本发明涉及高分子材料、石墨烯、静电丝纺、涡流纺丝等纺织工业领域，特别是涉及一种生产含石墨烯透气薄膜工艺。
背景技术：
现有的石墨烯薄膜生产采用的方法一种是通过化学气相沉积技术沉积得到石墨烯薄膜（专利号为201610052662.2)，另一种是将分离出来的氧化石墨烯通过喷涂的方法喷布于pet薄膜上，再经过碳化、石墨化并得到石墨烯薄膜，以上方法生产的石墨烯薄膜均无法达到透气的效果。另外目前静电纺丝技术已经用于几十种不同的高分子聚合物。如聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈等柔性高聚物的静电纺丝，也包括聚氨酯弹性体的静电纺丝以及液晶态的刚性高分子聚对苯二甲酰对苯二胺等的静电纺丝；但是液晶态刚性高分子不易形成纤维直径小于200nm的纳米纤维。现有的静电丝纺技术用射出机械来回摆动造成的纤维伸长和变细最后落在收集屏上，缺点是较难以此形成均匀孔洞，传统的收集屏为平面的收集屏。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种生产含石墨烯透气薄膜工艺，本工艺中石墨烯添加于溶液中增强了导电性，加大表面电荷密度；使用低频声波改变液体型态，产生涡流分散提高拉伸应变速率；使用可移动数控收集屏增大与喷射管口两者间距离，皆有利于制得更细的纤维。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种生产含石墨烯透气薄膜工艺，其特征在于：该生产含石墨烯透气薄膜工艺的步骤如下：在石墨烯聚合物液体上施加55~75kv的电压后，该石墨烯聚合物液体滴上会形成静电，电荷之间的排斥力抵消石墨烯聚合物液体的表面张力，使得石墨烯聚合物液滴拉长，拉长的石墨烯聚合物液滴流经低频声波的高速涡流牵伸作用最终从低频声波喷头射出一道不断裂的丝状液流即为纤维丝，在静电的影响下纤维丝会不断伸长，最后纤维丝落到收集屏；低频声波喷头产生低频声波，低频声波的高速涡流牵伸作用可改变纤维丝的半径，收集屏通过数据动态控制膜状结构，形成透气的石墨烯薄膜；
优选的是，所述石墨烯聚合物液体为添加0.3%~3%的石墨烯片的聚丙烯腈高分子分散液，所述石墨烯片为物理法或机械法制得,小于10层/3.4nm，片径小于纤维直径1/4，碳含量>99.999%；
优选的是，所述收集屏的角度、位置距离可以通过数据动态控制，使得其移动，数据为可以导入的3d模型格式文件，收集屏为平面屏或是复杂的3d曲面屏。
本发明的有益效果是：本发明一种生产含石墨烯透气薄膜工艺，其制备方法合理、简约，有效地降低了生产成本，生产出来的石墨烯透气薄膜具有优良的化学性能、力学性能和结构稳定性能，石墨烯提高了材料的强度和耐高温、耐酸碱性，延长了使用寿命，具优异的过滤效果。
附图说明
图1是本发明一种生产含石墨烯透气薄膜工艺的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明较佳实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种生产含石墨烯透气薄膜工艺，其特征在于：该生产含石墨烯透气薄膜工艺的步骤如下：在石墨烯聚合物液体上施加55~75kv的电压后，该石墨烯聚合物液体滴上会形成静电，电荷之间的排斥力抵消石墨烯聚合物液体的表面张力，使得石墨烯聚合物液滴拉长，拉长的石墨烯聚合物液滴流经低频声波的高速涡流牵伸作用最终从低频声波喷头1射出一道不断裂的丝状液流即为纤维丝3，在静电的影响下纤维丝3会不断伸长，最后纤维丝3落到收集屏；低频声波喷头1产生低频声波，低频声波的高速涡流牵伸作用可改变纤维丝3的半径，收集屏通过数据动态控制膜状结构，形成透气的石墨烯薄膜；
低频声波喷射纺纳米纤维具有明显的三维卷曲特性，本发明使用低频声波5~30hz，可产生30~200nm纤维半径的膜，表现出良好的透气性能，作为过滤材料使用表现出高效低阻的特性；
所述石墨烯聚合物液体为添加0.3%~3%的石墨烯片的聚丙烯腈高分子分散液，所述石墨烯片为物理法或机械法制得,小于10层/3.4nm，片径小于纤维直径1/4，碳含量>99.999%；
