CN110820346A - 一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，先采用成膜乳液对抗静电织物进行浸轧整理，再对抗静电织物进行烘干和焙烘形成连续的膜，即得抗静电面料；成膜乳液主要由改性水性聚氨酯和水组成，改性水性聚氨酯是通过将水性聚氨酯与丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮乳液超声共混制得的，浸轧的轧余率≥60％，焙烘的温度≥140℃；抗静电织物是由抗静电纤维制得的，抗静电纤维主要由纤维基体以及分散在基体中的粒径分布范围为10～40nm的导电颗粒组成，其中，粒径为10～20nm的导电颗粒占导电颗粒总质量的20～40％。本发明通过合理设计导电颗粒在纤维基体中的分布以及采用浸轧交联整理，提高了面料的抗静电性能和功能持久性。

Description

一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法
技术领域
本发明属于功能织物技术领域，涉及一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法。
背景技术
静电是在生产、生活中普遍存在的一种自然现象。干燥的气候以及化纤、塑料的广泛应用，使静电的累积不可避免。静电现象主要是由于物体摩擦(接触—分离)或感应产生的，产生静电后同性电荷相互排斥、异性电荷相互吸引，造成了生产和生活中的静电干扰。在日常的生活中，纺织面料尤其化纤面料在使用过程中容易产生静电积累，造成吸尘、电击，甚至产生火花后导致爆炸等恶性事故。例如，飞机内人体在地毯上行走所产生的静电，会由于火花放电对机内无线电讯设备造成干扰、杂声，严重时会引起可燃性气体点燃和爆炸。
为消除纺织面料产生的静电给人们带来的危害，人们开始着手于抗静电面料的研究。自上世纪60 年代以来，美国、日本等国家就不断探索消除纤维及其织物静电的方法。目前，抗静电面料的制造加工方法主要有：(1)使用抗静电整理剂；(2)将纤维接枝改性或与亲水性纤维混合、交织；(3)将导电纤维按一定比例混纺、交织和镶嵌在织物中。上述三种方式中，前两种方式制得的面料的抗静电性能受环境湿度影响较大，湿度偏低时起不到抗静电的效果，第三种方式制备的抗静电面料可以免受环境影响。通过将导电颗粒如炭黑与纤维物质混合后纺丝得到的导电纤维既具有纤维原有的物理性能，又具有导电性。但目前的技术仅限于特定的粒径来研究导电性能，而并未考虑到粒径大小对炭黑性能的影响，使得导电颗粒的性能不能得到更好的发挥。
因此，通过探究不同粒径间导电颗粒的相互协助作用及织物表面成膜技术，开发一种性能优异、持久的抗静电面料具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中抗静电面料存在的抗静电性能不够好、抗静电功能持久性较差的问题，提供一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法。
为达到上述目的，本发明采用的方案如下：
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，先采用成膜乳液对抗静电织物进行浸轧整理，再对抗静电织物进行烘干和焙烘形成连续的膜，即得抗静电面料；
成膜乳液主要由改性水性聚氨酯和水组成，改性水性聚氨酯是通过将水性聚氨酯与改性剂乳液超声共混制得的，改性剂为丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮，浸轧的轧余率≥60％，焙烘的温度≥140℃；
抗静电织物是由抗静电纤维制得的，抗静电纤维主要由纤维基体以及分散在纤维基体中的导电颗粒组成，导电颗粒的粒径分布范围为10～40nm，其中，粒径为10～20nm的导电颗粒占导电颗粒总质量的百分比为20％～40％。
导电颗粒添加量不变时，同样大小粒径的导电颗粒分散在纤维中，易造成颗粒间空隙大，导电通路不连续的问题，进而导致纤维抗静电效果差，而本发明通过合理设计导电颗粒在纤维基体中的分布情况，制得了抗静电效果优良的抗静电纱线，本发明控制导电颗粒的粒径分布范围较宽，使得粒径较大的导电颗粒与粒径较小的导电颗粒共同存在于纤维基体中，粒径较大的导电颗粒沿纤维轴向排列，粒径较小的导电颗粒能够填充在粒径较大的导电颗粒，保证导电颗粒之间具有较大的接触面积，导电颗粒之间能够相互连接成网状链，电子能够通过网状链发生移动而发生导电现象，为了保证粒径较大的导电颗粒与粒径较小的导电颗粒能充分发挥配合作用，本发明控制粒径较小的导电颗粒所占的比例为20％～40％，如果粒径较小的导电颗粒所占的比例过大，容易导致粒径较大的导电颗粒数量较小，难以构建网状链的主体，如果粒径较小的导电颗粒所占的比例过小，容易导致粒径较大的导电颗粒数量较多，粒径较大的导电颗粒间的空隙不能被粒径较小的导电颗粒充分填充，无法得到完整的网状链。
由于导电颗粒粒径较大，其与纤维结合牢度较低，容易从纤维中脱落，造成纤维和面料丧失抗静电功能，为了提高抗静电织物的功能持久性，本发明通过浸轧交联成膜工艺在抗静电织物表面形成了连续的膜，借助膜的封闭作用，防止导电颗粒脱落，进而提高了抗静电织物的功能持久性，具体机理如下：
