維膜，通過塑膜機(jī)，于100℃下模壓疊合，以氧化鋅纖維膜作為表層，以四氧化三鐵纖維膜以及碳納米管纖維膜作為中間層，制備成多元多層抗靜電納米纖維膜。

(5)將制得的多元多層納米纖維膜于40～70℃烘箱干燥，時(shí)間為10～15h，使用BDS寬頻介電質(zhì)譜儀對(duì)所制備的納米纖維膜進(jìn)行電學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為頻率為100Hz下電導(dǎo)率：1.17×10^-5S/cm。

實(shí)施例3：

(1)將納米氧化鋅、碳納米管以及四氧化三鐵分別溶于乙醇溶液中，然后 通過高能納米沖擊磨進(jìn)行研磨，研磨完成后將乙醇蒸發(fā)；

(2)將10質(zhì)量份聚乙烯醇加入到90份蒸餾水中，在90℃下于機(jī)械攪拌器中攪拌3-4h，攪拌速度500-600r/min；

(3)稱取占溶液質(zhì)量1％的納米氧化鋅、占溶液質(zhì)量2％的碳納米管以及占溶液質(zhì)量1％的納米四氧化三鐵分別溶于PVA/蒸餾水混合溶劑中，配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的紡絲液，室溫下于機(jī)械攪拌器中攪拌10h，攪拌速度600-700r/min，靜置消泡待用；為防止紡絲液進(jìn)一步沉積，靜置消泡后的紡絲液在使用前，采用超聲波分散20min。

(4)將配置好的紡絲液引入到靜電紡絲裝置中，再施加電壓15kV，溶液進(jìn)給速率0.5mL/h，環(huán)境溫度為15-20℃，環(huán)境濕度為40-50％，得到聚乙烯醇/石墨復(fù)合納米纖維，在鋁箔紙上收集成膜。

將紡制的納米氧化鋅與碳納米管納米纖維膜，通過塑膜機(jī)，于100℃下模壓疊合，以氧化鋅纖維膜作為表層，以兩層四氧化三鐵纖維膜以及碳納米管纖維膜作為中間層，制備成多元多層抗靜電納米纖維膜。

(5)將制得的多元多層納米纖維膜于40～70℃烘箱干燥，時(shí)間為10～15h，使用BDS寬頻介電質(zhì)譜儀對(duì)所制備的納米纖維膜進(jìn)行電學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為頻率為10000000Hz下電導(dǎo)率：1.39×10^-5S/cm。