CN109385901A - 彩色抗静电超细纤维绒面材料及其制备方法 - Google Patents

彩色抗静电超细纤维绒面材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种彩色抗静电超细纤维绒面材料及其制备方法，制备方法包括如下步骤：(1)将尼龙6、低密度聚乙烯与纳米SnO2共混，制备获得抗静电的不定岛海岛短纤维；(2)将导电不定岛海岛纤维，制备成为导电型无纺布；(3)浸渍于聚氨酯导电溶液，制得含聚氨酯的导电基布；(4)用甲苯萃取出其中的低密度聚乙烯，制成用于电容感应触摸屏的超细纤维绒面革半成品，后整理；(5)浸渍在过渡金属氧化物溶胶中，浸轧，烘干，获得所述的彩色抗静电超细纤维绒面材。本发明增强了绒面革的导电性能，所制得的导电型超纤绒面革的电导率在10‑3s/m～10‑8s/m之间，并且内外层均能导电，同时又保持了超纤绒面手套革的强度高、透气透湿、耐磨损、耐腐蚀等优良特点。

Description

彩色抗静电超细纤维绒面材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种彩色抗静电超细纤维绒面材料的制备方法，尤其涉及一种用于抗静电领域的彩色聚氨酯超细纤维绒面革。
背景技术
静电是一种客观的自然现象，产生的方式多种，如接触、摩擦、剥离等。静电防护技术，如电子工业、半导体、石油工业、兵器工业、纺织工业、橡胶工业以及兴航与军事领域的静电危害，寻求减少静电造成的损失。
所述的抗静电超纤绒面革。同时克服了现有技术的缺陷，中国专利申请(申请号201210331257.6)公开了一种用于电容感应触摸屏的超细纤维绒面革及其制作方法，通过在纺丝中加入炭黑做导电材料，这样的超纤产品只能做黑色或灰色的产品，而此发明所用原材料为无色，不影响产品的颜色，经染色可制备彩色的抗静电超纤绒面革产品。
超细纤维绒面革具有档次高、透气透湿、耐磨损等特点，但现有超细纤维绒面革是由聚氨酯与尼龙或聚酯组成，是电的绝缘体，无法将其应用于抗静电领域。
发明内容
本发明的目的是公开一种彩色抗静电超细纤维绒面材料及其制备方法，以满足相关领域应用的需要。
所述的彩色抗静电超细纤维绒面材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将尼龙6、低密度聚乙烯与纳米SnO2共混，依次经过熔融挤出、纺丝、上油、牵伸、卷曲、定型和切断等工序，获得抗静电的不定岛海岛短纤维；各个组份的重量份数为：
尼龙6······· ···100份
低密度聚乙烯·······90～122份
纳米SnO2·········1～30份
所述低密度聚乙烯的密度为0.910～0.925g/cm3
所述的熔融挤出、纺丝、上油、牵伸、卷曲、定型、切断等工序，为常规的方法，具体可参见文献：曲建波，合成革材料与工艺学[M]，北京，化学工业出版社，2015.9；
所述的纳米SnO2可采用商业化产品，如上海比客新材料科技有限公司牌号为O12-N50的产品；
(2)将步骤(1)的导电不定岛海岛纤维，经梳理、铺网和针刺，制备成为导电型无纺布；
所述的梳理、铺网和针刺的方法，为制备无纺布的常规技术，具体可参见文献：曲建波，合成革材料与工艺学[M]，北京，化学工业出版社，2015.9的记载；
所制得的导电型无纺布克重为300～700g/m2，厚度为0.8～2.0mm；
(3)将所得的导电型无纺布，浸渍于聚氨酯导电溶液，再经过凝固、水洗处理，制得含聚氨酯的导电基布；
所述的聚氨酯溶液，由如下重量份数的组分组成：
聚氨酯树脂 100份
