CN114318893A

CN114318893A - 抗静电整理剂及其在化纤面料上的应用

Info

Publication number: CN114318893A
Application number: CN202111678728.6A
Authority: CN
Inventors: 蔡涛; 郑福尔; 吴秋兰; 李娟�; 赵春梅
Original assignee: Shishi Zhongfangxue Clothing And Accessories Industry Research Institute
Current assignee: Shishi Zhongfangxue Clothing And Accessories Industry Research Institute
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2041-12-31
Also published as: CN114318893B

Abstract

本发明涉及纺织品功能整理技术领域，具体涉及一种抗静电整理剂及其在化纤面料上的应用。抗静电整理剂由溶剂、复合静电填料、乳化剂、流平剂、消泡剂、增稠剂、架桥剂和分散剂组成，其中复合静电填料由质量比为1:2‑5的碳纳米管和导电炭黑构成。本发明严选碳纳米管与导电炭黑并控量复合，在水性聚氨酯中均匀分散后，能够在微观下形成类似葡萄串状的导电结构，通过碳纳米管线状结构与导电炭黑点状结构即线与点的有机结合形成三维的导电网络，一方面提高了抗静电整理剂的稳定性，另外一方面也极大提高了抗静电填料的导电能力，其表面电阻可达10⁴Ω以下、电荷面密度可达0.45uc/m²以下，且具有稳定的、不受环境温度和湿度影响的抗静电性能。

Description

抗静电整理剂及其在化纤面料上的应用

技术领域

本发明属于纺织品功能整理技术领域，具体涉及一种抗静电整理剂及其在化纤面料上的应用。

背景技术

静电是由固体表面的摩擦、接触、碰撞等外力因素导致物体表面的正负电荷数量失衡产生的一种放电现象。在生活中衣物表面上大量堆积静电，会使衣物上吸附灰尘，使得衣服黏附在身体上，让人在日常活动工作中感到强烈不适。而且还会对人体造成瞬间冲击性电击，对人体心脏、神经等部位造成损害，引起人受惊起跳、做出强烈反应、不舒适、精神紧张等。

服装常规抗静电性能通过织物表面整理、制备抗静电纤维以及植入导电纤维等方式实现，以上方法制备的抗静电织物的虽然抗静电效果良好，但是局限性也较大。通过对织物表面整理的方法，织物经过洗涤过后，抗静电性能容易下降，还容易受环境湿度的影响；使用抗静电纤维的方法缺点是工艺复杂；而织物中嵌入导电纤维的方法容易在加工和洗涤过程中由于摩擦导致导电纤维断头，也影响了织物的抗静电效果和服用性能。涂层整理具成本低、利于环保、生产方便，还可改变织物风格，成为当今纺织产品开发的主导方向之一。

现有的涂层整理剂种类繁多，有聚氯乙烯类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类以及天然橡胶等，其各具特点，且适用不同领域，但均存在整理后手感差、抗静电性能不能满足日常服用舒适性需要等缺点，且经过整理之后的织物，其表面电阻为10的六次方及以上、电荷面密度可达0.6uc/件及以上，满足不了日常服装服用舒适性的要求。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种抗静电整理剂，表面电阻可达10⁴Ω以下、电荷面密度可达0.45uc/m²以下，且具有稳定的、不受环境温度和湿度影响的抗静电性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

抗静电整理剂，由溶剂以及分别以溶剂质量为基数计的如下组分构成：复合静电填料3％～9％、乳化剂3％～5％、流平剂0.3％～0.5％、消泡剂0.3％～0.5％、增稠剂0.05％～0.1％、架桥剂0.5％～1.5％和分散剂3％～5％；其中复合静电填料由质量比为1:2-5的碳纳米管和导电炭黑构成。

优选地，所述溶剂为聚氨酯或聚丙烯酸酯，固含量为20％～40％，表观黏度为550±50mPa·s。

优选地，所述碳纳米管为直径为0.6nm～0.8nm的单壁管，导电炭黑的比表面积为750-1100m2/kg。

优选地，所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷或端基型聚醚改性有机硅中的一种或几种。

优选地，所述消泡剂为有机硅类或聚醚改性有机硅型类中的一种或两种。

优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。

优选地，所述架桥剂为4，4’-二苯基甲烷-二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯或四异氰酸酯中的一种或几种。

