CN112575584B - 一种抗静电溶液、制备方法及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗静电溶液、制备方法及使用方法，该抗静电溶液包括：多元醇、酸、N，N‑二甲基甲酰胺；以及季铵化试剂；以及聚酯多元醇、交联剂；以及溶剂；其中，多元醇的质量分数为0.3％‑0.8％，酸的质量分数为0.9％‑2.8％，N，N‑二甲基甲酰胺的质量分数为0.2％‑0.5％，季铵化试剂的质量分数为0.3％‑0.8％，聚酯多元醇的质量分数为0.7％‑1.7％，交联剂的质量分数为0.08％‑0.2％，溶剂的质量分数为48％‑97％；所提供的抗静电溶液含有阳离子基团，导电性能良好，结构末端含有大量的活性官能团，可以进行交联反应，形成网状的膜，确保了与涤纶织物有较大的接触面积，同时，结构中存在大量酯基，增强了与涤纶织物的相容性，结合紧密，能有效地增强耐洗涤性能，使得抗静电效果更为持久。

Description

一种抗静电溶液、制备方法及使用方法

技术领域

本发明涉及抗静电剂技术领域，更具体地说，涉及一种抗静电溶液、制备方法及使用方法。

背景技术

涤纶织物是一种亲水性差、难以传导电荷的合成纤维，故容易因摩擦、拉伸、挤压等原因出现静电荷积累的情况；所穿涤纶织物积累有大量静电荷，不仅对人体有一定的危害，也容易扰乱现场设备的运行。因而，常用抗静电剂作为涤纶织物的整理助剂，通过在涤纶织物的表面附着一层导电膜，消除静电现象。目前常用的抗静电剂，分子量低，与涤纶织物的结合不牢固，洗涤时易脱落，不仅抗静电效果不持久，也容易污染环境。因此，仍需对现有的抗静电剂做改进，以解决前述不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种抗静电溶液、一种抗静电溶液的制备方法，以及一种抗静电溶液的使用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，提供了一种抗静电溶液，其中，包括：

用于进行酯化反应的多元醇、酸、N，N-二甲基甲酰胺；以及

用于与酯化产物进行季铵化反应的季铵化试剂；以及

用于与季铵化产物混合反应的聚酯多元醇、交联剂；以及

用于稀释混合反应所得聚酯季铵盐抗静电剂的溶剂；

其中，多元醇的质量分数为0.3%-0.8%，酸的质量分数为0.9%-2.8%，N，N-二甲基甲酰胺的质量分数为0.2%-0.5%，季铵化试剂的质量分数为0.3%-0.8%，聚酯多元醇的质量分数为0.7%-1.7%，交联剂的质量分数为0.08%-0.2%，溶剂的质量分数为48%-97%。

另一方面，提供了一种抗静电溶液的制备方法，其中，包括如下步骤：

获取酯化产物：将多元醇、酸、N，N-二甲基甲酰胺混合，合成酯化产物，反应温度为130-145℃，反应时间为2.5-3h；

获取季铵化产物：将酯化产物、季铵化试剂混合，合成季铵化产物，反应温度为80-85℃，反应时间为5-7h；

获取抗静电剂：将季铵化产物、聚酯多元醇、交联剂混合，合成聚酯季铵盐抗静电剂，反应温度为150-160℃，反应时间为3-5h；

溶解抗静电剂：将聚酯季铵盐抗静电剂、溶剂混合，搅拌均匀，制得浓度为25-30g/L的抗静电溶液；

其中，多元醇的质量分数为0.3%-0.8%，酸的质量分数为0.9%-2.8%，N，N-二甲基甲酰胺的质量分数为0.2%-0.5%，季铵化试剂的质量分数为0.3%-0.8%，聚酯多元醇的质量分数为0.7%-1.7%，交联剂的质量分数为0.08%-0.2%，溶剂的质量分数为48%-97%。

