CN107723835A - 一种高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法，包括如下步骤；将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；将催化剂、抗氧化剂、润滑剂、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；将混合物A和混合物B混合后固化成板片，随后将板片切粒与石墨烯和偶联剂共混反应造粒，最后熔融纺丝制备聚氨酯纤维。本发明在利用偶联剂分别与聚氨酯和石墨烯表面活性基团的反应，将石墨烯掺杂在聚氨酯弹性体内，提高了聚氨酯纤维的断裂强度和抗静电性。

Description

一种高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及聚氨酯纤维领域，具体涉及一种高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法。
背景技术
目前国内市场上的抗静电型聚氨酯纤维，添加的是无机纳米粒子和有机抗静电剂，其性能不稳定，受温湿度影响大，易分解，不绿色环保，并且其体积电阻高达6.6×108Ω·cm，因此,其抗静电性和耐磨性性能不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法，用以解决现有技术中的聚氨酯纤维抗静电性差的问题。
本发明提供了一种高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；
(2)将催化剂、抗氧化剂、润滑剂、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；
(3)分别将一定量的混合物A和混合物B打入混合头，高速旋转的转子将其混合均匀后注在输送带上，物料通过烘道固化成板片；
(4)将步骤(3)多的板片切粒，加入一定比例的石墨烯和偶联剂共混，随后置于密炼机反应30-120min后，在双螺杆挤出机中挤出造粒；
(5)将步骤(4)所得产物熔融纺丝，制得高强度抗静电的石墨烯掺杂聚氨酯纤维。
进一步的，所述催化剂为钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙酯、钛酸丁酯中的一种或几种的混合物。
进一步的，所述抗氧化剂选自下述物质中的一种或几种：2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四[β-(3，5–二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯。
进一步的，所述润滑剂为硬脂酸酰胺和/或油酸酰胺。
进一步的，所述偶联剂包括有机络合物、硅烷类、钛酸酯类、铝酸化合物中的一种或几种。
进一步的，所述石墨烯包括机械剥离法、原位生长法、氧化还原法、溶剂剥离法所制备的石墨烯的一种或几种的混合物。
采用上述本发明技术方案的有益效果是：
本发明在利用偶联剂分别与聚氨酯和石墨烯表面活性基团的反应，将石墨烯掺杂在聚氨酯弹性体内，提高了聚氨酯纤维的断裂强度和抗静电性；本发明采用熔融纺丝法，相较于聚氨酯的溶液干法纺丝而言，熔融纺丝不含对人体有害的有机溶剂，生产过程比较简便，而且生产效率得到明显提高。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；
(2)将钛酸甲酯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、硬脂酸酰胺、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；
(3)分别将一定量的混合物A和混合物B打入混合头，高速旋转的转子将其混合均匀后注在输送带上，物料通过烘道固化成板片；
(4)将步骤(3)多的板片切粒，加入一定比例的溶剂剥离法制备的石墨烯和有机络合物偶联剂共混，随后置于密炼机反应60min后，在双螺杆挤出机中挤出造粒；
(5)将步骤(4)所得产物熔融纺丝，制得高强度抗静电的石墨烯掺杂聚氨酯纤维。
实施例2
高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；
(2)将钛酸甲酯、四[β-(3，5–二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、硬脂酸酰胺和油酸酰胺的混合物、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；
(3)分别将一定量的混合物A和混合物B打入混合头，高速旋转的转子将其混合均匀后注在输送带上，物料通过烘道固化成板片；
(4)将步骤(3)多的板片切粒，加入一定比例的溶剂剥离法制备的石墨烯和有机络合物偶联剂共混，随后置于密炼机反应120min后，在双螺杆挤出机中挤出造粒；
(5)将步骤(4)所得产物熔融纺丝，制得高强度抗静电的石墨烯掺杂聚氨酯纤维。
实施例3
高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法，包括如下步骤：
(1)将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；
(2)将钛酸丁酯、四[β-(3，5–二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、油酸酰胺的混合物、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；
(3)分别将一定量的混合物A和混合物B打入混合头，高速旋转的转子将其混合均匀后注在输送带上，物料通过烘道固化成板片；
(4)将步骤(3)多的板片切粒，加入一定比例的溶剂剥离法制备的石墨烯和硅烷类偶联剂共混，随后置于密炼机反应120min后，在双螺杆挤出机中挤出造粒；
(5)将步骤(4)所得产物熔融纺丝，制得高强度抗静电的石墨烯掺杂聚氨酯纤维。
实施例1-3的性能测试结果如下,其中，电导率测试采用GB/T 14342-2015的方法,断裂强度测试采用GB/T 14344-2008的方法：
电导率(S/cm) 断裂强度(cN/dtex)
实施例1 7.8×10-7 1.75
实施例2 7.5×10-7 1.98
实施例3 7.9×10-7 1.87
综上，本发明在利用偶联剂分别与聚氨酯和石墨烯表面活性基团的反应，将石墨烯掺杂在聚氨酯弹性体内，提高了聚氨酯纤维的断裂强度和抗静电性；本发明采用熔融纺丝法，相较于聚氨酯的溶液干法纺丝而言，熔融纺丝不含对人体有害的有机溶剂，生产过程比较简便，而且生产效率得到明显提高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将聚酯多元醇、异氰酸酯和丁二醇三种原料混合，得到混合物A；
(2)将催化剂、抗氧化剂、润滑剂、紫外吸收剂及耐水解剂混合均匀，得到混合物B；
(3)分别将一定量的混合物A和混合物B打入混合头，高速旋转的转子将其混合均匀后注在输送带上，物料通过烘道固化成板片；
(4)将步骤(3)多的板片切粒，加入一定比例的石墨烯和偶联剂共混，随后置于密炼机反应30-120min后，在双螺杆挤出机中挤出造粒；
(5)将步骤(4)所得产物熔融纺丝，制得高强度抗静电的石墨烯掺杂聚氨酯纤维。
2.根据权利要求1所述的高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法，其特征在于，所述催化剂为钛酸甲酯、钛酸乙酯、钛酸丙酯、钛酸丁酯中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法，其特征在于，所述抗氧化剂选自下述物质中的一种或几种：2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四[β-(3，5–二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸十八酯。
4.根据权利要求1所述的高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸酰胺和/或油酸酰胺。
5.根据权利要求1所述的高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法，其特征在于，所述偶联剂包括有机络合物、硅烷类、钛酸酯类、铝酸化合物中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的高强度抗静电聚氨酯纤维的制备方法，其特征在于，所述石墨烯包括机械剥离法、原位生长法、氧化还原法、溶剂剥离法所制备的石墨烯的一种或几种的混合物。
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