CN104593900A - 一种抗静电氨纶纤维及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗静电氨纶纤维中包含改性二氧化钛抗静电剂，该改性二氧化钛抗静电剂具有特殊的结构：二氧化钛颗粒表面包覆一层掺锑的二氧化锡。生产方法是在DMAC溶液中，将聚醚二元醇和二异氰酸酯以摩尔比1： 1.55~2.15反应制得预聚物；预聚物再和混合胺类扩链剂进行扩链反应，制得所需粘度的聚氨酯聚合物溶液；将改性二氧化钛抗静电剂、抗氧剂、助染剂及其他助剂添加到聚氨酯聚合物溶液中，混合均匀，熟化，纺丝。与现有技术不同的是抗静电氨纶纤维无需添加其他抗静电剂，抗静电性能比常规氨纶丝有明显优势，所述的改性二氧化钛抗静电剂可与DMAC和聚氨酯聚合物有很好的相容性，且具有良好的热稳定性， 可广泛用于抗静电氨纶纤维的生产。

Description

一种抗静电氨纶纤维及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种抗静电氨纶及其生产方法，属于高分子纺织材料及其制备技术领域。

技术背景

氨纶在生产加工和使用中易因摩擦和感应产生静电，而由于氨纶纤维自身的吸湿性小且摩擦系数大，电阻率较高，产生的电荷易积聚而不易逸散。在使用过程中产生静电会造成断丝、张力不均等问题，影响生产效率和产品品质，而纤维带有静电在制成服装后也会造成穿着的不适感，在一些特殊场合，甚至会造成危险。

为改善氨纶的抗静电性能，消除静电造成的不良影响，可从三个方面对其进行改进：纺丝原液添加抗静电剂、纺丝油剂中添加抗静电剂和对纤维成品进行抗静电整理。然而，抗静电剂会造成纺丝油剂不稳定，若要达到理想的抗静电效果需要较高的上油率，但过高的上油率使氨纶丝退绕过程中容易出现“掉边”、“轨道丝”引起断丝现象。通过后整理得到的抗静电效果一般难以长久保持，耐洗涤性能差。在纺丝原液中加入各种抗静电剂，能够极大地降低纤维的电阻率，甚至能得到导电纤维，能够使纤维的抗静电效果显著、持久且不受环境湿度的影响，是非常有前途的抗静电纤维制备工艺。

抗静电剂的种类有很多，主要分为金属类、碳类、表面活性剂类等。金属粉体虽然导电性较强，但它们存在价格昂贵、易氧化、耐腐蚀性差的缺点，并且金属粉体密度大，易沉底结块因而在纤维中分散性不好。碳系粉体虽然导电性及稳定性较好，但较难均匀分散、高温抗氧化性不强，尤其制品色黑而不被接受。表面活性剂类抗静电剂目前应用最为广泛，主要包括离子型和非离子型两种，专利200510017708.9、专利200810207234.8以及专利200910029571.7均对烷基磷酸酯盐或者季铵盐等离子型抗静电剂进行了报道。但离子型抗静电剂的溶解度有限，且含有大量的金属盐类，加大后期水洗和染色废水处理难度，存在环保问题；而非离子型抗静电剂一般为醇、胺、酰胺或者脂肪酸与环氧乙烷的加成物，改善氨纶纤维的抗静电性效果差，且有低毒性。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗静电氨纶纤维，以克服现有技术存在的缺陷，具有更加良好的抗静电性和均匀性。

本发明的另一目的是提供这种抗静电氨纶纤维的生产方法。

本发明的第一个目的是通过以下的技术方案来实现的：

一种抗静电氨纶纤维，与现有技术不同的是纤维中包含改性二氧化钛抗静电剂，该改性二氧化钛抗静电剂具有特殊的结构，在作为消光剂使用的同时还起到抗静电剂的作用：二氧化钛颗粒表面包覆一层掺锑的二氧化锡，该层掺锑的二氧化锡形成导电膜，该膜是一种n型半导体材料。

进一步地，所述的改性二氧化钛抗静电剂占纤维总重量的0.2~2%。

进一步地，所述的改性二氧化钛抗静电剂经由化学共沉淀法制得，其主要步骤包括：锡盐和锑盐在水解过程中共沉淀，均匀地沉积在二氧化钛颗粒表面成膜，再进行煅烧。

本发明的第二个目的是通过以下的技术方案来实现的：

一种抗静电氨纶纤维的生产方法，包含：在DMAC溶液中，将聚醚二元醇和二异氰酸酯以摩尔比1： 1.55~2.15反应制得预聚物；预聚物再和混合胺类扩链剂进行扩链反应，制得所需粘度的聚氨酯聚合物溶液；将改性二氧化钛抗静电剂、抗氧剂、助染剂及其他助剂添加到聚氨酯聚合物溶液中，混合均匀，熟化，纺丝。

另一种抗静电氨纶纤维的生产方法，包含：将聚醚二元醇和二异氰酸酯以摩尔比1：1.55~2.15反应制得预聚物；再以二胺类扩链剂与其反应；用DMAC调节浓度，制得所需粘度的聚氨酯聚合物溶液；将改性二氧化钛抗静电剂、抗氧剂、助染剂及其他助剂添加到聚氨酯聚合物溶液中，混合均匀，熟化，纺丝。

本发明所具有的优点和效果是：本发明制备的抗静电氨纶纤维过程中无需添加其他抗静电剂，在使用相同纺丝油剂的情况下，抗静电性能比常规氨纶丝有明显优势，在温度20℃、相对湿度65%的情况下，本发明制备的抗静电氨纶纤维半衰期小于1s，比电阻率小于10⁹Ω·cm，可广泛用于抗静电氨纶的生产。