水性聚氨酯(WPU)是以水代替传统的有机溶剂，让聚氨酯溶解于水或分散于水中而形成的一种聚氨酯树脂。由于水性聚氨酯不仅可以在水溶液中形成稳定的乳液，而且在水溶液中加入一定量的水性聚氨酯后流变性能基本没变化，因此水性聚氨酯可以被用于浸轧工艺。目前水性聚氨酯用于浸轧整理工艺的报道比较少，基本都为羊毛的防缩整理或棉织物的防皱整理，上述功能整理是通过浸轧-焙烘的方法，使水性聚氨酯固着在纤维表面，无论是对水性聚氨酯类型、用量的探讨，还是对浸轧工艺参数的探究都是以整理剂与织物之间的交联程度及对织物性能的影响为参照标准，并不考虑水性聚氨酯在织物表面的成膜情况，只是将水性聚氨酯作为一种新型功能整理剂来使用，因此其浸轧的轧余率往往相对较低，同时其也未关注焙烘的温度对水性聚氨酯在织物表面形态的影响。本发明通过控制浸轧的轧余率以及焙烘的温度实现了改性水性聚氨酯在织物表面的交联成膜，本发明浸轧的轧余率相对较高(≥60％)，使得织物表面含有足够的改性水性聚氨酯用于形成连续的膜，同时本发明探究了焙烘的温度与成膜效果的关联，发现焙烘温度不宜过低，否则会影响交联效率，使得成膜效果较差，因此确定焙烘温度≥140℃，本发明通过轧余率与焙烘温度相互配合，使得织物表面改性水性聚氨酯足量，且能够发生交联，最终在织物表面形成了连续膜。
本发明的水性聚氨酯经过了改性处理，在超声的过程中水性聚氨酯能够与丙烯酸酯间的极性基团发生交联，从而克服各自的缺点，发挥各自的优势，使成膜乳液及膜的性能得到明显的改善，在超声的过程中乙亚胺或尿丁酮可以增大水性聚氨酯的分子量和交联程度，进而改善水性聚氨酯的性能，如不对水性聚氨酯进行改性处理，其使用量将显著增大，使得膜较厚且容易吸潮，同时交联效果也较差。
目前报道涉及水性聚氨酯与丙烯酸酯机械搅拌、在水性聚氨酯聚合乳液中加入丙烯酸酯单体制得混合水性聚氨酯/聚丙烯酸酯聚合物乳液，同时还可以用种子聚合的方法。常规的机械搅拌交联程度不高，只是依赖于氢键及分子间作用力使丙烯酸酯与水性聚氨酯连接在一起，在存储的过程中容易分离，如果再加入无机整理剂，丙烯酸酯更多的是作为分散剂的存在；化学聚合的方法可以形成稳定改性水性聚氨酯，但是操作复杂，需要完成整个合成过程，丙烯酸酯基本都与水性聚氨酯发生交联，使得游离存在的丙烯酸酯含量较少，再加入无机整理剂起不到分散的作用；而本发明采用超声共混的方法，既能使丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮与水性聚氨酯交联，又能保证较多游离存在的丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮含量，以保证在后续加入无机整理剂时能充分分散无机整理剂，此外还能增加改性水性聚氨酯与织物的交联程度，从而提高与织物间的粘结性能。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，所述连续的膜的厚度为0.05～0.15mm，现有技术往往是通过涂层整理的方法形成连续的膜的，由于涂层需要粘合剂，因此涂层膜较厚，一般为 0.1～0.5mm，影响织物外观及手感，而本发明是通过浸轧交联成膜的，由于浸轧工艺不需要使用额外的粘合剂，是通过焙烘过程成膜乳液中改性水性聚氨酯与织物发生交联来实现附着的，因此膜的厚度可以远低于现有技术，此外，本发明的浸轧交联成膜整理方法连续性好、生产效率高、设备要求简单，适合工业化生产；所述连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为40～70％；所述抗静电面料的抗静电性能优良，静电半衰期≤1.0s，静电半衰期为静电电压衰减到原始数值的一半所需要的时间，当抗静电纤维中含有30wt％粒径为10nm的导电颗粒和70wt％粒径为25nm的导电颗粒时，抗静电面料的静电半衰期为1.5s；当抗静电纤维中含有30wt％粒径为15nm的导电颗粒和70wt％粒径为25nm的导电颗粒时，抗静电面料的静电半衰期为1.0s；当抗静电纤维中含有30wt％粒径为15nm的导电颗粒和70wt％粒径为30nm的导电颗粒时，抗静电面料的静电半衰期为1.8s；研究发现，控制含量不变，改变粒径大小，粒径较大，会导致导电颗粒易掉落，颗粒之间链状连接被破坏，不能形成完整的导电通路，导电性能下降，粒径较小，粒径小的颗粒不能完全填充满大颗粒之间的空隙，导电通路不连续，易造成防静电性能下降，只有当粒径分布合理时，才能获得优良的抗静电性能。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，水性聚氨酯的固含量为30～50％，改性剂乳液的固含量为30～50％；改性水性聚氨酯中水性聚氨酯与改性剂乳液的质量比为5:1～1:1，改性剂乳液的含量不宜太高或太低，含量太低起不到分散改性的效果，含量太高，会发生自聚。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，超声共混的温度为50～70℃，功率为 600～1000W，时间为1～3h；超声温度太低，所需时间长，超声温度太高，不容易控制反应过程，在本发明设定的温度及功率范围内，超声时间为1～3h，就可以达到对水性聚氨酯改性、分散的作用。