一种抗静电氨纶纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗静电氨纶纤维的制备方法，属于功能纤维技术领域。本发明专利技术是通过制备特殊的导电纳米颗粒，以掺锑二氧化锡，有机抗静电剂为阴离子型抗静电剂聚丙烯酸钠；再将表面接枝有机抗静电剂的导电纳米颗粒与聚氨酯溶液进行混合熟化，得到纺丝原液；纺丝原液经高温甬道蒸发除去溶剂形成初生纤维，再经假捻、牵引、上油、卷绕，最终得到抗静电氨纶纤维。本发明专利技术的优点是经有机抗静电剂接枝改性后的掺锑二氧化锡与氨纶溶液具有良好的相容性，能够均匀分散在氨纶溶液中而无需加入其它表面活性剂，且接枝的有机抗静电剂亦有抗静电性能，这使得本方法制备得到的抗静电氨纶纤维具有良好的抗静电效果，在功能纤维领域具有广阔的应用前景。的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电氨纶纤维的制备方法


[0001]本专利技术公开了一种抗静电氨纶纤维的制备方法，属于功能纤维


技术介绍

[0002]氨纶又名聚氨酯纤维，是一种弹性纤维。因其卓越的力学性能，已成为先进弹性材料的重要基础原料。然而，氨纶纤维易产生静电，随着静电的积聚，容易产生火花，重则引起爆炸。因此，开发抗静电氨纶纤维对于拓展其应用具有重要意义。
[0003]目前，已有大量制备抗静电氨纶纤维的方法，主要分为外置抗静电法和内置抗静电法。其中，将抗静电剂分散于氨纶溶液中纺丝的内置抗静电法具有更好的持久抗静电效果。但是，内置抗静电法需加入大量表面活性剂等以促进抗静电剂分散于氨纶溶液中，在某种程度上，这些混入纺丝溶液中的表面活性剂，在原料氨纶的纺丝溶液中形成了类似于“杂质”的成份，这些表面活性剂的加入会对氨纶纤维的性能产生不利影响。但是，在纺丝溶液中又不能缺少表面活性剂的作用，否则对抗静电剂在纺丝溶液中的分散会造成严重的不利后果。因此，技术人员考虑如何在不使用表面活性剂的情况下能使抗静电剂良好分散在氨纶纺丝溶液中。
[0004]本专利技术的目的在于提供一种不使用表面活性剂的新型抗静电氨纶纤维的制备方法。这种抗静电氨纶纤维，包含一种特殊的抗静电剂，其结构在于，在导电纳米颗粒表面接枝有机抗静电剂进行改性；其中，导电纳米颗粒为掺锑二氧化锡，有机抗静电剂为阴离子型抗静电剂聚丙烯酸钠；再将表面接枝有机抗静电剂的导电纳米颗粒与氨纶溶液进行混合熟化，得到纺丝原液；纺丝原液经高温甬道蒸发除去溶剂形成初生纤维，再经假捻、牵伸、上油、卷绕，最终得到抗静电氨纶纤维。与现有技术不同的是，经有机抗静电剂接枝改性后的掺锑二氧化锡与氨纶溶液具有很好的相容性，能够均匀分散在氨纶溶液中而无需加入其它表面活性剂，这有效避免了加入表面活性剂对氨纶纤维造成的不利影响，且本方法制备得到的抗静电氨纶纤维具有良好的抗静电效果，应用前景广阔。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种抗静电氨纶纤维的制备方法。这种抗静电氨纶纤维，包含一种特殊的抗静电剂，其结构在于，其结构在于，在导电纳米颗粒表面接枝有机抗静电剂进行改性；其中，导电纳米颗粒为掺锑二氧化锡，有机抗静电剂为阴离子型抗静电剂聚丙烯酸钠；再将表面接枝有机抗静电剂的导电纳米颗粒与聚氨酯溶液进行混合熟化，得到纺丝原液；纺丝原液经高温甬道蒸发除去溶剂形成初生纤维，再经假捻、牵伸、上油、卷绕，最终得到抗静电氨纶纤维。本专利技术制备的氨纶纤维，其中掺锑二氧化锡具有较好的导电性，能够将人体因摩擦产生的多余电荷排出，从而实现优异的抗静电效果。与现有技术不同的是，经有机抗静电剂接枝改性后的掺锑二氧化锡与氨纶溶液具有很好的相容性，能够均匀分散在氨纶溶液中而无需加入其它表面活性剂，且接枝的有机抗静电剂亦有抗静电性能。本方法制备得到的抗静电氨纶纤维电荷面密度(μC/m2)≤7，在功能纤维领域具有广阔的应用前景。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案:
[0007]一种抗静电氨纶纤维的制备方法，其特征在于，所述的氨纶纤维是通过将表面接枝有机抗静电剂的导电纳米颗粒按照一定比例均匀分散在聚氨酯溶液中进行混合熟化，得到纺丝原液；纺丝原液经过计量泵被压入到喷丝头，并从喷丝孔挤出形成细流；细流在纺丝甬道中蒸发去除溶剂得到初生纤维；初生纤维再经假捻装置抱合成束，经牵伸、上油、卷绕得到抗静电氨纶；
