[发明专利]一种抗静电改性涤纶短纤及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料加工领域，具体是一种具有抗静电功能的差别化涤纶短纤及其制备方法。

背景技术

涤纶短纤是一种重要的纺织原料，具有很多优良性能，广泛应用于服装、装饰和其他工业领域，但是涤纶纤维的大分子是以共价链为主链的有机化合物，它不能电离，也不能传递电子或离子，再加上其分子基团极性很小，疏水性大，其体积比电阻达到10¹⁴～10¹⁵Ω·cm，一旦摩擦产生静电后，电荷不易逸散，静电释放非常缓慢，引起电荷积聚，故涤纶是最易产生静电的纤维。

涤纶纤维在纺织加工过程中因摩擦可产生大量静电，造成纺纱、整经、织造困难。常规涤纶面料制成的服装穿在身上易生产静电，不仅会使人产生刺痒感，还会吸附灰尘、线团，影响服饰美观。更有甚者会产生令人讨厌的“电火花”，造成精密电子仪器的损坏，在有易燃、易爆等危险产品的场合，还会引起火灾、爆炸等灾难事故。因此，赋予涤纶纤维良好的抗静电性，提高涤纶面料服装的穿着舒适性和抗静电防护功能，是国内外化纤纺织业长期研究的一个重要课题，具有广阔的市场前景。

目前，市场上对于如何提高涤纶纤维的抗静电性能有多种方法。一种是对纤维进行镀银或其他金属离子，该方法生产的抗静电纤维价格非常昂贵，达到1700元/kg以上。第二，采用复合纺丝技术在纤维中嵌入导电组份，比如采用桔瓣截面，嵌入碳黑、导电金属氧化物等组份，做成导电纤维，该类纤维的价格一般在300元/kg以上，规格比较单一，单丝纤度非常大，影响其在服饰方面的应用。第三，采用共聚或共混技术在聚酯中添加亲水性抗静电改性剂，该类方法生产出的抗静电纤维受环境湿度影响较大，使用受限。

对比专利申请号CN201010151967提到一种具有永久抗静电性能的聚酯，其添加的导电成分是0.6%~4.0%的硫酸钡、0.3%~2.0%的锑掺杂二氧化锡，0.2%~1.5%的二氧化硅。与本发明的区别在于，所采用的导电成分不同，得到的产品性能也不相同，本发明产品加入了铝掺杂氧化锌和亲水性柔性分子，因此具有较好的导电和吸湿性能。

对比专利申请号CN200910179555.6提到一种抗静电纤维及其生产方法，其加入的抗静电改性剂为聚乙二醇的共聚物与阴离子型抗静电剂，采用该方法制备的抗静电纤维，其抗静电性能是通过改性剂的亲水性获得的，因此受环境湿度影响较为显著，当环境湿度较低时，其抗静电性能会变差。

对比专利申请号CN201010606567.5提供一种抗静电阻燃纤维及其制备方法，该纤维的横截面呈皮芯结构，皮层含有导电粉体和无卤阻燃聚酰胺6，芯层为聚酯、聚酰胺6或聚酰胺66，其中皮层与芯层的重量比为15:85~25:75，导电粉体占皮层总质量的质量百分比为5-70％。该专利所采用的生产路线与本专利不同，抗静电组份也不尽相同。

发明内容

本发明提供一种具有抗静电性能的改性涤纶短纤，以解决涤纶短纤维在纺纱、织造及服用过程中由于静电较大引发的各种问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种抗静电改性涤纶短纤的制备方法，其特征在于包括如下步骤：a、制备PEE/AZO复合聚醚酯：将经表面改性的铝掺杂氧化锌（AZO）加入到乙二醇（EG）溶液中，进行分散处理，而后与丙二酸（MA）、聚醚（PEG）一起酯化生成PEE/AZO复合聚醚酯；b、制备PET-PEE/AZO共聚酯：将精对苯二甲酸（PTA）与EG进行酯化反应，酯化完成后加入PEE/AZO复合聚醚酯进行共缩聚，生成具有抗静电性能的PET-PEE/AZO共聚酯；c、熔融纺丝：将PET-PEE/AZO共聚酯熔融纺丝制备成抗静电改性涤纶短纤。丙二酸、聚醚作为亲水性柔性链段引入；AZO加入到MA与EG的酯化反应体系中，有利于AZO与亲水性PEE链段进行接枝，并在整个PET-PEE/AZO共聚酯中均匀分散。选择AZO作为导电粉体，主要是由于AZO具有导电性能优良，成本相对低廉，环保无毒，且色泽浅，能用来开发接近于本白的聚酯纤维，从而使产品的应用更为广泛。

本发明抗静电改性涤纶短纤设计思路与已有的抗静电涤纶纤维不同，其通过在PET聚酯中加入铝掺杂氧化锌（AZO）导电粉体和亲水性分子链段（PEE），从而使该共聚酯具有复合抗静电性能。这是因为引入的亲水性PEE链段，可吸收环境中的水分，从而可减少聚合物表面摩擦引起的静电荷积聚，并均匀分散接枝在共聚酯中的导电AZO，加快积聚的静电荷的释放，两者的协同作用能更好地提高共聚酯的抗静电性能，比单独使用效果更佳。该抗静电共聚酯，在潮湿和干燥的环境中，均具有较佳的抗静电性能。