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，水性聚氨酯为单组分水性聚氨酯(具体选自于单组分芳香族水性聚氨酯、单组分脂肪族水性聚氨酯、单组分芳脂族水性聚氨酯和单组分脂环族水性聚氨酯)或双组分水性聚氨酯(具体选自于双组分芳香族水性聚氨酯、双组分脂肪族水性聚氨酯、双组分芳脂族水性聚氨酯和双组分脂环族水性聚氨酯)，由于相对于双组分水性聚氨酯，单组分水性聚氨酯成本低、开桶即用，具有很高的断裂延伸率(可达800％)和适当的强度(可达200MPa)，且成膜后对基底外观影响较小，可被用于对外观形貌要求较高的织物进行功能整理，因而本发明优选使用单组分水性聚氨酯，更优选地使用单组分脂肪族水性聚氨酯。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，成膜乳液是通过向改性水性聚氨酯中加入偶联剂、渗透剂和水后搅拌均匀制得的，搅拌的转速为1000～1500rpm，搅拌的时间为30～60min。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，成膜乳液中各组分的浓度为：改性水性聚氨酯100～300g/L，偶联剂0～30g/L，渗透剂0～5g/L，水余量。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，偶联剂为硅烷偶联剂KH系列，渗透剂为JFC系列。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为 60～80％；二浸二轧可保证改性水性聚氨酯充分与织物结合，进而保证可形成连续的膜，因而作为本发明的优选，本发明的保护范围不限于此，一浸一轧同样适用于本发明，只是在个别情况下，可能会存在膜连续性差的问题；轧余率太小，织物上整理液的量会少，不仅影响成膜的连续性，还会使膜太薄，起不到保护织物的效果，轧余率太大，织物上整理液容易分布不匀，且成膜过厚，影响织物手感及外观结构，因而本发明的轧余率优选为60～80％；烘干的温度为80～100℃，烘干的时间为3～5min；焙烘的温度为 140～170℃，焙烘的时间为90～120s；焙烘温度不宜太高或太低，焙烘温度太高，会导致织物强力、手感性能下降，焙烘温度太低，则会影响交联效率，使得成膜效果较差；焙烘时间不宜太长或太短，焙烘时间大于120s，织物强力降低，手感变硬，焙烘时间小于90s，改性水性聚氨酯自交联和与织物之间的交联程度不够，影响成膜连续性。
如上所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，抗静电纤维中导电颗粒的质量含量为 1.5～2.0％，导电颗粒为纳米炭黑颗粒、银粉、铜粉、铝粉或氧化铟锡，银粉导电性好，但价格昂贵；铜粉、铝粉虽然成本较低，但抗氧化性及导电性能较差，且金属粉体密度大、不易分散；氧化铟锡虽导电性好，但价格昂贵；纳米炭黑密度小、价格低、可作为永久性的防静电材料，因此优先选用纳米炭黑作为防静电材料，纤维基体的材质为PET、聚酰胺、聚丙烯腈或聚氨酯。
有益效果：
(1)本发明的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，简单易行，成本不高，适用范围较广；
(2)本发明的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，通过合理设计导电颗粒在纤维基体中的分布情况，制得的抗静电面料具有优异的抗静电效果；
(3)本发明的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，通过浸轧交联成膜工艺在抗静电织物表面形成了连续的膜，借助膜的封闭作用，防止导电颗粒脱落，有效提高了抗静电织物的功能持久性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，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。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其步骤如下：
(1)制备单组分脂肪族水性聚氨酯：将单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1与丙烯酸酯乳液超声共混制得改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1，其中，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1的固含量为30％，丙烯酸酯乳液的固含量为30％；改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1中单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1与丙烯酸酯乳液的质量比为5:1；超声共混的温度为50℃，功率为800W，时间为 2h；