所述收集屏2的角度、位置距离可以通过数据动态控制，使得其移动，数据为可以导入的3d模型格式文件，收集屏2为平面屏或是复杂的3d曲面屏。
本发明制备出石墨烯(g)/聚丙烯腈(pan)等纳米纤维膜，该工艺生产可过滤98%以上pm2.5之石墨烯透明及透气膜时工艺如下：
（1）使用pan（聚丙烯腈）/石墨烯聚合物液体
使用0.4%vol的石墨烯片(如定义：物理法或机械法制得,小于10层/3.4nm，片径小于45nm，碳含量>99.999%)的nmp（甲基吡咯烷酮）均匀分散液，取1.2gpan（聚丙烯腈）溶于10mlnmp（甲基吡咯烷酮）/石墨烯分散液中，使用超声波30khz进行震荡24hr，混合溶液达到均质分散，配置了石墨烯/pan（聚丙烯腈）分散nmp（甲基吡咯烷酮）溶液。
（2）控制纤维半径在200nm以内
使用23hz低频声波喷射，落于收集屏2后可产生180~200nm纤维半径的膜，为了表现出良好的透气及过滤性能，纤维半径也会影响上述的滤率。使用菸罐过滤测试，当纤维半径从200nm,增大到1μm,对pm2.5的滤率巨幅下降。从98.11%（±1.41）降到48.21%（±4.19）。
（3）数据控制收集屏
采用一个通过数据控制其移动的收集屏2，可移动的收集屏2可以控制膜的纤维孔径大小和均匀度；经导入3d扫描autocad文档，可以用于客制化生产贴合每个人鼻嘴形的滤气膜，适用于个别术后的患者康复使用。收集屏2接地，收集屏2的下方设有溶剂液体回收槽4。
除了上述1、2、3，提供其它的参数如下：静电丝纺所使用的喷射速度是1.5ml/h，电压65kv，接收距离15cm，纺丝的时间20min/m2，环境温度25℃，环境相对湿度45%；可形成透气率>85%，透光率>95%的透气膜。
其他案例：以案例1相同的条件进行pvp（聚乙烯吡咯烷酮），pva（聚乙烯醇）与ps（聚苯乙烯）等不同高分子原料生产，
结果显示：pan（聚丙烯腈）/石墨烯透气膜对pm2.5的表面吸附效果高于高于其它三种材料。以滤效做比较，pan（聚丙烯腈）/石墨烯透气膜对pm2.5的过滤效率是98.11（±1.41）%，对pm10–2.5是99.31（±0.08）%。以对pm2.5与10–2.5的滤效高低，四种材料依序为：pan（聚丙烯腈）/g>pvp（聚乙烯吡咯烷酮）/g>pva（聚乙烯醇）/g>ps（聚苯乙烯）/g。
本发明一种生产含石墨烯透气薄膜工艺，可通过适度提高聚合物溶液浓度，减少溶剂挥发所需时间，来降低纳米纤维直径，适度提高膜的孔隙度的优势，聚合物溶液浓度越高，粘度越大，表面张力越大，而离开喷嘴后液滴分裂能力随表面张力增大而减弱，在其它条件恒定时，随着浓度增加，纤维直径增大。可适度降低电场强度，随电场强度增大，高分子静电纺丝液的射流有更大的表面电荷密度，因而有更大的静电斥力。同时，更高的电场强度使射流获得更大的加速度。这两个因素均能引起射流及形成的纤维有更大的拉伸应力，导致有更高的拉伸应变速率，有利于制得更细的纤维；可移动收集屏提高流体的流动速率，拉大射出管口与收集器之间的距离，当喷丝头孔径固定时，射流平均速度显然与纤维直径成正比。聚合物液滴经毛细管口喷出后，在空气中伴随着溶剂挥发，聚合物浓缩固化成纤维，最后被接收器接收。随两者间距离增大，直径变小。当使用移动式收集屏2时，不同3d形状的收集屏2所生成的纤维网膜不同，如用移动式鼻嘴形收集屏时，可以用于生产定制化合的透气膜适用于术后的患者康复过滤pm2.5，另外亦可生产弧形正压手术室透气膜、双层充气薄膜温室防虫网、spf（无特定病原）畜禽舍空气过滤器等需要低压通气过滤之多种用途；可生产透气高的液晶态刚性高分子的聚合膜。
本发明一种生产含石墨烯透气薄膜工艺，其制备方法合理、简约，有效地降低了生产成本，生产出来的石墨烯透气薄膜具有优良的化学性能、力学性能和结构稳定性能，石墨烯提高了材料的强度和耐高温、耐酸碱性，延长了使用寿命，具优异的过滤效果，对直径较小的粒子，特别是对直径2.5～10μm的粒子达到98%以上的过滤效率。通过数据动态控制移动的收集屏，可生产3d曲面的石墨烯透气薄膜，该石墨烯透气薄膜可长期保留静电，同时具有高透明度。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。