CN109077376A - 一种防静电服用布料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防静电服用布料的制备方法，采用熔融纺丝技术制备芯鞘复合型纺织纤维，然后再将制备得到的纤维进行纺织，即得到所述防静电服用布料。本发明所述防静电服用布料的制备方法，工艺简单、过程无污染，制备得到的布料不仅具有优异的防静电性能，还具有较好的耐磨及防菌防霉性能，且面料表面不会残留有害物质，提高了产品的使用安全性。

Description

一种防静电服用布料的制备方法
技术领域
本发明涉及服装原材料技术领域，具体地，涉及一种防静电服用布料的制备方法。
背景技术
目前，随着国家经济的发展以及人民生活水平的提高，人们对自身穿着的要求也在不断提升，不仅要求漂亮，还要穿着舒适，而且对衣物的安全性能的要求也越来越高，作为衣物产生静电的问题，产生的静电会使人有麻痛感，严重时会使人焦躁不安，产生头痛等症状。另外，随着各种手机和可穿戴电子设备的普及，衣物布料产生的静电也会对各种小型电子线路板造成损伤，衣物产生的静电不仅伤害身体，还会影响工作。对于布料的抗静电研究，多采用涤纶为主体，专用涤纶长丝与高性能永久性导电纤维经特殊工艺织造而成，经向嵌织或经、纬向嵌织导电纤维活着导电金属丝，但是在布料中增设导电金属丝由于化学纤维和金属丝的收缩率不同，这种含有金属丝的布料在洗涤在具体的应用或洗涤过程中，极易发生经纱或/和纬纱的移位和褶皱等不良现象，从而严重影响了生产和美观。同时，由于金属丝的造价高，从而相应的增加了现有布料的生产成本。
申请号为201610164551.0的中国发明专利申请公开了一种防水抗静电布料及其制造方法，其特征在于：布料由抗静电聚酯纤维的经纱和纬纱织成，纺织前将聚酯纤维放入抗静电高分子溶液中浸渍修饰，取出烘干后纺织成坯布，再将坯布放入有机硅功能溶液浸渍，取出后沥干多余溶液，热压烘干后收卷成防水抗静电布料。该工艺制成的布料同时具备优良的防水和抗静电性能。由于直接在布料纤维上进行抗静电和防水改性，得到的布料质地均匀，虽然具有一定的抗静电特性，但是稳定性较差，随着布料使用时间的延长，抗静电性能减弱。
申请号为201611053496.4的中国发明专利申请公开了一种防静电布料的生产方法，在纤维在由液态变为固态的转变过程中，加入抗静电助剂，使其具备了抗静电功能；将纤维的细度精细到1.0D~1.2D，采用这种抗静电的短纤以喷气纺的纺纱工艺，将短纤分别纺成纱线；再采取分段浆纱整经的工艺，以缎纹组织运用高速喷汽织机进行织造；再利用Na2CO3溶液和苯胺与巯基苯胺进行处理。制备得到的布料虽然具有一定的抗静电作用，但采用苯胺和巯基苯胺具有一定的毒性，残留物对皮肤有刺激性，不利于身体健康。
因此，研究开发一种生产工艺简单、安全，且制备得到的布料既具有较好的防静电效果的布料制备方法具有重要意义，也是符合目前市场需要。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种防静电服用布料的制备方法，工艺简单、过程无污染，制备得到的布料不仅具有优异的防静电性能，还具有较好的耐磨及防菌防霉性能，且面料表面不会残留有害物质，提高了产品的使用安全性。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种防静电服用布料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚乙烯3~8份、聚丙烯20~30份、改性壳聚糖纤维10~15份、聚丙烯酰胺5~12份、聚醚-聚丙烯酰胺共聚物12~20份、双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂3~7份、石墨烯0.2~1.5份、纳米钛白粉4~9份、柠檬酸5~10份、竹炭纤维2~7份、分散剂2~5份、助剂2~5份；
（2）称取配比量的聚丙烯酰胺加入到反应釜中，加入10倍质量的水，充分搅拌，升温至50~60℃，缓慢加入石墨烯，恒温反应1~2h，得到反应产物a1，备用；
（3）称取配比量的聚乙烯、聚丙烯、纳米钛白粉、柠檬酸、竹炭纤维、分散剂及改性壳聚糖纤维置于密炼机中密炼15~20min，将密炼后的产品粉碎，并与助剂混合均匀，得到产物a2；
