一种防静电面料及其制备方法与流程

1.本技术涉及面料领域，更具体地说，它涉及一种防静电面料及其制备方法。


背景技术：

2.目前，合成纤维、纱线或织物在加工或使用过程中由于摩擦等原因易产生静电。带有静电的纤维容易吸附尘埃形成污垢，在加工过程中，电荷的吸引或排斥还会加大加工的难度。纺纱过程中静电会造成纤维间抱合性差、易缠绕及断头，影响纺纱的顺利进行，当聚集的静电电压高于500v时，极易因放电产生火花而引起火灾。
3.而传统的抗静电面料一般是普通涤纶纤维或织物表面施加抗静电剂，也即是会在面料上涂覆导电颗粒形成的静电层，以防止静电在纤维上聚集，但这种抗静电面料的抗静电效果经洗涤、摩擦后容易消失，抗静电性能差。


技术实现要素：

4.为了提高面料的抗静电效果，且面料的抗静电作用经过多次洗涤、摩擦后不易消失，本技术提供一种防静电面料及其制备方法。
5.第一方面，本技术提供一种防静电面料，采用如下的技术方案：一种防静电面料，包括以下重量份的原料：大豆蛋白液10-20份，聚合物溶液70-85份，抗静电剂3-8份，亲水胶体溶液1-4份，偶联剂0.8-2份，水溶性醇聚合物2-5份。
6.进一步的，所述聚合物溶液包括聚乳酸溶液、聚酯溶液、聚酰胺溶液中的一种。
7.进一步的，所述亲水胶体溶液包括明胶水溶液、阿拉伯胶水溶液、黄原胶水溶液中的一种。
8.进一步的，所述抗静电剂包括纳米氧化锌，聚醚酰亚胺中的至少一种。
9.进一步的，所述抗静电剂为氧化锌和聚醚酰亚胺的混合物。
10.进一步的，所述水溶性醇聚合物为聚乙二醇和/或聚乙烯醇溶液。
11.进一步的，所述水溶性醇聚合物为聚乙二醇和聚乙烯醇溶液的混合物。
12.进一步的，所述偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、丙烯基硅烷偶联剂、甲基丙烯基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种。
13.第二方面，本技术提供一种防静电面料的制备方法，采用如下的技术方案：一种防静电面料的制备方法，包括以下步骤：将抗静电剂均匀分散至水溶性醇聚合物和偶联剂中，得到混合液；将大豆蛋白液、混合液和亲水胶体溶液配成纺丝原液；将聚合物溶液与纺丝原液采用并列电纺方式得到纺丝纤维；将纺丝纤维进行纺织得到防静电面料。
14.综上所述，本技术具有以下有益效果：1.本技术将抗静电剂均匀分散至水溶性醇聚合物和偶联剂中，得到混合液；将大豆蛋白液、混合液和亲水胶体溶液配成纺丝原液；抗静电剂能够赋予纺丝纤维优异的抗静
电性能，偶联剂有利于提高各原料组分之间的相容性和分散性，以使得纺丝原液和聚合物溶液在静电纺丝过程中有效结合，提高纺丝纤维质量。
15.2.水溶性醇聚合物不仅能够使得纺丝纤维更加柔软、舒适，亲水胶体溶液能够调节体系粘度，以使得纺丝原液成为具有粘弹性的流体，以利于纺丝，两者复配既能够使得纺丝原液形成稳定、均一和连续的体系，又能够改善面料的亲水、吸湿性能，进一步改善面料的抗静电性能，以使得面料在经过多次洗涤、摩擦后，仍具有优异的抗静电效果，改善面料的抗静电能力的长效性。
16.3.将聚合物溶液与纺丝原液采用并列电纺方式得到纺丝纤维，并将纺丝纤维进行纺织得到防静电面料，不仅克服了现有技术中在面料表层直接涂覆抗静电剂而使得面料在经过洗涤、摩擦后抗静电效果减弱甚至消失的缺陷，还具有长久的抗皱性。
具体实施方式
17.下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围，实施例中未注明的具体条件，按照常规条件或者制造商建议的条件进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
18.本技术的技术方案为：防静电面料中各原料组分用量如下：大豆蛋白液10-20份，聚合物溶液70-85份，抗静电剂3-8份，亲水胶体溶液1-4份，偶联剂0.8-2份，水溶性醇聚合物2-5份。