(2)制备成膜乳液：向改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1中加入渗透剂JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1 100g/L，渗透剂JFC 2g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1000rpm，搅拌的时间为30min；
(3)制备抗静电织物：由PET纤维基体以及分散在PET纤维基体中的纳米炭黑颗粒制成抗静电织物；其中，纳米炭黑颗粒的质量含量为1.5％，纳米炭黑颗粒的粒径分布范围为10～40nm，粒径为10～20nm 的纳米炭黑颗粒占纳米炭黑颗粒总质量的百分比为20％；
(4)采用成膜乳液对步骤(3)制得的抗静电织物进行浸轧整理，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为70％；
(5)再对织物进行烘干和焙烘形成连续的膜，即得抗静电面料；其中，烘干的温度为85℃，烘干的时间为3min；焙烘的温度为140℃，焙烘的时间为100s；
制得的连续的膜的厚度为0.05mm；连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为70％，抗静电面料的静电半衰期为1s。
对比例1
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，对比例1的过程与实施例1基本相同，不同之处在于采用的抗静电纤维中粒径为10～20nm的纳米炭黑颗粒占纳米炭黑颗粒总质量的百分比为10％；其制得的抗静电面料的静电半衰期为1.2s；这说明对比例1中的抗静电面料的抗静电效果更差，这是因为实施例1的抗静电纤维中控制较小粒径纳米炭黑颗粒含量占总含量的20％，比对比例1高，使得粒径较大的纳米炭黑颗粒与粒径较小的纳米炭黑颗粒共同存在于PET纤维基体中，粒径较大的纳米炭黑颗粒沿纤维轴向排列，粒径较小的纳米炭黑颗粒能够填充在粒径较大的纳米炭黑颗粒，保证纳米炭黑颗粒之间具有较大的接触面积，纳米炭黑颗粒之间能够相互连接成网状链，电子能够通过网状链发生移动而发生导电现象；而对比例1中的小粒径纳米炭黑颗粒少，容易导致粒径较大的纳米炭黑颗粒数量较多，粒径较大的纳米炭黑颗粒间的空隙不能被粒径较小的纳米炭黑颗粒充分填充，无法得到完整的网状链，削弱了面料的抗静电效果。
对比例2
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，对比例2的过程与实施例1基本相同，不同之处在于采用的抗静电纤维中粒径为10～20nm的纳米炭黑颗粒占纳米炭黑颗粒总质量的百分比为50％；其制得的抗静电面料的静电半衰期为1.5s；这说明对比例2中的抗静电面料的抗静电效果更差，这是因为对比例2的抗静电纤维中小粒径纳米炭黑颗粒含量占总含量太高，容易导致粒径较大的纳米炭黑颗粒数量较小，难以构建网状链的主体，面料的抗静电效果不好。
对比例3
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其步骤与实施例1基本相同，不同之处在于对比例 3中二浸二轧的轧余率为40％，其制备的连续的膜的厚度为0.03mm，该抗静电面料的抗静电效果持久性较差，并且其成膜连续性不好，这是因为在对比例3中面料上的改性单组分脂肪族水性聚氨酯 AH-1704-1太少，在该温度发下，可以与织物发生交联，但无法形成连续膜，由于纳米炭黑颗粒粒径较大，其与纤维结合牢度较低，容易从纤维中脱落，造成纤维和面料丧失抗静电功能，所以，当膜的连续性不好时，不能有效防止纳米炭黑颗粒脱落，影响抗静电效果的持久性。
对比例4
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其步骤与实施例1基本相同，不同之处在于对比例 4中步骤(3)的焙烘温度为200℃，在对比例4的焙烘条件下虽然也能够连续成膜，但整理后面料的手感明显发硬、面料强力下降，这是因为焙烘温度过高，面料承受张力过大，造成面料强力降低，并且树脂交联程度过快，容易让改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1在面料表面自交联，而与织物交联度降低，造成整理后面料手感变硬，在使用的过程中膜容易开裂或者是与织物剥离，影响抗静电性能的持久性。
对比例5
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其步骤与实施例1基本相同，不同之处在于对比例5中步骤(3)的焙烘温度为110℃，其制备的整理后织物上的连续的膜的厚度为0.05mm，并且单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1与织物间的交联程度较差，抗静电面料的抗静电效果更差，这是由于在该温度下单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1与织物的交联效率低，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1 大多发生物理干燥成膜过程，由于纳米炭黑颗粒与纤维结合牢度较低，容易从纤维中脱落，造成纤维和面料丧失抗静电功能，如果仅是物理干燥成膜，该形成的膜持久性不好，同时不能有效防止纳米炭黑颗粒脱落，影响抗静电效果的持久性。