另一方面，提供了一种抗静电溶液的使用方法，基于上述的一种抗静电溶液，包括如下步骤：

将涤纶织物浸泡在抗静电溶液中；

浸泡25-30min后，将涤纶织物烘干，烘烤温度为140-160℃，烘烤时间为80-120s。

本发明的有益效果在于：抗静电溶液含有阳离子基团，导电性能良好，结构末端含有大量的活性官能团，可以进行交联反应，形成网状的膜，确保了与涤纶织物有较大的接触面积，同时，结构中存在大量酯基，增强了与涤纶织物的相容性，结合紧密，能有效地增强耐洗涤性能，使得抗静电效果更为持久。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一

本发明实施例提供了一种抗静电溶液，包括：

用于进行酯化反应的多元醇、酸、N，N-二甲基甲酰胺；以及

用于与酯化产物进行季铵化反应的季铵化试剂；以及

用于与季铵化产物混合反应的聚酯多元醇、交联剂；以及

用于稀释混合反应所得聚酯季铵盐抗静电剂的溶剂；

其中，多元醇的质量分数为0.3%-0.8%，酸的质量分数为0.9%-2.8%，N，N-二甲基甲酰胺的质量分数为0.2%-0.5%，季铵化试剂的质量分数为0.3%-0.8%，聚酯多元醇的质量分数为0.7%-1.7%，交联剂的质量分数为0.08%-0.2%，溶剂的质量分数为48%-97%。

进一步的，抗静电溶液还包括：酯化催化剂；其中，酯化催化剂的质量分数为0.008%-0.02%。

进一步的，酯化催化剂为对甲苯磺酸；溶剂或为去离子水，或为去离子水与乙醇的混合物。

进一步的，多元醇为三乙醇胺。

进一步的，酸为2，2-二羟甲基丙酸、癸二酸、己二酸中的任意一种。

进一步的，季铵化试剂为氯乙酸钠、硫酸二甲酯中的任意一种。

进一步的，聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯；交联剂为聚氨酯、硅氧烷丙烯酸酯中的任意一种。

本实施例提供的抗静电溶液含有阳离子基团，导电性能良好，结构末端含有大量的活性官能团，可以进行交联反应，形成网状的膜，确保了与涤纶织物有较大的接触面积，同时，结构中存在大量酯基，增强了与涤纶织物的相容性，结合紧密，能有效地增强耐洗涤性能，使得抗静电效果更为持久。

实施例二

本发明实施例提供了一种抗静电溶液的制备方法，包括如下步骤：

步骤S10：获取酯化产物

将多元醇、酸、N，N-二甲基甲酰胺混合，合成酯化产物，反应温度为130-145℃，反应时间为2.5-3h。

步骤S11：获取季铵化产物

将酯化产物、季铵化试剂混合，合成季铵化产物，反应温度为80-85℃，反应时间为5-7h。

步骤S12：获取抗静电剂

将季铵化产物、聚酯多元醇、交联剂混合，合成聚酯季铵盐抗静电剂，反应温度为150-160℃，反应时间为3-5h。

步骤S13：溶解抗静电剂

将聚酯季铵盐抗静电剂、溶剂混合，搅拌均匀，制得浓度为25-30g/L的抗静电溶液。

其中，多元醇的质量分数为0.3%-0.8%，酸的质量分数为0.9%-2.8%，N，N-二甲基甲酰胺的质量分数为0.2%-0.5%，季铵化试剂的质量分数为0.3%-0.8%，聚酯多元醇的质量分数为0.7%-1.7%，交联剂的质量分数为0.08%-0.2%，溶剂的质量分数为48%-97%。

进一步的，获取酯化产物的步骤中，还混入了酯化催化剂；其中，酯化催化剂的质量分数为0.008%-0.02%。

作为示例一：

获取酯化产物：将45g三乙醇胺、40g己二酸、0.4g对甲苯磺酸、10gN，N-二甲基甲酰胺都添加到三口瓶中，升温至130℃，在该温度下搅拌2.5h，制得超支化聚酯化合物。

