一种长效抗静电聚丙烯纤维的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种长效抗静电聚丙烯纤维的制备方法，包括粉体接枝改性，高分子型抗静电剂制备，导电母粒制备，导电聚丙烯纤维制备

【技术实现步骤摘要】
一种长效抗静电聚丙烯纤维的制备方法


[0001]本专利技术涉及合成纤维领域，特别是涉及一种长效抗静电聚丙烯纤维的制备方法
。

技术介绍

[0002]聚丙烯
(PP)
纤维的密度在所有化学纤维中是最小的，聚丙烯纤维经常用于制备轻质服装
。
但是聚丙烯分子链中没有亲水性基团，吸湿性能差，其纤维制品易起球，摩擦带电后，静电不易通过导电除去而滞留在材料表面
,
不仅会影响材料的外观特性
、
制造和使用，更主要的是存在静电安全隐患，严重限制其在石油化工
、
煤矿
、
精密机械
、
集成电路制造
、
电子通讯等应用
。
[0003]为了消除静电，常在聚丙烯纤维中添加金属基导电填料或表面活性剂，从而降低表面电阻和体积电阻，扩大器使用范围
。
但是添加填料通常存在相容性差
、
容易析出
、
色泽变差等问题；添加表面活性剂易随着使用过程中的擦拭或洗涤，表面的抗静电剂逐渐消失，内部的抗静电剂分子不断的迁移至表面，直至完全消耗，抗静电剂的作用效果存在一定时间范围，不是永久性的
。
此外，抗静电的存也会在一定程度上降低纤维的力学性能，影响其应用效果
。
大连理工大学魏春艳教授课题组为改善聚丙烯非织造布的抗静电性
,
以氧化石墨烯为接枝单体
,
通过响应面分析法优化聚丙烯非织造布接枝氧化石墨烯工艺参数，接枝后聚丙烯非织造布的摩擦带电电压为
1094V
，但是其表面粗糙，色泽度变差
。(
纺织学报
,2019,40(11):125
‑
130)。
卯志华公开了
《
一种纳米氧化镁
‑
石墨烯
‑
聚丙烯复合纤维的制备方法
》
，提供了一种纳米氧化镁
‑
石墨烯
‑
聚丙烯复合纤维的制备方法，制备得到的聚丙烯纤维表面光滑，抗静电性好
。
但是该方法制备聚丙烯纤维无法克服树脂和填料之间的相容性问题，抗静电剂在北方干燥天气抗静电效果不佳
。
[0004]有鉴于此，本案专利技术人进行深入研究，遂有本案的产生
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种解决抗静电剂存在的相容性差
、
易迁移至基体表面
、
抗静电作用效果短暂问题的长效抗静电聚丙烯纤维的制备方法
。
[0006]为了达成上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0007]一种长效抗静电聚丙烯纤维的制备方法，包括如下步骤：
[0008]步骤
1、
改性粉体的制备：将无机氧化物分散于含有偶联剂的有机溶剂内，控制反应气氛，搅拌并进行一次控温反应；之后加入共聚物，然后进行二次控温反应，得到改性粉体；
[0009]步骤
2、
高分子型抗静电剂制备：将己内酰胺
、
聚醚
、
去离子水
、
封端剂
、
吸水剂
、
催化剂按一定比例混合，依次进行熔融
、
酯化
、
以及缩聚反应，得到高分子型永久抗静电剂；
[0010]步骤
3、
导电母粒制备：将步骤1得到的改性粉体，以及步骤2得到的高分子型抗静电剂进行真空干燥；然后按照一定比例将聚丙烯
、
抗氧剂
、
增容剂
、
分散剂
、
润滑剂
、
以及真空干燥后的改性粉体和高分子型抗静电剂，按一定的比例混合均匀，依次经熔融挤出
、
冷却
和造粒得到导电母料；
[0011]步骤
4、
导电纤维的纺制：将步骤3得到的导电母料熔融后依次经喷丝孔挤出，卷绕，热板拉伸和热定型，得到导电纤维
。
[0012]进一步地，在所述步骤1中：按质量比计，所述无机氧化物：所述有机溶剂：所述偶联剂：所述共聚物＝
1:15:0.1:0.1
～
1:30:0.7:5
；
[0013]所述无机氧化物为二氧化钛
、
二氧化硅和二氧化锆中的其中一种或其中两种及以上组合；所述共聚物为乙烯
‑
醋酸乙烯嵌段共聚物
、
聚乙烯和聚丙烯中的其中一种或其中两种及以上组合；所述偶联剂为
KH
‑
550、KH560、KR—TTS、KR
‑
38S、3
甲氧基丙基三甲氧基硅烷
、
以及3‑
甲氧基丙基三乙氧基硅烷中的其中一种或其中两种及以上组合；所述反应溶剂为甲苯
、
乙醇和石油醚中的其中一种或其中两种及以上组合
。
[0014]进一步地，在所述步骤1中：反应气氛为
N2或者
Ar
，一次控温反应的反应温度为