19.防静电面料的制备方法，包括以下步骤：将抗静电剂均匀分散至水溶性醇聚合物和偶联剂中，得到混合液；将大豆蛋白液、混合液和亲水胶体溶液配成纺丝原液；将聚合物溶液与纺丝原液采用并列电纺方式得到纺丝纤维；将纺丝纤维进行纺织得到防静电面料。
20.本技术所述的并列电纺方式是采用并列多流体的静电纺丝技术，以使得形成的纺丝纤维具有多种互相独立的功能。
21.本技术将抗静电剂均匀分散至水溶性醇聚合物和偶联剂中，得到混合液；将大豆蛋白液、混合液和亲水胶体溶液配成纺丝原液；抗静电剂能够赋予纺丝纤维优异的抗静电性能，偶联剂有利于提高各原料组分之间的相容性和分散性，以使得纺丝原液和聚合物溶液在静电纺丝过程中有效结合，提高纺丝纤维质量。
22.水溶性醇聚合物不仅能够使得纺丝纤维更加柔软、舒适，亲水胶体溶液能够调节体系粘度，以使得纺丝原液成为具有粘弹性的流体，以利于纺丝，两者复配既能够使得纺丝原液形成稳定、均一和连续的体系，又能够改善面料的亲水、吸湿性能，进一步改善面料的抗静电性能，以使得面料在经过多次洗涤、摩擦后，仍具有优异的抗静电效果，改善面料的抗静电能力的长效性。
23.将聚合物溶液与纺丝原液采用并列电纺方式得到纺丝纤维，并将纺丝纤维进行纺织得到防静电面料，不仅克服了现有技术中在面料表层直接涂覆抗静电剂而使得面料在经过洗涤、摩擦后抗静电效果减弱甚至消失的缺陷，其具有长久的抗静电效果，而且在试验过程中发现得到的防静电面料还具有优异的抗皱性。
24.进一步的，所述聚合物溶液包括聚乳酸溶液、聚酯溶液、聚酰胺溶液中的一种。所述的聚合物溶液由对应的聚合物粉末或颗粒，溶于对应的溶剂中，形成溶液，其为本领域的公知常识，本技术不再赘述。
25.聚乳酸溶液、聚酯溶液、聚酰胺溶液均能在静电纺丝过程中与纺丝原液有效结合形成纺丝纤维，得到的纺丝纤维不仅具有优良的强度和弹性，保证面料的力学性能，还能有效改善面料的舒适感、抗皱性以及抗静电性能，以使得面料在经过多次洗涤、摩擦后，仍具有优异的抗静电效果。
26.进一步的，所述亲水胶体溶液包括明胶水溶液、阿拉伯胶水溶液、黄原胶水溶液中的一种。作为进一步的优选技术方案，亲水胶体溶液为明胶水溶液；一般的，明胶水溶液的质量浓度为4-8％，阿拉伯胶水溶液的质量浓度为5-10％，黄原胶水溶液的质量浓度1-3％。优化亲水胶体溶液的组分和并选择合适的质量浓度，可进一步提高纺丝原液的可纺性。
27.进一步的，所述抗静电剂包括纳米氧化锌，芳香族聚酰亚胺中的至少一种。优选抗静电剂为氧化锌和芳香族聚酰亚胺的混合物，氧化锌和芳香族聚酰亚胺的重量比为1:(0.3-1)，其最优重量比为1:1。氧化锌优选为纳米氧化锌，纳米氧化锌与其他原料组分配合后，能够有效提高面料的耐洗性并改善其抗静电效果的长效性，还能使得面料具有良好的抗皱性。
28.进一步的，水溶性醇聚合物为聚乙二醇和/或聚乙烯醇溶液。水溶性醇聚合物可以为聚乙二醇或聚乙烯醇溶液，还可以为聚乙二醇和聚乙烯醇溶液的混合物。经过试验研究发现，当聚乙二醇400和聚乙烯醇溶液以重量比为2:(1-1.5)时，面料性能更佳。
29.进一步的，所述偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、丙烯基硅烷偶联剂、甲基丙烯基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种。
30.优化偶联剂的组分选用，改善组分间的分散性和界面结合力，同时使得纺丝原液与其它原料组分的相容性好，共同改善面料的综合性能。实施例