（4）然后将产物a2置于第一螺杆挤出机中，经过第一螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的熔融聚酯熔体，并将该聚酯熔体输送到纺丝箱体中，并进一步均匀分配到复合组件中，成为芯鞘复合型的鞘成分；
（5）聚醚-聚丙烯酰胺共聚物、双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂置于第二螺杆挤出机中，经过第二螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的熔融聚酯熔体，并将该聚酯熔体输送到纺丝箱体中，并进一步均匀分配到复合组件中，成为芯鞘复合型的芯成分；
（6）将复合组件中成型的两种成分挤出，经预牵伸处理，得到防静电纤维；
（7）将防静电纤维进行纺织成型，然后再纺织品表面涂覆产物a1，再经热定型机热烘干即得到所述防静电服用布料。
优选地，所述步骤（1）中包括如下重量份的各组分：
聚乙烯5份、聚丙烯25份、改性壳聚糖纤维12份、聚丙烯酰胺10份、聚醚-聚丙烯酰胺共聚物18份、双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂4份、石墨烯0.6份、纳米钛白粉7份、柠檬酸6份、竹炭纤维5份、分散剂4份、助剂3份。
优选地，所述改性壳聚糖纤维为氧化石墨烯改性壳聚糖纤维。
优选地，所述助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的任一种。
优选地，所述分散剂为聚乙烯亚胺。
优选地，所述步骤（2）中石墨烯的加入方法为将石墨烯配置成质量浓度为2~5mg/L的混合液，然后将混合液加入反应釜中，控制加入速度，使得混合液在30~35min添加完毕即可。
优选地，所述步骤（3）中密炼机的密炼条件为温度为170~180℃、转子转速为55~60转/min。
优选地，所述步骤（4）中熔融挤压过程设有3~5段加热区，各加热区的温度设在285~290℃。
优选地，所述步骤（5）中熔融挤压过程设有3~5段加热区，各加热区的温度设在260~280℃。
优选地，所述步骤（6）中纺丝速度为260~270m/min，牵伸倍数为4.0~4.5倍。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的防静电服用布料的制备方法，工艺简单、过程无污染，制备得到的布料不仅具有优异的防静电性能，还具有较好的耐磨及防菌防霉性能，且面料表面不会残留有害物质，提高了产品的使用安全性。
（2）本发明所述的防静电服用布料的制备方法采用芯鞘复合的方式制备防静电纤维，并分别对芯、鞘组分进行防静电改性处理，大大提高了布料的防静电效果。
（3）本发明所述的防静电服用布料的制备方法中将石墨烯与聚丙烯酰胺进行改性处理，使得制备得到的聚合物不仅保留本身的特性，还由于石墨烯的存在，使其具有优异的耐磨、耐刮擦等力学性能，还具有较好的防静电效果，将其涂覆到纺织品表面，使得制备得到的布料具有较好的耐磨、耐刮擦及较好的防静电性能。
（4）本发明所述的防静电服用布料的制备方法中的鞘成分中添加的氧化石墨烯改性壳聚糖纤维及纳米钛白粉，两者的协同作用下，使得鞘成分具有较好的防静电效果及较好的防霉杀菌性能，同时增强了纤维的强度。
（5）本发明所述的防静电服用布料的制备方法中添加的竹炭纤维，大大提高了鞘成分纤维的强度。
（6）本发明所述的防静电服用布料的制备方法中助剂的添加可以保证螺杆挤压机均匀吃料，减少熔体回流讲解，使料仓中物料走料均匀，减少由于过长时间停留带来的回潮，从而使得制备得到的纤维表面光滑、粗细均匀。
（7）本发明所述的防静电服用布料的制备方法的芯成分采用有机导电高分子树脂并掺杂双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂盐，将盐溶解于聚醚-聚丙烯酰胺共聚物中，形成配位络合，实现纯塑料聚合物导电，大大提高了布料的防静电性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1：
本实施例涉及一种防静电服用布料的制备方法；
所述防静电服用布料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚乙烯5份、聚丙烯25份、改性壳聚糖纤维12份、聚丙烯酰胺10份、聚醚-聚丙烯酰胺共聚物18份、双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂4份、石墨烯0.6份、纳米钛白粉7份、柠檬酸6份、竹炭纤维5份、分散剂4份、助剂3份；
