一种环保防静电膜材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保防静电膜材料，尤其是一种适用于包裹电子元器件的环保防
静电膜材料。
背景技术
静电是一种常见却又复杂的物理现象，它无影无踪、无处不在。随着科学技术的迅
猛发展，生产的高效率和自动化程度的提高，电子设备的广泛采用，使静电和电磁环境越来
越恶化，这就给对静电及电磁辐射敏感的产品如集成电路、电磁控制系统、化学药剂等造成
了威胁。由于外界电磁辐射引起集成电路、电磁控制系统失效、误动作，化工产品燃烧、爆炸
的事故时有发生。化工产品、电子器件在生产、储存、运输及使用过程中由于摩擦、撞击、接
触、分离产生静电积累并放电，造成的后果是破坏性甚至是灾难性的。
在电子元器件的生产运输中，需要采用防静电材料如防静电膜包装，防止被静电
损坏。上世纪90年代已经市场化的单质防静电聚乙烯薄膜，因其为极性材料，且双表面电阻
值低，无法进行电晕处理，因而不能与其它基材复合成层状包装材料。单质的薄膜因其机械
物理性能低，无法给内包装产品提供可靠的防护，因而限制了它的广泛应用。
聚酯膜与金属箔复合膜也是一种已经完全工业化生产应用的防静电膜，这种复合
膜也可以在聚乙烯膜表层涂布静电层制成。如采用在聚酯膜的表层用铝、镍、钛、铜、铬、锌
等金属物质蒸镀或者喷涂方式，在聚酯膜的表层蒸镀或喷涂上金属膜层，从而得到具有防
静电功能的聚酯膜材料，并用该材料制成防静电用包装袋；或者利用表面活性剂、炭黑通过
涂布方式在聚乙烯薄膜表面涂布成防静电涂层，从而得到具有防静电功能的聚乙烯膜材
料，然后将其制作成防静电用包装袋。塑料材料要获得一定的导电性能，需将导电性物质如
导电炭黑以一定比例与热塑性树脂混合，并添加偶联剂、增塑剂、滑爽剂、稳定剂、抗氧剂等
多种添加剂。
CN101265405 A公开了一种防静电膜材料及其制作方法，其特征是一种含有5－
8％的防静电纳米粉末的PET膜，膜的厚度5－10mm；其制作方法是将普通的PET膜级切片与
防静电功能性纳米粉末按一定比例充分混合后，进行拉膜生产制得。所述防静电纳米粉末
直径≤65nm，其可以是导电金属如银、铝、铜的任意一种或数种，也可以是上述金属化合物
的一种或数种。
CN102371743 A公开了一种抗静电聚酯薄膜及其制备方法，所述抗静电聚酯薄膜
包括聚酯薄膜本体和至少一个含有有机防静电剂和无机纳米防静电剂的聚酯层，所述聚酯
层中的有机防静电剂和无机纳米防静电剂的重量比为20∶1～100∶1，所述抗静电聚酯薄膜
经双向拉伸得到。本发明的抗静电聚酯薄膜既具有稳定、持久的抗静电性能，又具有优异耐
湿热老化性能；同时保持了优异的光学性能以及力学性能，它适用于电子产品组装，尤其适
用于生产增量膜，扩散膜，防划伤膜等平板显示器背光模组的膜片。
发明内容
现有的防静电膜基本都需要在膜材料中混入大量的导电金属，这就造成防静电膜
在回收处理时难以处理。一方面如果对这些高分子塑料材料进行焚烧处理，则会产生大量
的含金属粉尘，容易污染大气；另一方面，如果对这些含大量金属的高分子塑胶材料进行热
解处理，其中含有的大量金属组分会使热解催化剂很快失活。因此目前的防静电膜材料存
在难以处理的弊端。本发明人意外的发现，在防静电膜材料中加入聚苯胺导电纤维，在保证
基本的防静电性能的同时可以大幅降低材料中金属的总含量，而且可以提高膜材料整体的
加工性能和抗撕裂性。
基于现有技术中的问题，本发明公开一种环保防静电膜材料，所述膜材料包括有
改性导电聚苯胺纤维的线型低密度聚乙烯聚合物层；所述改性导电聚苯胺纤维在线型低密
度聚乙烯聚合物层中的含量是5-20wt%；所述改性导电聚苯胺纤维的制备方法包括以下步
骤：先把原纤维浸泡在5-10wt%苯胺的盐酸-重铬酸钾溶液中1-3h，使原纤维表面吸附苯胺
单体，然后加入氧化剂和掺杂剂，苯胺发生氧化聚合反应并掺杂；所述氧化剂和掺杂剂的添
加量分别是苯胺的盐酸-重铬酸钾溶液的1-10wt%和0.2-5wt%，优选是2-4wt%和0.5-1wt%；
所得聚苯胺导电纤维具有皮芯结构。
所述原纤维是涤纶纤维、聚丙烯纤维、乙烯丙烯共聚物纤维中的一种或多种。
所述改性导电聚苯胺纤维的长度是10-1000微米，直径是0.1-1微米；优选长度是
100-1000微米，直径为0.5-1微米。
所述氧化剂是过硫酸铵、碘酸钠、过硫酸铵中的一种或多种。
所述掺杂剂是硝酸镍、硝酸铜中的一种。
一种环保防静电膜材料的制备方法，包括以下步骤：将改性导电聚苯胺纤维、线型