N,N-二甲基甲酰胺(DMF) 186～300份
聚苯胺 0～1份
所述的浸渍、凝固、水洗等方法，为制备超细纤维合成革基布的常规技术，具体可参见文献：曲建波，合成革材料与工艺学[M]，北京，化学工业出版社，2015.9的记载；
所述的聚苯胺可采用商业化产品，如苏州甫路生物科技有限公司的产品。
(4)将含聚氨酯树脂的导电基布，在80～90℃下，用甲苯萃取出其中的低密度聚乙烯，进行开纤处理，制成用于电容感应触摸屏的超细纤维绒面革半成品，再采用常规的方法，片皮、磨皮、染色和水洗烘干等后整理，获得用于电容感应触摸屏的超细纤维绒面革粗品；
所述的片皮、磨皮、染色、水洗烘干等后整理，为常规的方法，具体可参见文献：曲建波，合成革材料与工艺学[M]，北京，化学工业出版社，2015.9的记载；
(5)将步骤(4)的产物，浸渍在过渡金属氧化物溶胶中，一浸一轧，带液率70％～80％(重量)，然后在115℃～130℃烘干，获得所述的用于抗静电领域的超细纤维绒面革；
所述的过渡金属氧化物溶胶制备方法如下：
将乙酸锰溶于水中，加入柠檬酸，柠檬酸的摩尔数等于锰阳离子的摩尔数，阳离子的浓度(Mn)为1mol/L～1.8mol/L，再向溶液中滴加氨水调节溶液的pH值接近7，搅拌溶胶；
所述的乙酸锰可直接采用市售产品，如郑州智逸化工产品有限公司的分析纯产品。
所述的柠檬酸可直接采用市售产品，如苏州市同隽化工产品科技有限公司的产品。
将采用上述方法制备的超纤绒面材料用于抗静电领域中，制备成为手套、鞋里、擦拭电子产品等领域，能形成导电通道，使电荷能很快地从纤维表面移走。
与现有技术相比，本发明用于抗静电领域的超纤绒面革所具有的有益效果是：由于在纺丝中加入了导电功能母粒使得海岛纤维具有了导电功能，制成的超纤绒面革又浸渍了过渡金属氧化物溶胶中，增强了绒面革的导电性能，所制得的导电型超纤绒面革的电导率在10-3s/m～10-8s/m之间，并且内外层均能导电，特别适合于适用于抗静电领域，同时又保持了超纤绒面手套革的强度高、透气透湿、耐磨损、耐腐蚀等优良特点。可用于擦拭DSL、PSP的机身和屏幕、液晶显示屏、电脑电视显示器、照相机镜头、精密仪器表面、汽车和光盘等物品的彩色抗静电超纤绒面革。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。下述实施例中，低密度聚乙烯的密度为0.910～0.925g/cm3，所用聚氨酯均购自浙江华峰合成树脂有限公司。
实施例1
将尼龙6、低密度聚乙烯与纳米SnO2以50份、45份和3份的重量比混合均匀。
经过熔融挤出、纺丝、上油、牵伸、卷曲、定型和切断等工序，获得可导电的不定岛海岛短纤维；
经梳理、铺网、针刺制成300g/m2厚度0.8mm的导电型无纺布；
将导电型无纺布浸渍于聚氨酯溶液，聚氨酯树脂重量浓度为25％；使聚氨酯含浸在纤维间隙中，再经过凝固、水洗处理，制得含聚氨酯的导电基布；
聚氨酯溶液，由如下重量份数的组分组成：
聚氨酯树脂(JF-W-TL4085)…………………………100份
N,N-二甲基甲酰胺(DMF) 300份
聚苯胺……………………………………………… 0.3份
用80℃的热甲苯抽出开纤，经片皮、磨皮、染色和水洗烘干等后整理制得的超细纤维绒面革，将其浸渍在过渡金属氧化物溶胶中，一浸一轧，带液率75％，烘干温度115℃，获得所述的用于抗静电领域的彩色的超纤绒面革；
所述的过渡金属氧化物溶胶制备方法如下：
将乙酸锰溶于去离子水中，搅拌均匀后加入适量的柠檬酸，柠檬酸的摩尔数等于锰阳离子的摩尔数，阳离子的浓度(Mn)为1mol/L。再向溶液中滴加氨水调节溶液的pH值接近7，继续搅拌直到形成均匀溶胶。