对比例6
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其过程与实施例1基本相同，不同之处在于对比例 6中的单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1和丙烯酸酯采用机械式共混，其制备的抗静电面料的抗静电效果持久性较差，这是因为对比例6中采用的机械搅拌混合，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1704-1与丙烯酸酯的交联程度不高，只是依赖于氢键及分子间作用力使丙烯酸酯与单组分脂肪族水性聚氨酯 AH-1704-1连接在一起，在存储过程中容易分离，在成膜的过程丙烯酸酯不能起到交联作用，以致成膜连续性不好，由于纳米炭黑颗粒粒径较大，其与纤维结合牢度较低，容易从纤维中脱落，造成纤维和面料丧失抗静电功能，所以，连续性不好的膜不能有效防止纳米炭黑颗粒脱落，影响抗静电效果的持久性。
实施例2
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性单组分脂肪族水性聚氨酯：将单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B与乙亚胺乳液超声共混制得改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B，其中，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B的固含量为40％，乙亚胺乳液的固含量为40％；改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B中单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B与乙亚胺乳液的质量比为3:1；超声共混的温度为60℃，功率为800W，时间为2h；
(2)制备成膜乳液：向改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B中加入硅烷偶联剂KH560和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B 150g/L，硅烷偶联剂KH560 5g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1200rpm，搅拌的时间为45min；
(3)制备抗静电织物：由聚酰胺纤维基体以及分散在聚酰胺纤维基体中的银粉制成抗静电织物；其中，银粉的质量含量为1.6％，银粉的粒径分布范围为10～35nm，粒径为10～20nm的银粉占银粉总质量的百分比为25％；
(4)采用成膜乳液对步骤(3)制得的抗静电织物进行浸轧整理，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为60％；
(5)再对织物进行烘干和焙烘形成连续的膜；其中，烘干的温度为80℃，烘干的时间为4min；焙烘的温度为160℃，焙烘的时间为120s；
制得的连续的膜的厚度为0.08mm；连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为55％，抗静电面料的静电半衰期为0.9s。
实施例3
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性单组分脂肪族水性聚氨酯：将单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618与尿丁酮乳液超声共混制得改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618，其中，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618的固含量为 50％，尿丁酮乳液的固含量为50％；改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618中单组分脂肪族水性聚氨酯 AH-1618与尿丁酮乳液的质量比为1:1；超声共混的温度为70℃，功率为800W，时间为2h；
(2)制备成膜乳液：向改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂 JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1618 200g/L，硅烷偶联剂KH560 30g/L，渗透剂JFC 3g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1500rpm，搅拌的时间为60min；
(3)制备抗静电织物：由聚丙烯腈纤维基体以及分散在聚丙烯腈纤维基体中的铜粉制成抗静电织物；其中，铜粉的质量含量为1.7％，铜粉的粒径分布范围为10～30nm，粒径为10～20nm的铜粉占铜粉总质量的百分比为30％；