100
～
130℃
，反应时间为1～
3h
；二次控温反应阶段，先将一次控温反应后的体系降温至
30
～
60℃
，然后再加入共聚物，继续反应
0.5
～
2h。
[0015]进一步地，在所述步骤2中：按质量比计，所述己内酰胺：所述聚醚：所述去离子水：所述吸水剂：所述封端剂：所述催化剂＝
20:100
：1：1：
0.1
：
0.01
＝
100:20:10:10:5
：5；
[0016]所述聚醚为聚环氧乙烷和
/
或聚四氢呋喃中；所述封端剂为己二酸
、
癸二酸
、
己酸和苯甲酸中的其中一种或其中两种及以上组合；所述吸水剂为浓硫酸；所述催化剂为乙二醇锑
、
三氧化二锑和醋酸锑中的其中一种或其中两种及以上组合
。
[0017]进一步地，在所述步骤2中：所述熔融时，控制气氛为
N2或
Ar
，控制反应温度为
200
～
260℃
，时间为
0.2
～
1h。
[0018]进一步地，在所述步骤2中：所述酯化阶段包括前期酯化和后期酯化，前期酯化时，待物料熔融后，己内酰胺开始发生酯化反应，控制温度为
220
～
270℃
，时间为
0.2
～
1h
；后期酯化时，控制真空度为
500
～
1000Pa
，控制温度为
210
～
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种长效抗静电聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤
1、
改性粉体的制备：将无机氧化物分散于含有偶联剂的有机溶剂内，控制反应气氛，搅拌并进行一次控温反应；之后加入共聚物，然后进行二次控温反应，得到改性粉体；步骤
2、
高分子型抗静电剂制备：将己内酰胺
、
聚醚
、
去离子水
、
封端剂
、
吸水剂和催化剂按一定比例混合，依次进行熔融
、
酯化
、
以及缩聚反应，得到高分子型永久抗静电剂；步骤
3、
导电母粒制备：将步骤1得到的改性粉体，以及步骤2得到的高分子型抗静电剂进行真空干燥；然后按照一定比例将聚丙烯
、
抗氧剂
、
增容剂
、
分散剂
、
润滑剂
、
以及真空干燥后的改性粉体和高分子型抗静电剂，按一定的比例混合均匀，依次经熔融挤出
、
冷却和造粒得到导电母料；步骤
4、
导电纤维的纺制：将步骤3得到的导电母料熔融后依次经喷丝孔挤出
、
卷绕
、
热板拉伸和热定型，得到导电纤维
。2.
根据权利要求1所述的一种长效抗静电聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中：按质量比计，所述无机氧化物：所述有机溶剂：所述偶联剂：所述共聚物＝
1:15:0.1:0.1
～
1:30:0.7:5
；所述无机氧化物为二氧化钛
、
二氧化硅和二氧化锆中的其中一种或其中两种及以上组合；所述共聚物为乙烯
‑
醋酸乙烯嵌段共聚物
、
聚乙烯和聚丙烯中的其中一种或其中两种及以上组合；所述偶联剂为
KH
‑
550、KH560、KR—TTS、KR
‑
38S、3
甲氧基丙基三甲氧基硅烷
、
以及3‑
甲氧基丙基三乙氧基硅烷中的其中一种或其中两种及以上组合；所述反应溶剂为甲苯
、
乙醇和石油醚中的其中一种或其中两种及以上组合
。3.
根据权利要求1所述的一种长效抗静电聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中：反应气氛为
N2或者
Ar
，一次控温反应的反应温度为
100
～
130℃
，反应时间为1～
3h
；二次控温反应阶段，先将一次控温反应后的体系降温至
30
～
60℃
，然后再加入共聚物，继续反应
0.5
～
2h。4.
根据权利要求1所述的一种长效抗静电聚丙烯纤维的制备方法，其特征在于，在所述步骤2中：按质量比计，所述己内酰胺：所述聚醚：所述去离子水：所述吸水剂：所述封端剂：所述催化剂＝
20:100
：1：1：
0.1
：
0.01
＝
100:20:10:10:5
：5；所述聚醚为聚环氧乙烷和
/
或聚四氢呋喃中；所述封端剂为己二酸
、
癸二酸
、
己酸和苯甲酸中的其中一种或其中两种及以上组合；所述吸水剂为浓硫酸；所述催化剂为乙二醇锑
、
三氧化二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王经逸，肖晖，王华欣，林鸿裕，贾红兵，陈力群，林少芬，曾安然，詹迎旭，陈巧灵，湛紫娟，
申请(专利权)人：黎明职业大学，
类型：发明
国别省市：