优选地，所述分散剂为超支化多元羧酸酯胺盐。

本发明还提供一种上述抗静电整理剂在化纤面料上的应用，包括如下步骤：

S1、将碳纳米管和导电炭黑加入溶剂中，边缓慢搅拌边加入分散剂、乳化剂、流平剂、消泡剂、增稠剂和架桥剂；全部加完后快速搅拌至体系均匀分散，得抗静电整理剂浆料；S2、将步骤S1的抗静电整理剂浆料按照设计的网络结构涂覆于有机硅处理过的转移纸上；S3、将步骤S2的转移纸与化纤面料叠合，经轧压使得抗静电整理剂浆料转移至化纤面料上，再经烘干、冷却和分离转移纸。优选地，所述网络结构为蜂窝网络结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、碳纳米管是一维线状结构，具有优良的强度、韧性以及导电性能，但其在有机溶液分散性能较差；导电炭黑是零维粒子状结构，粒径小，结构高，表面洁净，导电性好，粘度低，容易分散；本发明严选碳纳米管与导电炭黑并控量复合，在水性聚氨酯中均匀分散后，能够在微观下形成类似葡萄串状的导电结构，通过碳纳米管线状结构与导电炭黑点状结构即线与点的有机结合形成三维的导电网络，一方面提高了抗静电整理剂的稳定性，另外一方面也极大提高了抗静电填料的导电能力，其表面电阻可达10⁴Ω以下、电荷面密度可达0.45uc/m²以下，且具有稳定的、不受环境温度和湿度影响抗静电性能。

2、通过蜂窝状涂层网络设计结构，一方面极大降低了抗静电整理剂浆料的用量，低至面料重量的3％～5％，进而降低了成本，另外一方面通过蜂窝涂层结构，使得服装产生的静电电荷在导电网络结构上形成定向流动，不至于集中于局部产生高电压而造成危害。

附图说明

图1为本发明抗静电化纤面料表观图。

具体实施方式

本发明提供一种抗静电整理剂，由溶剂以及分别以溶剂质量为基数计的如下组分构成：复合静电填料3％～9％、乳化剂3％～5％、流平剂0.3％～0.5％、消泡剂0.3％～0.5％、增稠剂0.05％～0.1％、架桥剂0.5％～1.5％和分散剂3％～5％。

其中：所述溶剂为聚氨酯或聚丙烯酸酯，固含量为20％～40％，表观黏度为550±50mPa·s。复合静电填料由质量比为1:2-5的碳纳米管和导电炭黑构成，所述碳纳米管为直径为0.6nm～0.8nm的单壁管，导电炭黑的比表面积为750-1100m2/kg。

其中：所述乳化剂为吐温80、吐温60、司班20和司班80中的一种或几种；所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷或端基型聚醚改性有机硅中的一种或几种；所述消泡剂为有机硅类或聚醚改性有机硅型类中的一种或两种；所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或几种；所述架桥剂为4，4’-二苯基甲烷-二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯或四异氰酸酯中的一种或几种；所述分散剂为超支化多元羧酸酯胺盐。

S1、将碳纳米管和导电炭黑加入溶剂中，边以200rpm～500rpm缓慢搅拌边加入分散剂、乳化剂、流平剂、消泡剂、增稠剂和架桥剂；全部加完后以1100rpm～1400rpm快速搅拌至体系均匀分散，得抗静电整理剂浆料；S2、将步骤S1的抗静电整理剂浆料按照设计的网络结构涂覆于有机硅处理过的转移纸上，所述网络结构优选为蜂窝网络结构，如图1所示；S3、将步骤S2的转移纸与化纤面料叠合，经轧压使得抗静电整理剂浆料转移至化纤面料上，再经烘干、冷却和分离转移纸。