(4)采用成膜乳液对步骤(3)制得的抗静电织物进行浸轧整理，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为80％；
(5)再对织物进行烘干和焙烘形成连续的膜；其中，烘干的温度为100℃，烘干的时间为4min；焙烘的温度为165℃，焙烘的时间为90s；
制得的连续的膜的厚度为0.12mm；连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为40％，抗静电面料的静电半衰期为0.8s。
实施例4
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性单组分脂肪族水性聚氨酯：将单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B与丙烯酸酯乳液超声共混制得改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B，其中，单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B的固含量为40％，丙烯酸酯乳液的固含量为40％；改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B中单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B与丙烯酸酯乳液的质量比为3:1；超声共混的温度为60℃，功率为800W，时间为2h；
(2)制备成膜乳液：向改性单组分脂肪族水性聚氨酯AH-1605B中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性单组分脂肪族水性聚氨酯 AH-1605B 300g/L，硅烷偶联剂KH560 20g/L，渗透剂JFC 3g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1150rpm，搅拌的时间为45min；
(3)制备抗静电织物：由聚氨酯纤维基体以及分散在聚氨酯纤维基体中的铝粉制成抗静电织物；其中，铝粉的质量含量为1.8％，铝粉的粒径分布范围为10～40nm，粒径为10～20nm的铝粉占铝粉总质量的百分比为22％；
(4)采用成膜乳液对步骤(3)制得的抗静电织物进行浸轧整理，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为65％；
(5)再对织物进行烘干和焙烘形成连续的膜；其中，烘干的温度为90℃，烘干的时间为5min；焙烘的温度为170℃，焙烘的时间为95s；
制得的连续的膜的厚度为0.15mm；连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为58％，抗静电面料的静电半衰期为0.8s。
实施例5
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性双组分脂肪族水性聚氨酯：将双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223与丙烯酸酯乳液超声共混制得改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223，其中，双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223的固含量为45％，丙烯酸酯乳液的固含量为38％；改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223中双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223与丙烯酸酯乳液的质量比为4:1；超声共混的温度为65℃，功率为1000W，时间为 1.5h；
(2)制备成膜乳液：向改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂 JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223 120g/L，硅烷偶联剂KH560 10g/L，渗透剂JFC 1g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1350rpm，搅拌的时间为40min；
(3)制备抗静电织物：由PET纤维基体以及分散在PET纤维基体中的氧化铟锡制成抗静电织物；其中，氧化铟锡的质量含量为2％，氧化铟锡的粒径分布范围为10～40nm，粒径为10～20nm的氧化铟锡占氧化铟锡总质量的百分比为25％；
(4)采用成膜乳液对步骤(3)制得的抗静电织物进行浸轧整理，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为60％；
(5)再对织物进行烘干和焙烘形成连续的膜；其中，烘干的温度为80℃，烘干的时间为5min；焙烘的温度为155℃，焙烘的时间为105s；
制得的连续的膜的厚度为0.06mm；连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为55％，抗静电面料的静电半衰期为0.7s。