31.实施例1防静电面料中各原料组分用量如下：大豆蛋白液1kg，聚酯溶液8.5kg，抗静电剂0.3kg，黄原胶水溶液0.1kg，乙烯基硅烷偶联剂0.08kg，水溶性醇聚合物0.5kg；抗静电剂为粒径为5-10μm氧化锌，水溶性醇聚合物为聚乙二醇400；防静电面料的制备方法，包括以下步骤：将抗静电剂均匀分散至水溶性醇聚合物和乙烯基硅烷偶联剂中，搅拌速度为400r/min，时间为5min，得到混合液；将大豆蛋白液、混合液和亲水胶体溶液配成纺丝原液；将聚合物溶液与纺丝原液送入静电纺丝机中，采用并列多流体的静电纺丝方式得到纺丝纤维；将纺丝纤维进行纺织得到防静电面料。
32.实施例2防静电面料中各原料组分用量如下：大豆蛋白液2kg，聚酰胺溶液7kg，抗静电剂0.8kg，阿拉伯胶水溶液0.4kg，环氧基硅烷偶联剂0.2kg，水溶性醇聚合物0.2kg；抗静电剂为聚醚酰亚胺，水溶性醇聚合物为聚乙烯醇；防静电面料的制备方法与实施例1相同。
33.实施例3与实施例1的区别在于，防静电面料中各原料组分用量如下：大豆蛋白液1.5kg，聚乳酸溶液7.8kg，纳米氧化锌0.5kg，聚醚酰亚胺0.1kg，阿拉伯胶水溶液0.12kg，黄原胶水溶液0.1kg，丙烯基硅烷偶联剂0.2kg，聚乙二醇0.1kg，聚乙烯醇0.25kg；其余均与实施例1相同。
34.实施例4与实施例3的区别在于，亲水胶体溶液为明胶水溶液0.22kg，其余均与实施例3相同。
35.实施例5与实施例4的区别在于，水溶性醇聚合物为聚乙二醇0.2kg和聚乙烯醇0.15kg，其余均与实施例4相同。
36.实施例6与实施例4的区别在于，水溶性醇聚合物为聚乙二醇0.3kg和聚乙烯醇0.05kg，其余均与实施例4相同。
37.实施例7与实施例5的区别在于，抗静电剂为纳米氧化锌0.12kg和聚醚酰亚胺0.48kg，其余均与实施例5相同。
38.实施例8与实施例5的区别在于，抗静电剂为纳米氧化锌0.3kg和聚醚酰亚胺0.3kg，其余均与实施例5相同。
39.对比例对比例1与实施例8的区别在于，不加入亲水胶体溶液，其余均与实施例8相同。
40.对比例2与实施例8的区别在于，将水溶性醇聚合物等量替换为乙醇，其余均与实施例8相同。
41.对比例3与实施例8的区别在于，防静电面料的制备方法，包括以下步骤：将各原料组分混合均匀，采用湿法纺丝得到纺丝纤维，将纺丝纤维进行纺织得到防静电面料。防静电面料的原料组分及用量与实施例8相同。
42.对比例4与实施例8的区别在于，将抗静电剂等量替换为炭黑，其余均与实施例8相同。
43.对比例5与实施例8的区别在于，采用普通市售的防静电面料，面料成分及含量为：面：100％涤纶，底：98.4％涤纶和1.6％电纤维。
44.性能检测试验将实施例1-8和对比例1-5的面料产品进行洗涤试验：洗涤条件为50cm
×
50cm的面料浸泡到500ml肥皂水中，每升肥皂水中含5g肥皂，然后以1000r/min速度转动洗涤10min，洗涤结束后烘干，此为洗涤一次，循环洗涤100次后，进行如下性能的测试：
按照国家标准gb/t 12703.4-2010《纺织品静电性能的评定第4部分：电阻率》，测定洗涤前和洗涤100次后的表面电阻；使用电磁感应式电压测试仪，按照iest-rp-cc标准进行测试，对同一块面料三处不同的地方测量其摩擦电压，取三次的平均值，以测定洗涤前和洗涤100次后的摩擦电压；根据iso2313系列国际标准《纺织品织物折痕回复角的测定》，采用全自动织物折皱弹性测试仪测定纺织品经折痕后回复性，以折痕回复角表示，测定洗涤前和洗涤100次后的折痕回复角，回复角越大，代表抗皱性越好。
45.表1洗涤前面料的性能测试结果 表面电阻/ω摩擦电压/v折痕回复角/
°
实施例18.7*105136158实施例27.8*105129155实施例36.3*105118160实施例46.1*105116164实施例55.9*105110170实施例66.2*105115163实施例75.1*105102167实施例84.3*10593172对比例13.8*106174121对比例21.5*106152144对比例39.8*105142149对比例48.5*105130156对比例53.2*106161136表2洗涤100次后面料的性能测试结果