所述的乙酸锰可直接采用市售产品，如郑州智逸化工产品有限公司的分析纯产品。
所述的柠檬酸可直接采用市售产品，如苏州市同隽化工产品科技有限公司的产品。
本实验采用直流电路测量超细纤维绒面革的电导率，测试前首先把待测样品放在质量为100g，长4cm，宽3cm的两块铜电极之间，为了保证电极与待测样品之间实现良好的接触，电极必须有一定的质量。测试时使检流计与绒面革样品串联，直流电压表再与两者的串联电路进行并联，最后与直流电源构成闭合回路，电源产生的电流依次流过检流计与绒面革样品，连续调节电源的输出电压，同时记录直流电压表的读数U与检流计的读数I(测试方法，下同)电导率为3×10-7s/m。
实施例2
将尼龙6、低密度聚乙烯与纳米SnO2以50份、53份和0.5份的重量比混合均匀。
经过熔融挤出、纺丝、上油、牵伸、卷曲、定型和切断等工序，获得可导电的不定岛海岛短纤维；
经梳理、铺网、针刺制成450g/m2厚度1.0mm的导电型无纺布；
将导电型无纺布浸渍于聚氨酯溶液，聚氨酯树脂重量浓度为30％；使聚氨酯含浸在纤维间隙中，再经过凝固、水洗处理，制得含聚氨酯的导电基布；
聚氨酯溶液，由如下重量份数的组分组成：
聚氨酯树脂(JF-W-TL4085)……………………………100份
N,N-二甲基甲酰胺(DMF)………………………………233份
聚苯胺………………………………………………… 0份
用85℃的热甲苯抽出开纤，经片皮、磨皮、染色和水洗烘干等后整理制得的超纤绒面革，将其浸渍在过渡金属氧化物溶胶中，一浸一轧，带液率70％，122℃烘干，获得所述的用于抗静电领域的彩色的超纤绒面革；
所述的过渡金属氧化物溶胶制备方法如下：
将乙酸锰溶于去离子水中，搅拌均匀后加入适量的柠檬酸，柠檬酸的摩尔数等于锰阳离子的摩尔数，阳离子的浓度(Mn)为1.5mol/L。再向溶液中滴加氨水调节溶液的pH值接近7，继续搅拌直到形成均匀溶胶。
所述的乙酸锰可直接采用市售产品，如郑州智逸化工产品有限公司的分析纯产品。
所述的柠檬酸可直接采用市售产品，如苏州市同隽化工产品科技有限公司的产品。
本实验采用直流电路测量超细纤维绒面革的电导率，测试前首先把待测样品放在质量为100g，长4cm，宽3cm的两块铜电极之间，为了保证电极与待测样品之间实现良好的接触，电极必须有一定的质量。测试时使检流计与绒面革样品串联，直流电压表再与两者的串联电路进行并联，最后与直流电源构成闭合回路，电源产生的电流依次流过检流计与绒面革样品，连续调节电源的输出电压，同时记录直流电压表的读数U与检流计的读数I(测试方法，下同)电导率为1×10-8s/m。
实施例3
将尼龙6、低密度聚乙烯与纳米SnO2以50份、61份和15份的重量比混合均匀。
经过熔融挤出、纺丝、上油、牵伸、卷曲、定型和切断等工序，获得可导电的不定岛海岛短纤维；
经梳理、铺网、针刺制成700g/m2厚度2.0mm的导电型无纺布；
将导电型无纺布浸渍于聚氨酯溶液，聚氨酯树脂重量浓度为30％；使聚氨酯含浸在纤维间隙中，再经过凝固、水洗处理，制得含聚氨酯的导电基布；
聚氨酯溶液，由如下重量份数的组分组成：
聚氨酯树脂(JF-W-TL4085)…………………………100份
N,N-二甲基甲酰胺(DMF)……………………233份
聚苯胺…………………………………………………1份
用85℃的热甲苯抽出开纤，经磨面后整理制得的超纤绒面革，将其浸渍在过渡金属氧化物溶胶中，一浸一轧，带液率80％，130℃烘干，获得所述的用于抗静电领域的彩色的超纤绒面革；
所述的过渡金属氧化物溶胶制备方法如下：
