上海纳琳科新材料科技有限公司

　　技术实现要素：

　　针对目前应用较广的纳米石墨烯等导电填料制备抗静电薄膜时，导电填料分散不均，无法形成紧密相连的导电网络，导致抗静电性能较差，本发明提出一种石墨烯基金属复合抗静电薄膜及制备方法，从而有效改善了石墨烯在塑料基体中分散性，提升了薄膜的抗静电性能。

　　本发明涉及的具体技术方案如下：

　　一种石墨烯基金属复合抗静电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

　　（1）将聚合物基体加热至熔融，接着通过挤出制成聚合物薄膜基体，并牵引送入真空蒸镀设备内；

　　（2）在薄膜下方的蒸镀室内放入铜源；

　　（3）向真空蒸镀设备内高速通入蜂窝状三维石墨烯，接着将铜源加热升华，并由气流自下而上将铜气态粒子输送至聚合物薄膜基体表面；

　　（4）利用液氮激冷沉积，金属铜受激冷作用将蜂窝状三维石墨烯固定在基膜表面，三维石墨烯相互搭接形成导电网络，在基膜表面形成抗静电层；

　　（5）采用与牵引机速度同步的冷辊压实蒸镀面，直至牵引离开蒸镀设备，接着进行固化，制得石墨烯基金属复合抗静电薄膜。

　　石墨烯是一个由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体材料，是目前已知的，自然界薄、强度高的材料。石墨烯用于静电屏蔽重要的是保证其能形成相互连接的互通结构，以改善其导电率，存在相互搭接的导电网络，电子传输效率更高，故静电屏蔽作用更优异。为达到这一效果，本发明创造性地通过向薄膜表面先后通入蜂窝状三维石墨烯和升华的铜气态粒子，然后利用液氮激冷使铜将三维石墨烯固定在聚合物薄膜表面。蜂窝状三维石墨烯在铜层与聚合物薄膜层之间相互搭接形成导电网络，并且粘结牢固不易脱落，形成优异的抗静电层。

　　优选的，步骤（1）所述基体聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚砜、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮中的一种。

　　优选的，步骤（1）所述真空蒸镀设备的真空度为0.0001~0.001Pa，牵引的面速度为2~4m2/min。

　　优选的，步骤（3）所述蜂窝状三维石墨烯的通入速度为2~5g/s。

　　优选的，步骤（3）所述铜源加热的温度为2580~2620℃。

　　优选的，步骤（4）所述液氮的流速为20~30L/min。

　　优选的，步骤（5）所述冷辊的压实压力为2~3MPa。

　　优选的，步骤（5）所述石墨烯基金属复合抗静电薄膜中，石墨烯1~3重量份、铜2~4重量份、聚合物93~97重量份。

　　优选的，步骤（5）所述石墨烯基金属复合抗静电薄膜的厚度为200~500A°。

　　抗静电薄膜生产技术：静电的产生与物体的绝缘性能有直接的相关关系，不同物品对包装薄膜的抗静电性的要求亦不相同，有的商品不仅需要具有一般的抗静电性能，而且需要具有一定的导电性。因此需要根据包装材料的电阻的不同，对抗静电性薄膜进行规范、分类。

　　表面改性

　　这是一类新兴的防静电包装材料，在进行接技共聚时，先用射线对含单体的混合物进行辐射处理，使共聚物获得良好的抗静电性能。如近年用β射线辐照处理的丙烯酸或甲基丙烯酸，再接枝到聚乙烯或聚丙烯上；用丁射线辐照聚酰胺后再接枝上甲基丙烯酸，都可使他们的抗静电性能显著提高，在加热的同时用60Co源的丫射线辐照，使丙烯酸、丙烯酰胺，乙烯基一3一乙氧基硅烷及它们的混合物接枝到聚四氯乙烯上，制成的塑料薄膜具有明显的抗静电效果；用电子束、激光对高分子衬料进行处理，也可以获得优良的防静电功能。美国用电子束处理过的包装袋已上市销售，它耐久性好，没有腐蚀，没有污染，性能优良，可与抗静电荆型和炭黑填充型防静电材料媲美，已呈现出参与市场竞争的势头。

　　通过电子束处理，生产抗静电薄膜的方法，还可以用于透明复合型软包装材料（袋），这无疑是一种新的防静电发展方向。利用这种方法生产的透明产品，已有样品上市销售。通过蒸镀技术生产的镀层型抗静电薄膜及复合型抗静电薄膜在高分子材料表面形成一层导电的金属镀层, 诸如物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等工艺方法，亦可用于生产抗静电薄膜。

　　真空物理

　　真空物理气相沉积是一类方兴未艾的新工艺技术，它主要有真空蒸发镀、溅射镀、离子镀等三种技术。包装行业已经泛用的真空镀铝膜、镀铝纸, 就是这一种技术的产物。真空物理气相沉积常常在10Mpa～10Mpa真空中，将金属铝加热到熔点以上，形成铝蒸气, 后凝聚在塑料材料表面形成极薄的金属铝膜，真空物理气相沉积，还可以蒸镀其他金属以及金属氧化物等物质。

　　复合型材料

　　复合型包装材料也是一种实用的抗静电包装技术。一般而言，防静电包装除了要求材料有一定的抗静电功能外，还应有耐久、耐热、耐光、耐压、耐化学晶、经济、安全等等物理、机械、化学性能和综合按术经济性能，其佳的实施方案之一，就是采用复合技术。复合型抗静电包装塑料作为包装袋（容器）已广泛使用，其结构特点是，中间往往夹有3层-4层阻挡屏蔽层（这些屏蔽层主采用金属化薄膜、导电性填料填充的薄膜），表面层和里面层一般使用抗静电剂型的抗静电薄膜，这是现在流行的主流，也是今后抗静电包装袋发展的方向。此外，采用电阻值较低的树脂，也是获取抗静电薄膜的一种工业化方法。例如由电阻值较低的聚乙烯醇树脂为主体所生产的聚乙烯醇薄膜，就是一种性能颇佳的抗静电薄膜（表面电阻在108欧姆左右）。在日本聚乙烯醇薄膜广泛应用于纺织品与服装之类的商品的销售包装（年耗用量在万吨以上），和聚乙烯、聚丙烯等通用薄膜相比，聚乙烯醇薄膜可明降低减少吸尘效应，从而提高对商品的展示效果。

　　抗静电剂

　　利用抗静电剂制备抗静电薄膜，具有工艺简便、价格低廉的明显优势，是当今生产抗静电薄膜应用为广泛的方法。目前已工业化的抗静电剂的品种达一百种以上，不仅国外的一些著名的大型化工公司如瑞士的汽巴公司、美国的氰特公司等，均有自己的抗静电剂的品牌，国内的化工研究院、所，也十分重视对抗静电剂的开发研究工作，如山西省化工研究院、北京化工研究院、杭州化工研究所等都有抗静电剂的代表性产品。