实施例6
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性双组分脂肪族水性聚氨酯：将双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223与尿丁酮乳液超声共混制得改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223，其中，双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223的固含量为50％，尿丁酮乳液的固含量为45％；改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223中双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223与尿丁酮乳液的质量比为1:1；超声共混的温度为70℃，功率为800W，时间为1h；
(2)制备成膜乳液：向改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223 200g/L，硅烷偶联剂KH560 20g/L，渗透剂JFC 3g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1450rpm，搅拌的时间为50min；
(3)制备抗静电织物：由聚酰胺纤维基体以及分散在聚酰胺纤维基体中的纳米炭黑颗粒制成抗静电织物；其中，纳米炭黑颗粒的质量含量为1.9％，纳米炭黑颗粒的粒径分布范围为10～30nm，粒径为 10～20nm的纳米炭黑颗粒占纳米炭黑颗粒总质量的百分比为35％；
(4)采用成膜乳液对步骤(3)制得的抗静电织物进行浸轧整理，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为80％；
(5)再对织物进行烘干和焙烘形成连续的膜；其中，烘干的温度为100℃，烘干的时间为4min；焙烘的温度为165℃，焙烘的时间为90s；
制得的连续的膜的厚度为0.12mm；连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为35％，抗静电面料的静电半衰期为0.7s。
实施例7
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性双组分脂肪族水性聚氨酯：将双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223与丙烯酸酯乳液超声共混制得改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223，其中，双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223的固含量为40％，丙烯酸酯乳液的固含量为40％；改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223中双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223与丙烯酸酯乳液的质量比为3:1；超声共混的温度为60℃，功率为600W，时间为3h；
(2)制备成膜乳液：向改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂 JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223 150g/L，硅烷偶联剂KH560 5g/L，渗透剂JFC 4g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1200rpm，搅拌的时间为45min；
(3)制备抗静电织物：由聚丙烯腈纤维基体以及分散在聚丙烯腈纤维基体中的银粉制成抗静电织物；其中，银粉的质量含量为1.7％，银粉的粒径分布范围为10～35nm，粒径为10～20nm的银粉占银粉总质量的百分比为40％；
(4)采用成膜乳液对步骤(3)制得的抗静电织物进行浸轧整理，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为60％；
(5)再对织物进行烘干和焙烘形成连续的膜；其中，烘干的温度为65℃，烘干的时间为4min；焙烘的温度为160℃，焙烘的时间为120s；
制得的连续的膜的厚度为0.09mm；连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为45％，抗静电面料的静电半衰期为0.8s。
实施例8
一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其步骤如下：