将乙酸锰溶于去离子水中，搅拌均匀后加入适量的柠檬酸，柠檬酸的摩尔数等于锰阳离子的摩尔数，阳离子的浓度(Mn)为1.8mol/L。再向溶液中滴加氨水调节溶液的pH值接近7，继续搅拌直到形成均匀溶胶。
所述的乙酸锰可直接采用市售产品，如郑州智逸化工产品有限公司的分析纯产品。
所述的柠檬酸可直接采用市售产品，如苏州市同隽化工产品科技有限公司的产品。
本实验采用直流电路测量超细纤维绒面革的电导率，测试前首先把待测样品放在质量为100g，长4cm，宽3cm的两块铜电极之间，为了保证电极与待测样品之间实现良好的接触，电极必须有一定的质量。测试时使检流计与绒面革样品串联，直流电压表再与两者的串联电路进行并联，最后与直流电源构成闭合回路，电源产生的电流依次流过检流计与绒面革样品，连续调节电源的输出电压，同时记录直流电压表的读数U与检流计的读数I(测试方法，下同)电导率为1×10-3s/m。
实施例4
将尼龙6、低密度聚乙烯与纳米SnO2以50份、53份和8份的重量比混合均匀。
经过熔融挤出、纺丝、上油、牵伸、卷曲、定型和切断等工序，获得可导电的不定岛海岛短纤维；
经梳理、铺网、针刺制成700g/m2厚度2.0mm的导电型无纺布；
将导电型无纺布浸渍于聚氨酯溶液，聚氨酯树脂重量浓度为35％；使聚氨酯含浸在纤维间隙中，再经过凝固、水洗处理，制得含聚氨酯的导电基布；
聚氨酯溶液，由如下重量份数的组分组成：
聚氨酯树脂(JF-W-TL4085)…………………………100份
N,N-二甲基甲酰胺(DMF)………………………186份
聚苯胺…………………………………………………0.5份
用90℃的热甲苯抽出开纤，经片皮、磨皮、染色和水洗烘干等后整理制得的超纤绒面革，将其浸渍在导电整理剂中，一浸一轧，带液率80％，130℃烘干，获得所述的用于抗静电领域的彩色的超纤绒面革；
所述的过渡金属氧化物溶胶制备方法如下：
将乙酸锰溶于去离子水中，搅拌均匀后加入适量的柠檬酸，柠檬酸的摩尔数等于锰阳离子的摩尔数，阳离子的浓度(Mn)为1.3mol/L。再向溶液中滴加氨水调节溶液的pH值接近7，继续搅拌直到形成均匀溶胶。
所述的乙酸锰可直接采用市售产品，如郑州智逸化工产品有限公司的分析纯产品。
所述的柠檬酸可直接采用市售产品，如苏州市同隽化工产品科技有限公司的产品。
本实验采用直流电路测量超细纤维绒面革的电导率，测试前首先把待测样品放在质量为100g，长4cm，宽3cm的两块铜电极之间，为了保证电极与待测样品之间实现良好的接触，电极必须有一定的质量。测试时使检流计与绒面革样品串联，直流电压表再与两者的串联电路进行并联，最后与直流电源构成闭合回路，电源产生的电流依次流过检流计与绒面革样品，连续调节电源的输出电压，同时记录直流电压表的读数U与检流计的读数I(测试方法，下同)电导率为5×10-5s/m。
实施例5
将尼龙6、低密度聚乙烯与纳米SnO2以50份、59份和12份的重量比混合均匀。
经过熔融挤出、纺丝、上油、牵伸、卷曲、定型和切断等工序，获得可导电的不定岛海岛短纤维；
经梳理、铺网、针刺制成600g/m2厚度1.8mm的导电型无纺布；
将导电型无纺布浸渍于聚氨酯溶液，聚氨酯树脂重量浓度为30％；使聚氨酯含浸在纤维间隙中，再经过凝固、水洗处理，制得含聚氨酯的导电基布；
聚氨酯溶液，由如下重量份数的组分组成：
聚氨酯树脂(JF-W-TL4085)…………………………100份
N,N-二甲基甲酰胺(DMF)………………………233份
聚苯胺…………………………………………………0.7份
用87℃的热甲苯抽出开纤，经片皮、磨皮、染色和水洗烘干等后整理制得的超纤绒面革，将其浸渍在导电整理剂中，一浸一轧，带液率70％，120℃烘干，获得所述的用于抗静电领域的彩色的超纤绒面革；
