本發(fā)明涉及靜電防護材料，具體涉及一種防靜電聚醚醚酮復(fù)合薄膜及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著電子設(shè)備的不斷普及，靜電放電引發(fā)的損害逐漸成為電子行業(yè)中的一大隱患。這種靜電現(xiàn)象在高科技領(lǐng)域尤為顯著，如半導(dǎo)體制造、電子元件組裝以及其他需要精密操作的環(huán)境中。為了有效防止靜電對設(shè)備和人員造成的危害，各種防靜電材料相繼被開發(fā)出來，涵蓋了導(dǎo)電塑料、涂層材料以及復(fù)合材料等多種形式。其中，聚醚醚酮因其較高電阻率和優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，被視為防靜電的優(yōu)選材料之一，聚醚醚酮的電阻率高達1014ω·cm，使其能夠有效抑制靜電的積累，并提供可靠的防靜電保護。但聚醚醚酮本身是良好的絕緣材料，其內(nèi)部靜電耗散速度較慢，容易引起靜電放電的風(fēng)險。

2、為了解決上述問題，通常采用在聚醚醚酮內(nèi)部添加導(dǎo)電纖維（碳纖維、玻璃纖維、碳黑等）的方法，利用導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電性為材料內(nèi)部的靜電釋放提供通道。這些導(dǎo)電纖維不僅能夠提高材料的導(dǎo)電性，還能在增強材料力學(xué)性能的同時保持其優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。但是傳統(tǒng)單一形態(tài)的導(dǎo)電纖維存在電流傳播速率低，與聚醚醚酮基體之間的界面結(jié)合能力差等問題，導(dǎo)致復(fù)合材料的防靜電性能也會受到一定程度的削弱，無法滿足半導(dǎo)體制造、電子封裝等對防靜電要求非常高的應(yīng)用場景。因此，研究者們嘗試通過優(yōu)化導(dǎo)電填料的復(fù)合應(yīng)用和進行表面改性的方法來提升其與聚醚醚酮基體之間的相互作用力，增強導(dǎo)電填料在聚醚醚酮基體中的分散性和結(jié)合能力，但其效果仍受到填料種類、改性方法及復(fù)合加工工藝的復(fù)雜性影響，因此需要進一步探究防靜電聚醚醚酮復(fù)合材料的合成策略。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中單一形態(tài)的導(dǎo)電纖維在聚醚醚酮材料中分散性差的問題，本發(fā)明提出了一種防靜電聚醚醚酮復(fù)合薄膜及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

2、一種防靜電聚醚醚酮復(fù)合薄膜，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：in2o3?sno2@cf?10~40份、含氨基和羧基側(cè)基的聚醚醚酮60~90份、硅烷偶聯(lián)劑1~3份、潤滑劑1~3份、成膜劑3~10份。

3、上述in2o3?sno2@cf通過以下步驟制備得到：

4、s1：將聚丙烯氰均勻倒入n,n-二甲基甲酰胺溶液中，充分?jǐn)嚢?，獲得前驅(qū)體紡絲液；再將聚乙烯吡咯烷酮均勻倒入n,n-二甲基甲酰胺溶液中，充分?jǐn)嚢?，獲得結(jié)構(gòu)載體乳液；將結(jié)構(gòu)載體乳液通入連接于同軸紡絲機雙噴嘴內(nèi)通道的注射器中，將前驅(qū)體紡絲液通入連接于同軸紡絲機雙噴嘴外通道的注射器中，進行同軸靜電紡絲，收集得到纖維絲；

5、s2：將收集的纖維絲放入坩堝后轉(zhuǎn)入真空管式爐中，在氮氣氣氛下升溫至550℃后進行恒溫煅燒，煅燒結(jié)束后自然冷卻至室溫，然后利用去離子水和無水乙醇洗滌干燥，獲得中空碳纖維；

6、s3：將中空碳纖維、incl3、sncl4均勻加入體積分?jǐn)?shù)為50%的乙醇水溶液中進行攪拌，攪拌結(jié)束后將混合液轉(zhuǎn)入特氟龍不銹鋼高壓反應(yīng)釜中進行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后利用無水乙醇和去離子水洗滌沉淀，干燥過夜，獲得in2o3?sno2@cf；