（2）称取配比量的聚丙烯酰胺加入到反应釜中，加入10倍质量的水，充分搅拌，升温至50~60℃，缓慢加入石墨烯，恒温反应2h，得到反应产物a1，备用；
（3）称取配比量的聚乙烯、聚丙烯、纳米钛白粉、柠檬酸、竹炭纤维、分散剂及改性壳聚糖纤维置于密炼机中密炼20min，将密炼后的产品粉碎，并与助剂混合均匀，得到产物a2；
（4）然后将产物a2置于第一螺杆挤出机中，经过第一螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的熔融聚酯熔体，并将该聚酯熔体输送到纺丝箱体中，并进一步均匀分配到复合组件中，成为芯鞘复合型的鞘成分；
（5）聚醚-聚丙烯酰胺共聚物、双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂置于第二螺杆挤出机中，经过第二螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的熔融聚酯熔体，并将该聚酯熔体输送到纺丝箱体中，并进一步均匀分配到复合组件中，成为芯鞘复合型的芯成分；
（6）将复合组件中成型的两种成分挤出，经预牵伸处理，得到防静电纤维；
（7）将防静电纤维进行纺织成型，然后再纺织品表面涂覆产物a1，再经热定型机热烘干即得到所述防静电服用布料。
其中，所述改性壳聚糖纤维为氧化石墨烯改性壳聚糖纤维。
其中，所述助剂为硬脂酸锌。
其中，所述分散剂为聚乙烯亚胺。
其中，所述步骤（2）中石墨烯的加入方法为将石墨烯配置成质量浓度为3mg/L的混合液，然后将混合液加入反应釜中，控制加入速度，使得混合液在30min添加完毕即可。
其中，所述步骤（3）中密炼机的密炼条件为温度为175℃、转子转速为60转/min。
其中，所述步骤（4）中熔融挤压过程设有5段加热区，各加热区的温度设在285~290℃。
其中，所述步骤（5）中熔融挤压过程设有5段加热区，各加热区的温度设在260~280℃。
其中，所述步骤（6）中纺丝速度为270m/min，牵伸倍数为4.0倍。
实施例2：
本实施例涉及一种防静电服用布料的制备方法；
所述防静电服用布料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚乙烯3份、聚丙烯20份、改性壳聚糖纤维10份、聚丙烯酰胺5份、聚醚-聚丙烯酰胺共聚物12份、双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂3份、石墨烯0.2份、纳米钛白粉4份、柠檬酸5份、竹炭纤维2份、分散剂2份、助剂2份；
（2）称取配比量的聚丙烯酰胺加入到反应釜中，加入10倍质量的水，充分搅拌，升温至50℃，缓慢加入石墨烯，恒温反应2h，得到反应产物a1，备用；
（3）称取配比量的聚乙烯、聚丙烯、纳米钛白粉、柠檬酸、竹炭纤维、分散剂及改性壳聚糖纤维置于密炼机中密炼15min，将密炼后的产品粉碎，并与助剂混合均匀，得到产物a2；
（4）然后将产物a2置于第一螺杆挤出机中，经过第一螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的熔融聚酯熔体，并将该聚酯熔体输送到纺丝箱体中，并进一步均匀分配到复合组件中，成为芯鞘复合型的鞘成分；
（5）聚醚-聚丙烯酰胺共聚物、双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂置于第二螺杆挤出机中，经过第二螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的熔融聚酯熔体，并将该聚酯熔体输送到纺丝箱体中，并进一步均匀分配到复合组件中，成为芯鞘复合型的芯成分；
（6）将复合组件中成型的两种成分挤出，经预牵伸处理，得到防静电纤维；
（7）将防静电纤维进行纺织成型，然后再纺织品表面涂覆产物a1，再经热定型机热烘干即得到所述防静电服用布料。
其中，所述改性壳聚糖纤维为氧化石墨烯改性壳聚糖纤维。
其中，所述助剂为硬脂酸钙。
其中，所述分散剂为聚乙烯亚胺。
其中，所述步骤（2）中石墨烯的加入方法为将石墨烯配置成质量浓度为2mg/L的混合液，然后将混合液加入反应釜中，控制加入速度，使得混合液在30min添加完毕即可。
