一种抗静电聚酯纤维及其制备方法与流程

本发明涉及聚酯纤维，具体为一种抗静电聚酯纤维及其制备方法。

背景技术：

1、聚酯纤维具有强度高、耐磨性和耐化学性良好等优点，被广泛应用于服装、家用纺织品及产业用纺织品等领域。然而，聚酯纤维吸湿性较低，在纺丝、假捻加弹、织造及使用过程中受到摩擦时容易产生并积聚静电，影响纤维加工稳定性和使用性能。

2、目前，通常通过添加抗静电组分或对聚酯纤维进行表面抗静电整理改善其抗静电性能。然而，常规抗静电组分与聚酯纤维表面的结合牢度有限，在摩擦、洗涤及长期使用过程中易发生迁移或脱落；同时，部分亲水型抗静电组分的抗静电性能易受环境湿度影响。因此，开发一种具有良好且持久抗静电性能的聚酯纤维及其制备方法，具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抗静电聚酯纤维及其制备方法，以提高聚酯纤维的抗静电性能及抗静电持久性。

2、本发明提供一种抗静电聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、将对苯二甲酸、间苯二甲酸和乙二醇在催化剂作用下进行酯化反应，加入聚乙二醇进行缩聚反应，制得羟基封端聚醚酯；

4、s2、将乳化剂、羟基封端聚醚酯、氧化石墨烯、封闭型异氰酸酯、平滑剂、抗飞溅剂和抗氧化剂依次投入预热反应釜混合，制得纺丝油剂；

5、s3、将聚酯纤维进行常温空气等离子处理，获得预处理聚酯纤维；

6、s4、将所述预处理聚酯纤维通过油轮施加所述纺丝油剂，随后进行松式络筒，得到聚酯纤维松筒；

7、s5、将所述聚酯纤维松筒进行热处理，得到预改性聚酯纤维松筒；随后将所述预改性聚酯纤维松筒退绕并连续通过微波区进行微波辐照处理，制得抗静电聚酯纤维。

8、在一些优选的实施例中，步骤s1中，所述催化剂为钛酸四丁酯；所述羟基封端聚醚酯的制备方法包括：将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇和钛酸四丁酯混合，在氮气保护和搅拌条件下升温至175~185℃，于表压-0.03~-0.01mpa下反应2.5~3.5h；降温至155~165℃，加入peg1000和peg1540，搅拌反应30~60min；再升温至225~240℃，并在30~60 min内将反应体系的绝对压力降至5~15kpa，继续反应30~60min，制得所述羟基封端聚醚酯。

9、在一些进一步优选的实施例中，所述对苯二甲酸、间苯二甲酸与乙二醇的质量比为1:(0.07~0.11):(0.34~0.40)；所述钛酸四丁酯的加入量为对苯二甲酸和间苯二甲酸总质量的0.03~0.08%；所述对苯二甲酸、peg1000和peg1540的质量比为1:(0.75~1.00):(0.35~0.55)，所述peg1000与peg1540的质量比为(1.8~2.2):1；所述乙二醇、peg1000和peg1540所含羟基总摩尔数与对苯二甲酸和间苯二甲酸所含羧基总摩尔数之比为(1.02~1.10):1。

10、在一些优选的实施例中，步骤s2中，将反应釜预热至50~60℃，依次加入乳化剂、羟基封端聚醚酯和氧化石墨烯，于700~900r/min搅拌10~20min；继续加入封闭型异氰酸酯、平滑剂、抗飞溅剂和抗氧化剂，搅拌20~30min后超声处理20min，制得所述纺丝油剂。

11、在一些优选的实施例中，所述纺丝油剂包括如下质量份的原料：乳化剂4~6份、羟基封端聚醚酯14~20份、氧化石墨烯0.3~0.8份、封闭型异氰酸酯1.5~2.5份、平滑剂69~79份、抗飞溅剂1~1.5份、抗氧化剂0.15~0.3份。

12、在一些进一步优选的实施例中，所述乳化剂为聚氧乙烯醚双油酸酯；所述氧化石墨烯为干燥粉末，横向尺寸＜500nm，单层率≥99%，购自南京牧科纳米科技有限公司；所述封闭型异氰酸酯为三官能封闭型脂肪族聚异氰酸酯，型号为hafotex®hf-4401；所述平滑剂为10#工业白油，生产商为中国石化荆门分公司；所述抗飞溅剂为聚异丁烯型抗飞溅剂，生产商为浙江新胜油脂科技有限公司；所述抗氧化剂为二烷基二硫代磷酸锌。

13、在一些优选的实施例中，步骤s3中，所述聚酯纤维为聚酯假捻变形丝；所述聚酯纤维通过导辊在常温空气等离子处理区内往复运行；所述常温空气等离子处理功率为100~150w，运行速度为100~300m/min，聚酯纤维在常温空气等离子处理区内的有效处理时间为2~4s。