本发明的生产方法无需对前后工艺做出调整，只对氨纶生产中常用的消光剂二氧化钛进行改性即可达到抗静电的目的，操作易于进行。

通过对氨纶生产中的通用添加剂二氧化钛进行改性，使其保持很好的相容性、均一性以及热稳定性等，本发明的生产方法适合于多种干法氨纶纺丝工艺。

改性二氧化钛抗作为辅料添加于聚合原液中，对原液的粘度、可纺性等性能指标无任何影响。

具体实施方式

以下用实施例对本发明做进一步阐述：

实施例1：将锡盐和锑盐在水解过程中共沉淀，均匀地沉积在二氧化钛颗粒表面成膜，再进行煅烧制成改性二氧化钛抗静电剂。

在DMAC溶液中，将聚醚二元醇和二异氰酸酯以摩尔比1：1.55~2.15反应制得预聚物，预聚物再和混合胺类扩链剂进行扩链反应，制得所需粘度的聚氨酯聚合物溶液。然后将抗静电剂改性二氧化钛同抗氧剂、助染剂等其他助剂添加到聚氨酯聚合物溶液中，混合均匀，熟化，纺丝。其中抗静电剂改性二氧化钛的添加量为聚氨酯聚合物固含量的0.2%。

实施例2：按实施例1所述同样方法生产氨纶纤维，其中抗静电剂改性二氧化钛的添加量为聚氨酯聚合物固含量的0.5%。

实施例3：按实施例1所述同样方法生产氨纶纤维，其中抗静电剂改性二氧化钛的添加量为聚氨酯聚合物固含量的1%。

实施例4：按实施例1所述同样方法生产氨纶纤维，其中抗静电剂改性二氧化钛的添加量为聚氨酯聚合物固含量的2%。

实施例5：将聚醚二元醇和二异氰酸酯以摩尔比1：1.55~2.15反应制得预聚物，再以二胺类扩链剂与其反应，用DMAC调节浓度，制得所需粘度的聚氨酯聚合物溶液。将抗静电剂改性二氧化钛同抗氧剂、助染剂等其他助剂添加到聚氨酯聚合物溶液中，混合均匀，熟化，纺丝。其中抗静电剂改性二氧化钛的添加量为聚氨酯聚合物固含量的0.5%。

对比例1：按实施例1所述同样方法制得聚氨酯溶液，然后将未改性的二氧化钛同抗氧剂、助染剂等其他助剂添加到聚氨酯聚合物溶液中，混合均匀，熟化，纺丝。其中二氧化钛的添加量聚氨酯聚合物固含量的0.2%。

对比例2：按对比例1所述同样方法生产氨纶纤维，其中二氧化钛的添加量为聚氨酯聚合物固含量的2%。

将上述实施例及对比例生产的氨纶纤维进行比电阻率和静电压测试，数据对比如下：

实例	二氧化钛用量%	处理方式	比电阻率109Ω·cm	半衰期(S)
					实施例1	0.2	改性	9.23	0.9
实施例2	0.5	改性	2.37	0.8
					实施例3	1	改性	1.08	0.7
实施例4	2	改性	0.78	0.5
					实施例5	0.5	改性	2.40	0.8
对比例1	0.2	未改性	246	1.8
					对比例2	2	未改性	213	1.7

氨纶的半衰期和比电阻率越低，其抗静电能力越好。以上数据可知，提高未改性的二氧化钛添加量，氨纶的抗静电性稍有提高；而通过对二氧化钛进行改性，可使氨纶的抗静电性得到明显改善，其抗静电性能在多种氨纶生产工艺中表现良好。

Claims (5)

1.一种抗静电氨纶纤维，其特征在于纤维中包含改性二氧化钛抗静电剂，该改性二氧化钛抗静电剂具有特殊的结构：二氧化钛颗粒表面包覆一层掺锑的二氧化锡。

2.根据权利要求1所述的一种抗静电氨纶纤维，其特征在于所述的改性二氧化钛抗静电剂占纤维总重量的0.2~2%。

3.根据权利要求1和2所述一种抗静电氨纶纤维，其特征在于所述的改性二氧化钛抗静电剂经由化学共沉淀法制得，其主要步骤包括：锡盐和锑盐在水解过程中共沉淀，均匀地沉积在二氧化钛颗粒表面成膜，再进行煅烧。

4.制备权利要求1-3任一一种抗静电氨纶纤维的生产方法，其特征在于包含：在DMAC溶液中，将聚醚二元醇和二异氰酸酯以摩尔比1： 1.55~2.15反应制得预聚物；预聚物再和混合胺类扩链剂进行扩链反应，制得所需粘度的聚氨酯聚合物溶液；将改性二氧化钛抗静电剂、抗氧剂、助染剂及其他助剂添加到聚氨酯聚合物溶液中，混合均匀，熟化，纺丝。

5.制备权利要求1-3任一一种抗静电氨纶纤维的生产方法，其特征在于包含：将聚醚二元醇和二异氰酸酯以摩尔比1：1.55~2.15反应制得预聚物；再以二胺类扩链剂与其反应；用DMAC调节浓度，制得所需粘度的聚氨酯聚合物溶液；将改性二氧化钛抗静电剂、抗氧剂、助染剂及其他助剂添加到聚氨酯聚合物溶液中，混合均匀，熟化，纺丝。