其中，所述步骤（3）中密炼机的密炼条件为温度为170℃、转子转速为55转/min。
其中，所述步骤（4）中熔融挤压过程设有3段加热区，各加热区的温度设在290℃。
其中，所述步骤（5）中熔融挤压过程设有3段加热区，各加热区的温度设在280℃。
其中，所述步骤（6）中纺丝速度为260m/min，牵伸倍数为4.0倍。
实施例3：
本实施例涉及一种防静电服用布料的制备方法；
所述防静电服用布料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚乙烯8份、聚丙烯30份、改性壳聚糖纤维15份、聚丙烯酰胺12份、聚醚-聚丙烯酰胺共聚物20份、双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂7份、石墨烯1.5份、纳米钛白粉9份、柠檬酸10份、竹炭纤维7份、分散剂5份、助剂5份；
（2）称取配比量的聚丙烯酰胺加入到反应釜中，加入10倍质量的水，充分搅拌，升温至60℃，缓慢加入石墨烯，恒温反应1h，得到反应产物a1，备用；
（3）称取配比量的聚乙烯、聚丙烯、纳米钛白粉、柠檬酸、竹炭纤维、分散剂及改性壳聚糖纤维置于密炼机中密炼20min，将密炼后的产品粉碎，并与助剂混合均匀，得到产物a2；
（4）然后将产物a2置于第一螺杆挤出机中，经过第一螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的熔融聚酯熔体，并将该聚酯熔体输送到纺丝箱体中，并进一步均匀分配到复合组件中，成为芯鞘复合型的鞘成分；
（5）聚醚-聚丙烯酰胺共聚物、双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂置于第二螺杆挤出机中，经过第二螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的熔融聚酯熔体，并将该聚酯熔体输送到纺丝箱体中，并进一步均匀分配到复合组件中，成为芯鞘复合型的芯成分；
（6）将复合组件中成型的两种成分挤出，经预牵伸处理，得到防静电纤维；
（7）将防静电纤维进行纺织成型，然后再纺织品表面涂覆产物a1，再经热定型机热烘干即得到所述防静电服用布料。
其中，所述改性壳聚糖纤维为氧化石墨烯改性壳聚糖纤维。
其中，所述助剂为硬脂酸锌。
其中，所述分散剂为聚乙烯亚胺。
其中，所述步骤（2）中石墨烯的加入方法为将石墨烯配置成质量浓度为5mg/L的混合液，然后将混合液加入反应釜中，控制加入速度，使得混合液在35min添加完毕即可。
其中，所述步骤（3）中密炼机的密炼条件为温度为180℃、转子转速为60转/min。
其中，所述步骤（4）中熔融挤压过程设有5段加热区，各加热区的温度设在285℃。
其中，所述步骤（5）中熔融挤压过程设有5段加热区，各加热区的温度设在260℃。
其中，所述步骤（6）中纺丝速度为270m/min，牵伸倍数为4.5倍。
对比例：
按照申请号为201610164551.0的中国发明专利申请公布的方法进行制备面料。
试验：
根据GB/T 12014-89 《防静电工作服》、GB/T12703-1991《织物静电测试方法简介》及GB∕T4745-1997《纺织织物 表面抗湿性测定 沾水试验》对本发明实施例1~3制备得到的面料及对比例的面料性能进行测试，具体结果如下表所示：
项目 电阻率Ω·cm 带电电荷量MC/件 耐洗时间h 耐磨性能 沾水等级
实施例1 9.2*10<sup>5</sup> 0.6 39 无毛刺出现，耐磨性较好 5
实施例2 2.3*10<sup>6</sup> 0.6 37 无毛刺出现，耐磨性较好 5
实施例3 1.9*10<sup>6</sup> 0.6 38 无毛刺出现，耐磨性较好 5
对比例 6.2*10<sup>7</sup> 0.6 18 少量毛刺出现，耐磨性一般 4
由上表可知，按照本发明的方法制备得到的面料与对比例的面料比较，电阻率在105~106，具有较好的导电性能，能够有效去除衣服面料的静电，进而使其具有较好的防静电效果，提高了使用安全性，且耐洗时间明显加长，提高了面料的稳定性；本发明所述方法制备得到的面料沾水等级达到5级，即受淋表面没有润湿，再表面也未沾有小水珠，防水性能较好；此外本发明制备得到的面料还具有较好的耐磨性能，能够大大延长衣服的使用寿命。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种防静电服用布料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）按照如下配比准备如下重量份的各组分：
