CN101748507A - 耐久型抗静电聚酯纤维及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐久型抗静电聚酯纤维及生产方法，纤维由聚酯聚合物、抗静电物质、有机电解剂和抗氧化剂组成。生产方法包括将聚酯切片、抗静电物质、有机电解剂、抗氧化剂按照比例进行均匀混合或造粒后，再进入螺杆挤出机，经喷丝板挤出成型、冷却、给油、交络、预牵伸、卷取处理，得到耐久性抗静电聚酯纤维。制得的抗静电纤维的抗静电性能优良、性能持久、而且不影响纤维的基本物性。本发明生产方法简便，易操作，一般的涤纶纺丝设备即可工业生产，而无需进行改造设备，产品具有的耐久性抗静电性能，加工出来的织物具有耐久的抗静电性能、耐热性、耐洗涤性、耐摩擦、抗电防污性能。

Description

耐久型抗静电聚酯纤维及生产方法

技术领域

本发明涉及一种纤维及制备方法，是一种由高分子型抗静电剂(母粒)制备的耐久性抗静电聚酯纤维及其制备方法。

背景技术

涤纶(聚酯)纤维是目前世界上产量最大的合成纤维，具有优良的综合性能。但是聚酯纤维是疏水性的纤维，标准状况下的体积电阻率达到10¹³Ω·cm以上，属于绝缘材料，容易通过摩擦而产生静电。在现代工业生产及日常生活中，比如：制品成品后易沾污吸尘，极大的影响了商品的外观、卫生性和功能性；穿着时因摩擦放电而使人产生不舒服感。静电危害往往造成重大损失和灾难，当聚集的静电高于500V时，会因放电产生火花，引起火灾，高于8000V时则会产生电击现象。静电引起的危害限制了聚酯纤维的应用领域。

随着现代工业的飞速发展，人们生活水平的提高，人们对穿着的舒适性追求也在不断的提高，抗静电纤维也就孕育而生。一般的抗静电纤维的技术方法有三种：第一在纤维或者织物表面涂覆抗静电整理剂；第二是在聚酯内部添加表面活性剂类抗静电剂；第三是通过在聚酯内部添加导电物质。

对于在纤维或织物表面涂覆抗静电整理剂这种方法，其实质是将亲水性的基团吸附在纤维或织物表面，增加纤维或织物的吸湿性，有抗静电的效果，但是亲水性的基团只在表面，极易洗去，耐久性不好。

对于在聚酯内部添加表面活性剂类抗静电剂，虽然该方法在抗静电效果方面具有一定的耐久性，但是抗静电性能容易受到环境湿度的影响，在低湿度的环境中基本没有抗静电性。

对于在聚酯内部添加导电物质的这类方法，一般是用于制造导电纤维方面，为了使纤维的导电性能足够的好，必须添加比较多导电粒子，由于导电粒子的价格比较昂贵，造成导电纤维的价格上升。另外，添加过多的无机粒子导致纤维物性变差，使用领域受到了局限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有耐久性抗静电性能聚酯纤维以及制备方法。

本发明的技术解决方案是：

一种耐久型抗静电聚酯纤维，由80wt％～99.5wt％的聚酯聚合物、0.5wt％～20wt％的抗静电物质、0wt％～1.0wt％的有机电解剂和0wt％～0.5wt％的抗氧化剂组成。

所述的聚酯聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或阳离子可染聚对苯二甲酸乙二醇酯。

所述的抗静电物质为由数均分子量500～50000的聚醚酯类化合物与聚酯或聚酰胺聚合物的共聚物或混合物，其中，聚醚酯类化合物在抗静电物质中所占的重量比例为1～60％。抗静电物质可以是聚醚酯酰胺嵌段共聚物、聚醚酯亚酰胺、聚乙烯乙二醇甲基丙烯酸共聚体、聚氧化乙烯-环氧氯丙烷共聚物、聚醚酯-聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物/混合物、聚醚酯-聚对苯二甲酸丙二醇酯共聚物/混合物、聚醚酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物/混合物等。