所述的过渡金属氧化物溶胶制备方法如下：
将乙酸锰溶于去离子水中，搅拌均匀后加入适量的柠檬酸，柠檬酸的摩尔数等于锰阳离子的摩尔数，阳离子的浓度(Mn)为1.7mol/L。再向溶液中滴加氨水调节溶液的pH值接近7，继续搅拌直到形成均匀溶胶。
所述的乙酸锰可直接采用市售产品，如郑州智逸化工产品有限公司的分析纯产品。
所述的柠檬酸可直接采用市售产品，如苏州市同隽化工产品科技有限公司的产品。
本实验采用直流电路测量超细纤维绒面革的电导率，测试前首先把待测样品放在质量为100g，长4cm，宽3cm的两块铜电极之间，为了保证电极与待测样品之间实现良好的接触，电极必须有一定的质量。测试时使检流计与绒面革样品串联，直流电压表再与两者的串联电路进行并联，最后与直流电源构成闭合回路，电源产生的电流依次流过检流计与绒面革样品，连续调节电源的输出电压，同时记录直流电压表的读数U与检流计的读数I(测试方法，下同)电导率为6×10-4s/m。

Claims (8)

1.彩色抗静电超细纤维绒面材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将尼龙6、低密度聚乙烯与纳米SnO2共混，制备获得抗静电的不定岛海岛短纤维；
(2)将步骤(1)的导电不定岛海岛纤维，制备成为导电型无纺布；
(3)将所得的导电型无纺布，浸渍于聚氨酯导电溶液，制得含聚氨酯的导电基布；
(4)将含聚氨酯树脂的导电基布，用甲苯萃取出其中的低密度聚乙烯，制成用于电容感应触摸屏的超细纤维绒面革半成品，后整理，获得用于电容感应触摸屏的超细纤维绒面革粗品；
(5)将步骤(4)的产物，浸渍在过渡金属氧化物溶胶中，浸轧，烘干，获得所述的彩色抗静电超细纤维绒面材。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，各个组份的重量份数为：
尼龙6·········· 100份
低密度聚乙烯·······90～122份
纳米SnO2·········1～30份
所述低密度聚乙烯的密度为0.910～0.925g/cm3。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所制得的导电型无纺布克重为300～700g/m2，厚度为0.8～2.0mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的聚氨酯溶液，由如下重量份数的组分组成：
聚氨酯树脂 100份
N,N-二甲基甲酰胺(DMF) 186～300份
聚苯胺 0～1份。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，在80～90℃下，用甲苯萃取出低密度聚乙烯。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，将步骤(4)的产物，浸渍在过渡金属氧化物溶胶中，一浸一轧，带液率70％～80％(重量)，然后在115℃～130℃烘干。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的过渡金属氧化物溶胶制备方法如下：将乙酸锰溶于水中，加入柠檬酸，柠檬酸的摩尔数等于锰阳离子的摩尔数，阳离子的浓度(Mn)为1mol/L～1.8mol/L，再向溶液中滴加氨水调节溶液的pH值接近7，搅拌溶胶。
8.根据权利要求1～7任一项所述的方法制备的彩色抗静电超细纤维绒面材。
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