获取季铵化产物：将上一步骤所得的超支化聚酯化合物降温至80℃，加入35g氯乙酸钠，该温度下搅拌7h。

获取抗静电剂：向上一步骤所得产物加入75g聚己二酸乙二醇酯（相对分子量1000）、10g聚氨酯，在150℃下搅拌5h，得到聚酯季铵盐静电剂。

溶解抗静电剂：取215g聚酯季铵盐静电剂、4300g乙醇、4300g去离子水进行混合，搅拌均匀，制得浓度为25g/L的抗静电溶液。

作为示例二：

获取酯化产物：将10g三乙醇胺、80g二羟甲基丙酸、0.5g对甲苯磺酸、15gN，N-二甲基甲酰胺都添加到三口瓶中，升温至145℃，在该温度下搅拌3h，制得超支化聚酯化合物。

获取季铵化产物：将上一步骤所得的超支化聚酯化合降温至85℃，加入8g硫酸二甲酯，该温度下搅拌6h。

获取抗静电剂：向上一步骤所得产物加入20g聚己二酸乙二醇酯（相对分子量2000）、3g聚氨酯，在160℃下搅拌3h，得到聚酯季铵盐静电剂。

溶解抗静电剂：取137g聚酯季铵盐静电剂、2730g乙醇、2730g去离子水进行混合，搅拌均匀，制得浓度为25g/L的抗静电溶液。

作为示例三：

获取酯化产物：将50g三乙醇胺、61g癸二酸、0.5g对甲苯磺酸、21gN，N-二甲基甲酰胺都添加到三口瓶中，升温至135℃，在该温度下搅拌3h，制得超支化聚酯化合物。

获取季铵化产物：将上一步骤所得的超支化聚酯化合降温至85℃，加入40g硫酸二甲酯、5g硅氧烷丙烯酸酯，85℃下搅拌5h，得到聚酯季铵盐静电剂。

溶解抗静电剂：取178g聚酯季铵盐静电剂、5.8kg去离子水进行混合，搅拌均匀，制得浓度为30g/L的抗静电溶液抗静电剂。

本制备方法所制得的溶液含有阳离子基团，导电性能良好，结构末端含有大量的活性官能团，可以进行交联反应，形成网状的膜，确保了与涤纶织物有较大的接触面积，同时，结构中存在大量酯基，增强了与涤纶织物的相容性，结合紧密，能有效地增强耐洗涤性能，使得抗静电效果更为持久。