所述有机电解剂为十二烷基苯磺酸、壬基苯磺酸、六葵基磺酸及十二烷基磺酸的化合物群中的至少一种与钠、钾及锂类碱金属中的至少一种所形成的磺酸碱金属盐化合物。

所述抗氧化剂为受阻酚类化合物，受阻酚类化合物可以是对称型受阻酚或不对称型受阻酚或反应型受阻酚。抗氧化剂可以是主抗氧化剂1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)三酮。抗氧化剂可以是主抗氧化剂与辅助抗氧化剂组成的复合抗氧化剂，辅助抗氧化剂为三(2.4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

单丝纤度为0.2dtex～5dtex。

一种耐久型抗静电聚酯纤维的制备方法，将聚酯切片、抗静电物质、有机电解剂、抗氧化剂按照比例进行均匀混合或造粒后，再进入螺杆挤出机，经过螺杆挤出机的熔融挤压成为可以纺丝的聚合物熔体，并将聚合物熔体依次输送到计量泵、纺丝箱体、纺丝组件，最后经喷丝板挤出成型、冷却、给油、交络、预牵伸、卷取处理，得到耐久性抗静电聚酯纤维，其中卷取速度为2500～4000m/min。

螺杆挤出机的熔融挤压过程设有3～5段加热区，各区的加热温度设为280～295℃；得到的耐久性抗静电聚酯纤维在牵伸倍率为1.5～3.5，卷取速度350～800m/min下进行延伸加工或者加弹加工，得到延伸丝或者加弹丝。

纤维的断裂强度为1.5～3.0cN/dtex，伸度为150～190％，体积比电阻为10⁷～10¹⁰Ω·cm。

本专利提供了一种由高分子型抗静电剂(母粒)制备的抗静电聚酯纤维，其方法是在聚酯内部添加高分子型抗静电剂(母粒)。高分子型抗静电剂的抗静电机理为：高分子型抗静电剂与聚酯形成合金，并且高分子型抗静电剂在聚酯内部均匀而细微地分散成线状或网状“导电通道”。此类分散状态能有效地降低共混物表面电阻，并且具有永久抗静电性能，对空气的相对湿度依赖性小，对制品的表面性能影响小等优点。另外添加抗氧化剂可有效的提高纤维内部高分子型抗静电剂(母粒)的热稳定性，使得纤维在高温加工过程中具有优异的耐高温性，保持抗静电高分子的性能。这种方法制得的抗静电纤维的抗静电性能优良、性能持久、而且不影响纤维的基本物性。

利用本发明产品具有的耐久性抗静电性能，加工出来的织物具有耐久的抗静电性能、耐热性、耐洗涤性、耐摩擦、抗电防污性能。本发明提供的抗静电纤维能够用作一般的衣料的防尘、抗静电工作服、电子工业用材料。可以应用在抗静电织物、易燃易爆环境中的工作服、洁净厂房内的防尘服、半导体工业和医药卫生等领域的无尘无菌工作服及精密仪器、集成电路、计算机等工业制造和应用领域中理想的配套材料。生产方法简便，易操作，一般的涤纶纺丝设备即可工业生产，而无需进行改造设备。

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

具体的实施例方式：

实施例1：

以用量为96％重量份的普通聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片、3％重量份的抗静电物质、抗静电物质为40％的数均分子量4000聚醚酯化合物与聚对苯二甲酸丁二醇酯的共聚物、0.5％重量份的十二烷基苯磺酸钠以及0.5％重量份的四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯进行共混，进入螺杆挤出机，经过螺杆挤出机的熔融挤压成为可以纺丝的聚合物熔体，螺杆挤出机的熔融挤压过程设有3～5段加热区，各区的加热温度设为280℃～295℃，并将聚合物熔体依次输送到计量泵、纺丝箱体、纺丝组件，最后经喷丝板挤出、冷却、给油、交络、预牵伸、卷取(卷取速度在3000m/min)处理，得到耐久性抗静电聚酯纤维。纤维的体积比电阻在10⁹Ω·cm，纤维的断裂强度为1.5cN/dtex～3.0cN/dtex，伸度为150％～190％。