[0008]所述的表面接枝有机抗静电剂的导电纳米颗粒是通过下述步骤制备得到的：以四氯化锡和锑盐为主要原料，以阴离子型抗静电剂聚丙烯酸钠作为有机抗静电剂，加入乙酸钠、去离子水充分搅拌混合后，将混合溶液转入反应釜中进行高温水热反应得到掺锑二氧化锡的导电纳米颗粒；
[0009]所述表面接枝有机抗静电剂的导电纳米颗粒在氨纶纤维中所占的质量百分比为1.0％～2.0％。
[0010]优选的，所述的有机抗静电剂为阴离子型抗静电剂聚丙烯酸钠。
[0011]水热过程生成阴离子型抗静电剂接枝掺锑二氧化锡的机理：聚丙烯酸钠中的羧酸根与Sn
4+
和Sb
3+
配位，在密闭高温环境下，Sn
4+
和Sb
3+
在弱碱性环境中缓慢水解生成聚丙烯酸钠接枝掺锑二氧化锡的微小纳米晶，纳米晶具有很高的比表面能，快速聚集形成具有簇状结构的聚丙烯酸钠接枝掺锑二氧化锡纳米颗粒。
[0012]作为优选，上述一种抗静电氨纶纤维的制备方法中表面接枝有机抗静电剂的导电纳米颗粒制备过程中，混合溶液在200℃下水热反应12h后自然冷却至室温，然后将产物用去离子水和无水乙醇依次洗涤2～3次，干燥得到表面接枝有机抗静电剂的导电纳米颗粒。
[0013]优选地，所述锑盐为三氯化锑、碘化锑、或三氟化锑中的一种。
[0014]优选地，所述纺丝过程中的甬道风量为630～750m3/h，甬道温度为240～260℃，纺丝速度为700～1000m/min，上油率>1.2％。
[0015]有益效果
[0016]1、本专利技术制备抗静电氨纶纤维采用的是一种特殊的抗静电剂，即经有机抗静电剂接枝改性后的掺锑二氧化锡导电纳米颗粒，其与聚氨酯溶液之间有很好的相容性，能够均匀分散在氨纶溶液中而无需加入其它表面活性剂。
[0017]2、本专利技术制备的抗静电氨纶纤维在添加极少量的改性抗静电剂条件下就能达到比常规内置法制备的抗静电氨纶纤维更好的抗静电效果。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]实施例1
[0020]称取3.00g四氯化锑于50mL烧杯中，再向其中依次加入0.47g乙酸钠，0.21g聚丙烯酸钠，1.31g三氯化锑和20mL去离子水，充分搅拌10min后，将溶液转入具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在200℃下水热反应12h后自然冷却至室温，将产物用去离子水和无水乙醇依次洗涤2
‑
3次，干燥得到表面接枝有机抗静电剂的导电纳米颗粒。再将一定量表面接枝有机
抗静电剂的导电纳米颗粒均匀分散在聚氨酯溶液中进行混合熟化得到纺丝原液；纺丝原液经过计量泵被压入到喷丝头，并从喷丝孔挤出形成细流；细流在风速为690m3/h，温度为248℃的纺丝甬道中蒸发去除溶剂得到初生纤维；初生纤维再经假捻装置抱合成束，经牵伸、上油、再以780m/min的卷绕速度收丝得到抗静电氨纶。其中，有机抗静电剂接枝的掺锑二氧化锡纳米颗粒在纤维中所占的质量百分比为1.8％。所得纤维断裂强度为1.03cN/dtex，断裂伸长率为582％，电荷面密度(μC/m2)≤7。
[0021]实施例2
[0022]称取3.00g四氯化锑于50mL烧杯中，再向其中依次加入0.47g乙酸钠，0.21g聚丙烯酸钠，2.88g碘化锑和20mL去离子水，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗静电氨纶纤维的制备方法，其特征在于，所述的氨纶纤维是通过将表面接枝有机抗静电剂的导电纳米颗粒按照一定比例均匀分散在聚氨酯溶液中进行混合熟化，得到纺丝原液；纺丝原液经过计量泵被压入到喷丝头，并从喷丝孔挤出形成细流；细流在纺丝甬道中蒸发去除溶剂得到初生纤维；初生纤维再经假捻装置抱合成束，经牵伸、上油、卷绕得到抗静电氨纶；所述的表面接枝有机抗静电剂的导电纳米颗粒是通过下述步骤制备得到的：以四氯化锡和锑盐为主要原料，以阴离子型抗静电剂聚丙烯酸钠作为有机抗静电剂，加入乙酸钠、去离子水充分搅拌混合后，将混合溶液转入反应釜中进行高温水热反应得到；所述表面接枝有机抗静电剂的导电纳米颗粒在氨纶纤维中所占的质量百分比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文涛，姚玉元，杨晓印，张婉莹，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：