低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、溶剂油、抗氧剂混合得到混合料；将混合料加入吹膜机中挤出，
冷却即得所述环保防静电膜材料；所述硅烷偶联剂为混合料质量的5-10%、溶剂油为混合料
质量的5-10%、抗氧剂的加入量是为混合料质量的0.5-2%。
所述制备过程中的挤出温度设置为挤出温度为180℃～220℃；优选挤出温度为
200℃～210℃。
本发明的技术效果主要体现在：
①本发明采用苯系化合物含量和烷烃类化合物含量均较低的低密度聚乙烯颗粒为原
料，加入可以改进导电性和机械强度的改性导电聚苯胺纤维，按照本发明方法制得的防静
电薄膜材料，可以有效的减少抗静电膜中金属的用量，大大减轻对环境的污染和回收处理
的难度，有利于保护环境。
②改性导电聚苯胺纤维的加入可以大大改进抗静电膜的抗撕裂性能，提高了抗静
电膜的机械强度，有利于保护包装膜中的电子元器件收到机械损坏。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明
进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于
限定本发明。
实施例１：（单层环保防静电膜）
改性导电聚苯胺纤维的制备：先把涤纶浸泡在10wt%苯胺的盐酸-重铬酸钾溶液中1h，
使原纤维表面吸附苯胺单体，然后加入苯胺的盐酸-重铬酸钾溶液2wt%的过硫酸铵和苯胺
的盐酸-重铬酸钾溶液1wt%硝酸镍，即得所述改性聚苯胺导电纤维。
环保防静电膜的制备方法，包括以下步骤：将改性导电聚苯胺纤维、线型低密度聚
乙烯、硅烷偶联剂、溶剂油、抗氧剂混合得到混合料；混合料加入吹膜机中挤出，冷却即得所
述环保防静电膜；所述改性导电聚苯胺纤维为混合料质量的10%，所述硅烷偶联剂为混合料
质量的5%、溶剂油为混合料质量的5%、抗氧剂的加入量是为混合料质量的0.5%。制备过程中
的挤出温度设置为底层挤出温度为180℃，防静电层挤出温度为200℃，即得所述复合防静
电膜。
实施例２（采用所述环保防静电膜材料和聚氨酯复合制备的双层抗静电膜）：
改性导电聚苯胺纤维的制备：先把涤纶浸泡在5wt%苯胺的盐酸-重铬酸钾溶液中3h，使
原纤维表面吸附苯胺单体，然后加入苯胺的盐酸-重铬酸钾溶液4wt%的碘酸钠和苯胺的盐
酸-重铬酸钾溶液1wt%硝酸铜，即得所述改性聚苯胺导电纤维。
防静电复合膜的制备方法，包括以下步骤：将改性导电聚苯胺纤维、线型低密度聚
乙烯、硅烷偶联剂、溶剂油、抗氧剂混合得到混合料；混合料和聚氨酯分别加入多层共挤吹
膜机中挤出，冷却即得所述复合防静电膜；所述改性导电聚苯胺纤维为混合料质量的10%、
所述硅烷偶联剂为混合料质量的5%、溶剂油为混合料质量的5%、抗氧剂的加入量是为混合
料质量的0.5%。制备过程中的挤出温度设置为底层挤出温度为180℃，防静电层挤出温度为
200℃，即得所述复合防静电膜。
对比例1（不加入改性导电聚苯胺纤维的空白膜）：
空白膜的制备方法，包括以下步骤：将线型低密度聚乙烯、硅烷偶联剂、溶剂油、抗氧剂
混合得到混合料；混合料分别加入吹膜机中挤出，冷却即得所述空白膜；所述硅烷偶联剂为
混合料质量的5%、溶剂油为混合料质量的5%、抗氧剂的加入量是为混合料质量的0.5%。制备
过程中的挤出温度设置为底层挤出温度为180℃，防静电层挤出温度为200℃，即得所述复
合防静电膜。
对比例2（茂金属类抗静电膜）：
防静电复合膜的制备方法，包括以下步骤：将茂金属抗静电剂、线型低密度聚乙烯、硅
烷偶联剂、溶剂油、抗氧剂混合得到混合料；混合料和聚氨酯分别加入多层共挤吹膜机中挤
出，冷却即得所述复合防静电膜；所述改性茂金属抗静电剂为混合料质量的10%、所述硅烷
偶联剂为混合料质量的5%、溶剂油为混合料质量的5%、抗氧剂的加入量是为混合料质量的
0.5%。制备过程中的挤出温度设置为底层挤出温度为180℃，防静电层挤出温度为200℃，即
得所述复合防静电膜。
针对实施例和对比例进行性能检测，具体数据如下：
电阻率（Ω·m）
拉伸率（%）
撕裂强度（MPa）
拉断力（N/15mm）
金属含量（ppm）
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实施例1
8.2×104
95
13
98
20
实施例2
3.7×105
79
13
95
35
对比例1
2.1×109
55
7
62
7
对比例2
5.7×107
60
8
63
204