本发明采用上述方法可制得抗静电化纤面料，包括面料本体及复合在面料本体表面的抗静电涂层，面料本体可为锦纶织物、涤纶织物、锦涤织物等。

以下提出实施例1-5(表中以A1-A5表示)及对照例1-2(表中以D1-D2表示)，各例组成表参见表1。其中对照例1与实施例1的区别仅在于静电填料为碳纳米管︰导电炭黑＝5︰1，对照例2与实施例1的区别仅在于静电填料为单层石墨烯︰导电炭黑＝1︰5。

其中：实施例1-5中的乳化剂分别为吐温80、吐温60、司班20、司班80及吐温80，实施例1-5中的流平剂分别为聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、端基型聚醚改性有机硅、烷基改性有机硅氧烷、聚醚聚酯改性有机硅氧烷，实施例1-5中的消泡剂分别为有机硅类、聚醚改性有机硅型类、聚醚改性有机硅型类、有机硅类、有机硅类，实施例1-5中的增稠剂分别为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素，实施例1-5中的架桥剂分别为4，4’-二苯基甲烷-二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、四异氰酸酯、四异氰酸酯4，4’-二苯基甲烷-二异氰酸酯。实施例1-5中的步骤S2抗静电整理剂浆料的用量分别为4.5％、4％、5％、3％、4％。

分别取实施例1-5及对照例1-2制得的面料分别在-20℃～10℃不同温度下和25％～45％不同湿度条件下进行表面电阻率和电荷面密度测试，其中表面电阻率参照GB/T12703.4-2010执行，电荷面密度参照GB/T 12703.2-2009执行，测试结果参见表1。

表1：本发明实施例1-5和对照例1-2的整理剂组成和实验数据

从上表可知，本发明严选的碳纳米管与导电炭黑并控量复合，二者协同配合极大地提高了抗静电填料的导电能力，其表面电阻可达10⁴Ω以下、电荷面密度可达0.45uc/m²以下，且具有稳定的、不受环境温度和湿度影响的抗静电性能。

以上显示和描述了本发明创造的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明创造精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.抗静电整理剂，其特征在于：由溶剂以及分别以溶剂质量为基数计的如下组分构成：复合静电填料3％～9％、乳化剂3％～5％、流平剂0.3％～0.5％、消泡剂0.3％～0.5％、增稠剂0.05％～0.1％、架桥剂0.5％～1.5％和分散剂3％～5％；其中复合静电填料由质量比为1:2-5的碳纳米管和导电炭黑构成。

2.根据权利要求1所述的抗静电整理剂，其特征在于：所述溶剂为聚氨酯或聚丙烯酸酯，固含量为20％～40％，表观黏度为550±50mPa•s。

3.根据权利要求1所述的抗静电整理剂，其特征在于：所述碳纳米管为直径为0.6nm～0.8nm的单壁管，导电炭黑的比表面积为750-1100m²/kg。

4.根据权利要求1所述的抗静电整理剂，其特征在于：所述流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷或端基型聚醚改性有机硅中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的抗静电整理剂，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类或聚醚改性有机硅型类中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的抗静电整理剂，其特征在于：所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的抗静电整理剂，其特征在于：所述架桥剂为4，4’-二苯基甲烷-二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯或四异氰酸酯中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的抗静电整理剂，其特征在于：所述分散剂为超支化多元羧酸酯胺盐。

9.一种如权利要求1至8任一项所述的抗静电整理剂在化纤面料上的应用，其特征在于：包括如下步骤：

S1、将碳纳米管和导电炭黑加入溶剂中，边缓慢搅拌边加入分散剂、乳化剂、流平剂、消泡剂、增稠剂和架桥剂；全部加完后快速搅拌至体系均匀分散，得抗静电整理剂浆料；

S2、将步骤S1的抗静电整理剂浆料按照设计的网络结构涂覆于有机硅处理过的转移纸上；

S3、将步骤S2的转移纸与化纤面料叠合，经轧压使得抗静电整理剂浆料转移至化纤面料上，再经烘干、冷却和分离转移纸。

10.根据权利要求9所述的抗静电整理剂在化纤面料上的应用，其特征在于：所述网络结构为蜂窝网络结构。