得到的耐久性抗静电聚酯纤维在牵伸倍率为1.5～3.5，加工温度为90℃～240℃，卷取速度600m/min下进行延伸加工或者加弹加工，得到延伸丝或者加弹丝，其纤维的体积比电阻在10⁹Ω·cm，纤维的断裂强度为3.0cN/dtex～4.5cN/dtex，伸度为20％～50％。

实施例2：

以用量为93％重量份的普通聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片、6％重量份的抗静电物质、抗静电物质为20％的数均分子量20000聚醚酯化合物与聚对苯二甲酸丁二醇酯的混和物、0.5％重量份的十二烷基苯磺酸钠以及0.5％重量份的四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯进行共混，进入螺杆挤出机，经过螺杆挤出机的熔融挤压成为可以纺丝的聚合物熔体，螺杆挤出机的熔融挤压过程设有3～5段加热区，各区的加热温度设为280℃～295℃，并将聚合物熔体依次输送到计量泵、纺丝箱体、纺丝组件，最后经喷丝板挤出、冷却、给油、交络、预牵伸、卷取(卷取速度在3000m/min)处理，得到耐久性抗静电聚酯纤维。纤维的体积比电阻在10⁸～10⁹Ω·cm，纤维的断裂强度为1.5cN/dtex～3.0cN/dtex，伸度为150％～190％。

得到的耐久性抗静电聚酯纤维在牵伸倍率为1.5～3.5，加工温度为90℃～240℃，卷取速度600m/min下进行延伸加工或者加弹加工，得到得到延伸丝或者加弹丝，其纤维的体积比电阻在10⁸～10⁹Ω·cm，纤维的断裂强度为3.0cN/dtex～4.0cN/dtex，伸度为20％～50％。

实施例3：

以用量为90.5％重量份的普通聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片、9％重量份的抗静电物质、抗静电物质为20％的数均分子量20000聚醚酯化合物与聚对苯二甲酸丁二醇酯的混和物、0.5％重量份的十二烷基苯磺酸钠进行共混，进入螺杆挤出机，经过螺杆挤出机的熔融挤压成为可以纺丝的聚合物熔体，螺杆挤出机的熔融挤压过程设有3～5段加热区，各区的加热温度设为280℃～295℃，并将聚合物熔体依次输送到计量泵、纺丝箱体、纺丝组件，最后经喷丝板挤出、冷却、给油、交络、预牵伸、卷取(卷取速度在3000m/min)处理，得到耐久性抗静电聚酯纤维。纤维的体积比电阻在10⁸～10⁹Ω·cm，纤维的断裂强度为1.5cN/dtex～3.0cN/dtex，伸度为150％～190％。

得到的耐久性抗静电聚酯纤维在牵伸倍率为1.5～3.5，加工温度为90℃～240℃，卷取速度600m/min进行延伸加工或者加弹加工，得到延伸丝或者加弹丝，其纤维的体积比电阻在10⁸～10⁹Ω·cm，纤维的断裂强度为2.5cN/dtex～3.0cN/dtex，伸度为20％～50％。

对比例1：

以用量为99％重量份的普通聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片、0.1％重量份的抗静电物质、抗静电物质为20％的数均分子量20000聚醚酯化合物与聚对苯二甲酸丁二醇酯的混和物、0.5％重量份的十二烷基苯磺酸钠以及0.5％重量份的四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯进行共混，进入螺杆挤出机，经过螺杆挤出机的熔融挤压成为可以纺丝的聚合物熔体，螺杆挤出机的熔融挤压过程设有3～5段加热区，各区的加热温度设为280℃～295℃，并将聚合物熔体依次输送到计量泵、纺丝箱体、纺丝组件，最后经喷丝板挤出、冷却、给油、交络、预牵伸、卷取(卷取速度在3000m/min)处理，得到耐久性抗静电聚酯纤维。纤维的体积比电阻在10¹¹～10¹²Ω·cm，纤维的断裂强度为1.5cN/dtex～3.0cN/dtex，伸度为150％～190％。