聚乙烯3~8份、聚丙烯20~30份、改性壳聚糖纤维10~15份、聚丙烯酰胺5~12份、聚醚-聚丙烯酰胺共聚物12~20份、双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂3~7份、石墨烯0.2~1.5份、纳米钛白粉4~9份、柠檬酸5~10份、竹炭纤维2~7份、分散剂2~5份、助剂2~5份；
（2）称取配比量的聚丙烯酰胺加入到反应釜中，加入10倍质量的水，充分搅拌，升温至50~60℃，缓慢加入石墨烯，恒温反应1~2h，得到反应产物a1，备用；
（3）称取配比量的聚乙烯、聚丙烯、纳米钛白粉、柠檬酸、竹炭纤维、分散剂及改性壳聚糖纤维置于密炼机中密炼15~20min，将密炼后的产品粉碎，并与助剂混合均匀，得到产物a2；
（4）然后将产物a2置于第一螺杆挤出机中，经过第一螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的熔融聚酯熔体，并将该聚酯熔体输送到纺丝箱体中，并进一步均匀分配到复合组件中，成为芯鞘复合型的鞘成分；
（5）聚醚-聚丙烯酰胺共聚物、双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂置于第二螺杆挤出机中，经过第二螺杆挤出机的熔融挤压成为可纺丝的熔融聚酯熔体，并将该聚酯熔体输送到纺丝箱体中，并进一步均匀分配到复合组件中，成为芯鞘复合型的芯成分；
（6）将复合组件中成型的两种成分挤出，经预牵伸处理，得到防静电纤维；
（7）将防静电纤维进行纺织成型，然后再纺织品表面涂覆产物a1，再经热定型机热烘干即得到所述防静电服用布料。
2.根据权利要求1所述的防静电服用布料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中包括如下重量份的各组分：
聚乙烯5份、聚丙烯25份、改性壳聚糖纤维12份、聚丙烯酰胺10份、聚醚-聚丙烯酰胺共聚物18份、双 ( 三氟甲基磺酰基 ) 酰亚胺锂4份、石墨烯0.6份、纳米钛白粉7份、柠檬酸6份、竹炭纤维5份、分散剂4份、助剂3份。
3.根据权利要求1所述的防静电服用布料的制备方法，其特征在于，所述改性壳聚糖纤维为氧化石墨烯改性壳聚糖纤维。
4.根据权利要求1所述的防静电服用布料的制备方法，其特征在于，所述助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙中的任一种。
5.根据权利要求1所述的防静电服用布料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯亚胺。
6.根据权利要求1所述的防静电服用布料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中石墨烯的加入方法为将石墨烯配置成质量浓度为2~5mg/L的混合液，然后将混合液加入反应釜中，控制加入速度，使得混合液在30~35min添加完毕即可。
7.根据权利要求1所述的防静电服用布料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中密炼机的密炼条件为温度为170~180℃、转子转速为55~60转/min。
8.根据权利要求1所述的防静电服用布料的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中熔融挤压过程设有3~5段加热区，各加热区的温度设在285~290℃。
9.根据权利要求1所述的防静电服用布料的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中熔融挤压过程设有3~5段加热区，各加热区的温度设在260~280℃。
10.根据权利要求1所述的防静电服用布料的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中纺丝速度为260~270m/min，牵伸倍数为4.0~4.5倍。
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