本發(fā)明專利涉及電子技術領域，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：
靜電普遍存在于自然界和日常生活中，靜電所產生的危害，除了我們日常生活中穿著的舒適性受影響，更重要的，會危及人身安全和電子元器件的安全。工作人員在操作時，衣服與較高的靜電壓接觸，有可能會造成人體產生電擊；醫(yī)藥中的引塵、引菌、電顫事故等；電子產業(yè)的電路設計中，因靜電造成電子工業(yè)的集成電路破壞；甚至，靜電放電會引起炸藥和電火工品的爆炸，產生的電磁輻射，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，應用日趨廣泛，在眾多領域，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的飛速發(fā)展，對于抗靜電材料的要求也越來越高，單層導電材料已不能滿足目前對抗靜電材料的需求。納米纖維具有奇異的表面效應、小尺寸效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應，因此具有特殊的微波吸收性能，同時還具有吸收頻帶寬、多功能、質量輕、厚度薄等特點。有鑒于上述現(xiàn)有的抗靜電材料存在的缺陷，結合納米纖維的優(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。
技術實現(xiàn)要素：
為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，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；當電磁能流存在于導體內部時，導體材料會對其產生反射和引導作用，導體材料內部會產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，導電性越好，材料的抗靜電效果也就越好；與單層導電材料相比，多層導電材料結構中每層導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)關系，加入導電性能好的導 電層，復合總材料的導電性增加。
本發(fā)明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現(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電性好的納米材料為表層，以導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)將導電填料溶于乙醇溶液中，然后通過高能納米沖擊磨進行研磨，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，只要保證導電填料完全溶于乙醇中即可。
(2)將10質量份聚乙烯醇加入到90份蒸餾水中，在90℃下于機械攪拌器中攪拌3-4h，攪拌速度500-600r/min；
(3)稱取一定質量的上述研磨納米導電顆粒溶于PVA/蒸餾水混合溶劑中，配制一定質量分數(shù)的紡絲液，室溫下于機械攪拌器中攪拌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電填料的納米纖維膜，通過塑膜機，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，時間為10～15h，而后進行測試。
本發(fā)明的中所述的靜電紡絲，從靜電紡絲設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，溶液進給速率0.3-2.0mL/h，溫度為15-30℃，濕度為35-60％RH。
具體實施方式：
下面結合實施例進一步說明本發(fā)明。
實施例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行研磨，研磨完成后將乙醇蒸發(fā)；
(2)將10質量份聚乙烯醇加入到90份蒸餾水中，在90℃下于機械攪拌器中攪拌3-4h，攪拌速度500-600r/min；
(3)分別稱取占溶液質量4％的石墨與占溶液質量1％的納米氧化鋅溶于PVA/蒸餾水混合溶劑中，配制一定質量分數(shù)的紡絲液，室溫下于機械攪拌器中攪拌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，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，時間為10～15h，使用BDS寬頻介電質譜儀對所制備的納米纖維膜進行電學性能測試，測試結果為頻率為10000000Hz下電導率：4.98×10-6S/cm。
實施例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行研磨，研磨完成后將乙醇蒸發(fā)；
(2)將10質量份聚乙烯醇加入到90份蒸餾水中，在90℃下于機械攪拌器中攪拌3-4h，攪拌速度500-600r/min；
(3)稱取占溶液質量1％的納米氧化鋅與占溶液質量2％的碳納米管分別溶于PVA/蒸餾水混合溶劑中，配制一定質量分數(shù)的紡絲液，室溫下于機械攪拌器中攪拌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，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，時間為10～15h，使用BDS寬頻介電質譜儀對所制備的納米纖維膜進行電學性能測試，測試結果為頻率為10000000Hz下電導率：1.04×10-5S/em。
實施例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行研磨，研磨完成后將乙醇蒸發(fā)；
(2)將10質量份聚乙烯醇加入到90份蒸餾水中，在90℃下于機械攪拌器中攪拌3-4h，攪拌速度500-600r/min；
(3)稱取占溶液質量1％的納米氧化鋅、占溶液質量2％的碳納米管以及占溶液質量1％的納米四氧化三鐵分別溶于PVA/蒸餾水混合溶劑中，配制一定質量分數(shù)的紡絲液，室溫下于機械攪拌器中攪拌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，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，時間為10～15h，使用BDS寬頻介電質譜儀對所制備的納米纖維膜進行電學性能測試，測試結果為頻率為100Hz下電導率：1.17×10-5S/cm。
實施例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行研磨，研磨完成后將乙醇蒸發(fā)；
(2)將10質量份聚乙烯醇加入到90份蒸餾水中，在90℃下于機械攪拌器中攪拌3-4h，攪拌速度500-600r/min；
(3)稱取占溶液質量1％的納米氧化鋅、占溶液質量2％的碳納米管以及占溶液質量1％的納米四氧化三鐵分別溶于PVA/蒸餾水混合溶劑中，配制一定質量分數(shù)的紡絲液，室溫下于機械攪拌器中攪拌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，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，時間為10～15h，使用BDS寬頻介電質譜儀對所制備的納米纖維膜進行電學性能測試，測試結果為頻率為10000000Hz下電導率：1.39×10-5S/cm。