实施例三

本发明实施例提供了一种抗静电溶液的使用方法，包括如下步骤：

步骤20：将涤纶织物浸泡在抗静电溶液中。

步骤21：浸泡25-30min后，将涤纶织物烘干，烘烤温度为140-160℃，烘烤时间为80-120s。

作为示例一：

将涤纶织物浸泡在浓度为25g/L的抗静电溶液中。

浸泡25min后，将涤纶织物置于烘箱内进行烘烤，烘烤温度为140℃，烘烤为120s。

作为示例二：

将涤纶织物浸泡在浓度为25g/L的抗静电溶液中。

浸泡30min后，将涤纶织物置于烘箱内进行烘烤，烘烤温度为150℃，烘烤为100s。

作为示例三：

将涤纶织物浸泡在浓度为30g/L的抗静电溶液中。

浸泡30min后，将涤纶织物置于烘箱内进行烘烤，烘烤温度为160℃，烘烤为80s。

此外，涤纶织物的抗静电性能测试具体如下：

测试方法：

在同一涤纶织物上裁取3块相同面积、相同形状的布块，记为布块1、布块2、布块3，涤纶织物的其余布料作为对照组；

布块1、布块2、布块3分别采用示例一、示例二、示例三的处理方法；

布块1、布块2、布块3以及涤纶织物的其余布料，均在温度为23℃、湿度为40%的环境下静置24h；

测量布块1、布块2、布块3所带抗静电层的半衰期，以及涤纶织物的其余布料的半衰期；

布块1、布块2、布块3以及涤纶织物的其余布料，均水洗20次；

完成最后一次水洗后，将布块1、布块2、布块3以及涤纶织物的其余布料都进行烘干；

测量布块1、布块2、布块3所带抗静电层的半衰期，以及涤纶织物的其余布料的半衰期。

测试结果如下：

涤纶织物的其余布料：洗涤前，涤纶织物的半衰期大于150s，电阻大于1×10¹²Ω；

洗涤20次之后，涤纶织物的半衰期大于150s，电阻大于1×10¹²Ω；

布块1：

洗涤前，抗静电层的半衰期为0.3S，电阻为3.7×10⁸Ω；

洗涤20次之后，涤纶织物的半衰期为3.3S，电阻为2.3×10¹⁰Ω；

布块2：

洗涤前，抗静电层的半衰期为0.1S，电阻为1.2×10⁸Ω；

洗涤20次之后，涤纶织物的半衰期为2.3S，电阻为6.9×10⁹Ω；

布块3：

洗涤前，抗静电层的半衰期为0.3S，电阻为2.1×10⁸Ω；

洗涤20次之后，涤纶织物的半衰期为5.8S，电阻为8.1×10¹⁰Ω；

由此可知：本发明所提供的抗静电溶液，可以增强涤纶织物上抗静电层的耐洗涤性能，经过20次水洗后，电阻情况以及抗静电层的半衰期情况都比较理想，说明具有良好的耐洗性能，同时，对涤纶织物的整理简单、成本低，具有广阔的应用前景。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种抗静电溶液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取酯化产物：将多元醇、酸、N，N-二甲基甲酰胺混合，合成酯化产物，反应温度为130-145℃，反应时间为2.5-3h；

获取季铵化产物：将酯化产物、季铵化试剂混合，合成季铵化产物，反应温度为80-85℃，反应时间为5-7h；

获取抗静电剂：将季铵化产物、聚酯多元醇、交联剂混合，合成聚酯季铵盐抗静电剂，反应温度为150-160℃，反应时间为3-5h；

溶解抗静电剂：将聚酯季铵盐抗静电剂、溶剂混合，搅拌均匀，制得浓度为25-30g/L的抗静电溶液；

其中，多元醇的质量分数为0.3%-0.8%，酸的质量分数为0.9%-2.8%，N，N-二甲基甲酰胺的质量分数为0.2%-0.5%，季铵化试剂的质量分数为0.3%-0.8%，聚酯多元醇的质量分数为0.7%-1.7%，交联剂的质量分数为0.08%-0.2%，溶剂的质量分数为48%-97%；

多元醇为三乙醇胺；酸为2，2-二羟甲基丙酸、癸二酸、己二酸中的任意一种；季铵化试剂为氯乙酸钠、硫酸二甲酯中的任意一种；聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯；交联剂为聚氨酯、硅氧烷丙烯酸酯中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的一种抗静电溶液的制备方法，其特征在于，获取酯化产物的步骤中，还混入了酯化催化剂；其中，酯化催化剂的质量分数为0.008%-0.02%。

3.根据权利要求2所述的一种抗静电溶液的制备方法，其特征在于，酯化催化剂为对甲苯磺酸；所述溶剂或为去离子水，或为去离子水与乙醇的混合物。

4.一种抗静电溶液，其特征在于，所述抗静电溶液应用如权利要求1-3任一所述的一种抗静电溶液的制备方法制成。

5.一种抗静电溶液的使用方法，应用如权利要求4所述的一种抗静电溶液，其特征在于，包括如下步骤：

将涤纶织物浸泡在抗静电溶液中；

浸泡25-30min后，将涤纶织物烘干，烘烤温度为140-160℃，烘烤时间为80-120s。