(1)制备改性双组分脂肪族水性聚氨酯：将双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223与丙烯酸酯乳液超声共混制得改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223，其中，双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223的固含量为40％，丙烯酸酯乳液的固含量为40％；改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223中双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223与丙烯酸酯乳液的质量比为3:1；超声共混的温度为60℃，功率为800W，时间为2h；
(2)制备成膜乳液：向改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223中加入硅烷偶联剂KH560、渗透剂 JFC和水后搅拌均匀制得成膜乳液；成膜乳液中各组分的浓度为：改性双组分脂肪族水性聚氨酯GM-9223 250g/L，硅烷偶联剂KH560 5g/L，渗透剂JFC 5g/L，水余量；其中，搅拌的转速为1150rpm，搅拌的时间为45min；
(3)制备抗静电织物：由聚氨酯纤维基体以及分散在聚氨酯纤维基体中的纳米炭黑颗粒制成抗静电织物；其中，纳米炭黑颗粒的质量含量为2％，纳米炭黑颗粒的粒径分布范围为10～40nm，粒径为10～20nm的纳米炭黑颗粒占纳米炭黑颗粒总质量的百分比为25％；
(4)采用成膜乳液对步骤(3)制得的抗静电织物进行浸轧整理，其中，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为70％；
(5)再对织物进行烘干和焙烘形成连续的膜；其中，烘干的温度为100℃，烘干的时间为5min；焙烘的温度为140℃，焙烘的时间为95s；
制得的连续的膜的厚度为0.14mm；连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为50％，抗静电面料的静电半衰期为0.8s。

Claims (10)

1.一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其特征是：先采用成膜乳液对抗静电织物进行浸轧整理，再对抗静电织物进行烘干和焙烘形成连续的膜，即得抗静电面料；
成膜乳液主要由改性水性聚氨酯和水组成，改性水性聚氨酯是通过将水性聚氨酯与改性剂乳液超声共混制得的，改性剂为丙烯酸酯、乙亚胺或尿丁酮，浸轧的轧余率≥60％，焙烘的温度≥140℃；
抗静电织物是由抗静电纤维制得的，抗静电纤维主要由纤维基体以及分散在纤维基体中的导电颗粒组成，导电颗粒的粒径分布范围为10～40nm，其中，粒径为10～20nm的导电颗粒占导电颗粒总质量的百分比为20％～40％。
2.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其特征在于，所述连续的膜的厚度为0.05～0.15mm，所述连续的膜在室温条件下的水中浸泡24h后的溶胀率为40～70％；所述抗静电面料的静电半衰期≤1.0s。
3.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其特征在于，水性聚氨酯的固含量为30～50％，改性剂乳液的固含量为30～50％；改性水性聚氨酯中水性聚氨酯与改性剂乳液的质量比为5:1～1:1。
4.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其特征在于，超声共混的温度为50～70℃，功率为600～1000W，时间为1～3h。
5.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其特征在于，水性聚氨酯为单组分水性聚氨酯或双组分水性聚氨酯。
6.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其特征在于，成膜乳液是通过向改性水性聚氨酯中加入偶联剂、渗透剂和水后搅拌均匀制得的，搅拌的转速为1000～1500rpm，搅拌的时间为30～60min。
7.根据权利要求6所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其特征在于，成膜乳液中各组分的浓度为：改性水性聚氨酯100～300g/L，偶联剂0～30g/L，渗透剂0～5g/L，水余量。
8.根据权利要求7所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其特征在于，偶联剂为硅烷偶联剂KH系列，渗透剂为JFC系列。
9.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其特征在于，浸轧为二浸二轧，浸轧的轧余率为60～80％；烘干的温度为80～100℃，烘干的时间为3～5min；焙烘的温度为140～170℃，焙烘的时间为90～120s。
10.根据权利要求1所述的一种通过浸轧交联成膜制备抗静电面料的方法，其特征在于，抗静电纤维中导电颗粒的质量含量为1.5～2.0％，导电颗粒为纳米炭黑颗粒、银粉、铜粉、铝粉或氧化铟锡，纤维基体的材质为PET、聚酰胺、聚丙烯腈或聚氨酯。
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