7、進一步地，所述s1中攪拌時間均為2~8?h；

8、進一步地，所述s1中結(jié)構(gòu)載體乳液和前驅(qū)體紡絲液的流速分別為0.1?ml/min和0.2?ml/min；

9、進一步地，所述s1中同軸靜電紡絲的紡絲電壓為15~25?kv；

10、進一步地，所述s1中同軸紡絲機的雙噴嘴針頭到轉(zhuǎn)鼓收集器的距離為10~25?cm；

11、進一步地，所述s2中升溫的速率為5℃/min；

12、進一步地，所述s2中恒溫煅燒時間為2~4?h；

13、進一步地，所述s3中攪拌時間為6~10?h；

14、進一步地，所述s3中特氟龍不銹鋼高壓反應(yīng)釜中的反應(yīng)溫度為200~300℃，反應(yīng)時間為10~24?h；

15、進一步地，所述s3中干燥過夜的溫度為80℃。

16、上述含氨基和羧基側(cè)基的聚醚醚酮通過以下步驟制備得到：

17、p1：將聚醚醚酮粉末放入真空干燥箱內(nèi)干燥；

18、p2：將干燥后的聚醚醚酮粉末和硼氫化鈉均勻倒入二甲基亞砜溶液中，在100~160℃下反應(yīng)12~24?h后，冷卻至室溫，依次用乙醇、鹽酸溶液和去離子水洗滌固體沉淀后進行真空干燥，獲得表面帶有羥基的聚醚醚酮；將帶有羥基的聚醚醚酮浸入0.3?g/ml的4-氨基苯甲酸的醋酸溶液中，在室溫條件下進行攪拌，然后依次用乙酸、去離子水和丙酮對其洗滌，洗凈后真空干燥，獲得含氨基和羧基側(cè)基的聚醚醚酮；

19、進一步地，所述p1中干燥溫度為120~180℃；

20、進一步地，所述p1中干燥時間為4~6?h；

21、進一步地，所述p2中真空干燥溫度均為80℃；

22、進一步地，所述p2中真空干燥時間均為24?h；

23、進一步地，所述p2中攪拌時間為48~72?h。

24、一種上述防靜電聚醚醚酮復(fù)合薄膜的制備方法，包括以下步驟：

25、r1：將in2o3?sno2@cf浸入體積分?jǐn)?shù)為10%的乙烯基硅烷偶聯(lián)劑的乙醇溶液中，然后進行超聲浸漬，離心保留沉淀，利用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀，干燥過夜，獲得表面處理in2o3?sno2@cf；

26、r2：將表面處理in2o3?sno2@cf、含氨基和羧基側(cè)基的聚醚醚酮、硅烷偶聯(lián)劑、潤滑劑、成膜劑投入到高速混料機中混合，得到預(yù)混料，然后將獲得的預(yù)混料投入到雙螺桿擠出機中，經(jīng)過擠出、冷卻、切粒操作后，獲得復(fù)合粒料；最后，將獲得的復(fù)合粒料投入到單螺桿擠出機中，通過t型模具擠出，經(jīng)縱向牽引拉伸裝置制備得到防靜電聚醚醚酮復(fù)合薄膜；

27、進一步地，所述r1中超聲浸漬的時間為2~4?h；

28、進一步地，所述r1中干燥過夜的溫度為80℃；

29、進一步地，所述r2中混合時間為30?min；

30、進一步地，所述r2中雙螺桿擠出機和單螺桿擠出機的擠出溫度均為350~380℃。

31、一種上述防靜電聚醚醚酮復(fù)合薄膜應(yīng)用于手機或小型電子設(shè)備內(nèi)部集成電路芯片、傳感器的防靜電膜的制備。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中單一形態(tài)的導(dǎo)電纖維在聚醚醚酮材料中分散性差的問題，具體有益效果為：

33、1.顯著提高電導(dǎo)率：本發(fā)明通過同軸紡絲法以及溶劑熱法制備了納米碳纖維負(fù)載氧化銦錫復(fù)合材料（in2o3?sno2@cf），該復(fù)合材料具備超細中空結(jié)構(gòu)和多層多孔結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)顯著增加了材料的比表面積，更多的電荷載體可以在單位體積內(nèi)聚集，從而提高整體的電導(dǎo)率；在微觀層面上其多層多孔結(jié)構(gòu)也形成了多重導(dǎo)電通道，使得電流可以在其內(nèi)部自由傳播，有效降低了電子的傳輸阻力，增強了電子的流動性，促進電流的快速傳播，進而顯著提升了電導(dǎo)率。

34、2.增強界面結(jié)合能力：本發(fā)明通過聚合反應(yīng)制備了含氨基和羧基側(cè)基的聚醚醚酮，利用in2o3?sno2@cf復(fù)合材料中的銦、錫金屬離子能與含氨基和羧基側(cè)基的聚醚醚酮中的氨基、羧基形成穩(wěn)定的配位鍵的方法，制備了防靜電聚醚醚酮復(fù)合薄膜，顯著增強了兩者之間的界面結(jié)合能力，有效規(guī)避了因界面結(jié)合不良導(dǎo)致的性能衰退，進一步提高了防靜電聚醚醚酮復(fù)合薄膜的穩(wěn)定性和耐用性；同時其高電導(dǎo)率特性顯著加快了材料內(nèi)部的靜電消耗，有效防止了靜電的積聚，確保其在長期使用過程中的防靜電性能。

35、3.廣泛的應(yīng)用前景：本發(fā)明制備的防靜電聚醚醚酮復(fù)合薄膜具備廣泛的應(yīng)用潛力，可以應(yīng)用于手機、小型電子設(shè)備的集成電路芯片、傳感器覆蓋膜的制備等，這些應(yīng)用能夠滿足日益嚴(yán)格的防靜電要求，為電子設(shè)備的安全性和可靠性提供了強有力的保障。