14、在一些优选的实施例中，步骤s4中，所述松式络筒的卷绕速度为100~300m/min；所述聚酯纤维松筒的卷绕密度为0.32~0.4g/cm³。

15、在一些优选的实施例中，步骤s5中，所述热处理条件为120~140℃条件下处理0.5~1.5h；连续微波区辐照功率为700~900w、频率为2.45ghz，退绕后的预改性聚酯纤维在微波处理区内的有效停留时间为50~70s。

16、本发明还提供一种抗静电聚酯纤维，按照上述抗静电聚酯纤维的制备方法制备得到。

17、与现有技术相比，本发明通过常温空气等离子处理提高聚酯纤维表面的活性；采用羟基封端聚醚酯作为抗静电组分，其聚酯链段与聚酯纤维具有较好的结构相似性和相容性，有利于功能组分向纤维表层润湿、渗透和结合，同时聚醚链段赋予良好的亲水抗静电性能；热处理过程中封闭型异氰酸酯解封并与羟基封端聚醚酯及聚酯纤维表面的羟基反应，使抗静电组分在纤维表面形成稳定的共价交联结构；进一步通过微波辐照使氧化石墨烯发生部分还原，提高其导电性能，从而使所得聚酯纤维具有良好的抗静电性能和抗静电持久性。

1.一种抗静电聚酯纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的抗静电聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述催化剂为钛酸四丁酯；所述羟基封端聚醚酯的制备方法包括：将对苯二甲酸、间苯二甲酸、乙二醇和钛酸四丁酯混合，在氮气保护和搅拌条件下升温至175~185℃，于表压-0.03~-0.01mpa下反应2.5~3.5h；降温至155~165℃，加入peg1000和peg1540，搅拌反应30~60min；再升温至225~240℃，并在30~60min内将反应体系的绝对压力降至5~15kpa，继续反应30~60min，制得所述羟基封端聚醚酯。

3.根据权利要求2所述的抗静电聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述对苯二甲酸、间苯二甲酸与乙二醇的质量比为1:(0.07~0.11):(0.34~0.40)；所述钛酸四丁酯的加入量为对苯二甲酸和间苯二甲酸总质量的0.03~0.08%；所述对苯二甲酸、peg1000和peg1540的质量比为1:(0.75~1.00):(0.35~0.55)，所述peg1000与peg1540的质量比为(1.8~2.2):1；所述乙二醇、peg1000和peg1540所含羟基总摩尔数与对苯二甲酸和间苯二甲酸所含羧基总摩尔数之比为(1.02~1.10):1。

4.根据权利要求1所述的抗静电聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤s2中，将反应釜预热至50~60℃，依次加入乳化剂、羟基封端聚醚酯和氧化石墨烯，于700~900r/min搅拌10~20min；继续加入封闭型异氰酸酯、平滑剂、抗飞溅剂和抗氧化剂，搅拌20~30min后超声处理20min，制得所述纺丝油剂。

5.根据权利要求4所述的抗静电聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述纺丝油剂包括如下质量份的原料：乳化剂4~6份、羟基封端聚醚酯14~20份、氧化石墨烯0.3~0.8份、封闭型异氰酸酯1.5~2.5份、平滑剂69~79份、抗飞溅剂1~1.5份、抗氧化剂0.15~0.3份。

6.根据权利要求5所述的抗静电聚酯纤维的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为聚氧乙烯醚双油酸酯；所述氧化石墨烯为干燥粉体，横向尺寸＜500nm，单层率≥99%；所述封闭型异氰酸酯为三官能封闭型脂肪族聚异氰酸酯，型号为hafotex®hf-4401；所述平滑剂为10#工业白油；所述抗飞溅剂为聚异丁烯型抗飞溅剂；所述抗氧化剂为二烷基二硫代磷酸锌。

7.根据权利要求1所述的抗静电聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述聚酯纤维为聚酯假捻变形丝；所述聚酯纤维通过导辊在常温空气等离子处理区内往复运行；所述常温空气等离子处理功率为100~150w，运行速度为100~300m/min，聚酯纤维在常温空气等离子处理区内的有效处理时间为2~4s。

8.根据权利要求1所述的抗静电聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述松式络筒的卷绕速度为100~300m/min；所述聚酯纤维松筒的卷绕密度为0.32~0.4g/cm³。

9.根据权利要求1所述的抗静电聚酯纤维的制备方法，其特征在于，步骤s5中，所述热处理条件为120~140℃条件下处理0.5~1.5h；连续微波区辐照功率为700~900w、频率为2.45ghz，退绕后的预改性聚酯纤维在微波处理区内的有效停留时间为50~70s。

10.一种抗静电聚酯纤维，其特征在于，按照权利要求1~9任一项所述的抗静电聚酯纤维的制备方法制备得到。