得到的耐久性抗静电聚酯纤维在牵伸倍率为1.5～3.5，加工温度为90℃～240℃，卷取速度600m/min进行延伸加工或者加弹加工，得到得到延伸丝或者加弹丝，其纤维的体积比电阻在10¹¹～10¹²Ω·cm，纤维的断裂强度为3.0cN/dtex～4.5cN/dtex，伸度为20％～50％。

对比例2：

以用量为74％重量份的普通聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)切片、25％重量份的抗静电物质、抗静电物质为20％的数均分子量4000聚醚酯化合物与聚己内酰胺的共聚物、0.5％重量份的十二烷基苯磺酸钠以及0.5％重量份的四〔β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯进行共混，进入螺杆挤出机，经过螺杆挤出机的熔融挤压成为可以纺丝的聚合物熔体，螺杆挤出机的熔融挤压过程设有3～5段加热区，各区的加热温度设为280℃～295℃，并将聚合物熔体依次输送到计量泵、纺丝箱体、纺丝组件，最后经喷丝板挤出、冷却、给油、交络、预牵伸、卷取(卷取速度在3000m/min)处理，得到耐久性抗静电聚酯纤维。纺丝过程中，成纤性差、可纺性差。

Claims (8)

1.一种耐久型抗静电聚酯纤维，其特征是：由80wt％～99.5wt％的聚酯聚合物、0.5wt％～20wt％的抗静电物质、0wt％～1.0wt％的有机电解剂和0wt％～0.5wt％的抗氧化剂组成。

2.根据权利要求1所述的耐久型抗静电聚酯纤维，其特征是：所述的聚酯聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或阳离子可染聚对苯二甲酸乙二醇酯。

3.根据权利要求1所述的耐久型抗静电聚酯纤维，其特征是：所述的抗静电物质为由数均分子量500～50000的聚醚酯类化合物与聚酯或聚酰胺聚合物形成的共聚物或共混物，其中，聚醚酯类化合物在抗静电物质中所占的重量比例为1～60％。

4.根据权利要求1所述的耐久型抗静电聚酯纤维，其特征是：所述有机电解剂为十二烷基苯磺酸、壬基苯磺酸、六葵基磺酸及十二烷基磺酸的化合物群中的至少一种与钠、钾及锂类碱金属中的至少一种所形成的磺酸碱金属盐化合物。

5.根据权利要求1所述的耐久型抗静电聚酯纤维，其特征是：所述抗氧化剂为受阻酚类化合物。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的耐久型抗静电聚酯纤维，其特征是：该抗静电纤维的单丝纤度为0.2dtex～5dtex。

7.一种权利要求1所述的耐久型抗静电聚酯纤维的制备方法，其特征是：将聚酯切片、抗静电物质、有机电解剂、抗氧化剂按照比例进行均匀混合或造粒后，通过熔融纺丝方式，卷取速度为2500～4000m/min，所得未延伸抗静电聚酯纤维在牵伸倍率为1.5～3.5，卷取速度350～800m/min下进行延伸加工或者加弹加工，得到抗静电聚酯延伸丝或者抗静电聚酯加弹丝，即得到的耐久性抗静电聚酯纤维。

8.根据权利要求7所述的耐久型抗静电聚酯纤维的制备方法，其特征是：构成耐久性抗静电聚酯纤维的各成分组成如下所示：80wt％～99.5wt％的聚酯切片、0.5wt％～20wt％的抗静电物质、0wt％～1.0wt％的有机电解剂和0wt％～0.5wt％的抗氧化剂。