结合实施例1-8并结合表1和表2可以看到，采用本技术各原料组分以及特定的制备方法得到的防静电面料具有优异的抗静电性能和抗皱性，在经过100次肥皂水洗涤后，面料的表面电阻和摩擦电压变化不大，且折痕回复角依旧能保持较大的数值，由此可以看到面料具有优异的抗静电长效性并兼具良好的抗皱性。
46.结合实施例8和对比例1-2并结合表1和表2可以看出，对比例1中未添加亲水胶体溶液，对比例2中则直接将水溶性醇聚合物替换为乙醇，对比例1得到的面料的抗静电性能明显下降更多，且抗皱性也进一步降低，这是由于水溶性醇聚合物不仅能够使得纺丝纤维更加柔软、舒适，亲水胶体溶液能够调节体系粘度，以使得纺丝原液成为具有粘弹性的流体，以利于纺丝，两者复配既能够使得纺丝原液形成稳定、均一和连续的体系，又能够改善面料的亲水、吸湿性能，进一步改善面料的抗静电性能和抗皱性能，以使得面料在经过多次洗涤、摩擦后，仍具有优异的抗静电效果并兼具良好的抗皱性。
47.结合实施例8和对比例3并结合表1和表2可以看出，采用湿法纺丝得到的纺丝纤维，由于组分之间的差异无法得到稳定均一的纺丝体系，即使对比例3的各原料组分进行了纺丝，其纺丝纤维的质量均有所下降，而经过长期的洗涤和摩擦后，得到的面料无法维持长效的抗静电效果和抗皱效果。
48.结合实施例8和对比例4并结合表1和表2可以看到，本技术选用有机物和无机物进行有效配合，即特定比例的纳米氧化锌和聚醚酰亚胺，相较于现有技术中一般采用的炭黑作为抗静电剂，对比例4得到的面料在洗涤前与实施例8的面料产品在抗静电效果方面仅有所下降，但本技术的组分在其他原料的配合下，能够有效改善面料在经过多次洗涤、摩擦后，依旧具有良好的抗静电效果和抗皱效果，而对比例4的面料产品则在经过洗涤后综合性能明显降低。
49.结合实施例8和对比例5并结合表1和表2可以看到，本技术得到的防静电面料具有优异的抗静电性能和抗皱性，而且在经过100次肥皂水洗涤后，其依旧能够保持优异的抗静电效果和抗皱效果。
50.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种防静电面料，其特征在于，包括以下重量份的原料：大豆蛋白液10-20份，聚合物溶液70-85份，抗静电剂3-8份，亲水胶体溶液1-4份，偶联剂0.8-2份，水溶性醇聚合物2-5份。2.根据权利要求1所述的防静电面料，其特征在于：所述聚合物溶液包括聚乳酸溶液、聚酯溶液、聚酰胺溶液中的一种。3.根据权利要求2所述的防静电面料，其特征在于：所述亲水胶体溶液包括明胶水溶液、阿拉伯胶水溶液、黄原胶水溶液中的一种。4.根据权利要求1所述的防静电面料，其特征在于：所述抗静电剂包括氧化锌，聚醚酰亚胺中的至少一种。5.根据权利要求4所述的防静电面料，其特征在于：所述抗静电剂为氧化锌和聚醚酰亚胺的混合物。6.根据权利要求1所述的防静电面料，其特征在于：所述水溶性醇聚合物为聚乙二醇和/或聚乙烯醇溶液。7.根据权利要求6所述的防静电面料，其特征在于：所述水溶性醇聚合物为聚乙二醇和聚乙烯醇溶液的混合物。8.根据权利要求1所述的防静电面料，其特征在于：所述偶联剂选自乙烯基硅烷偶联剂、丙烯基硅烷偶联剂、甲基丙烯基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的一种。9.如权利要求1-8任一项所述的防静电面料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将抗静电剂均匀分散至水溶性醇聚合物和偶联剂中，得到混合液；将大豆蛋白液、混合液和亲水胶体溶液配成纺丝原液；将聚合物溶液与纺丝原液采用并列电纺方式得到纺丝纤维；将纺丝纤维进行纺织得到防静电面料。

技术总结
本申请涉及面料领域，具体公开了一种防静电面料及其制备方法，防静电面料包括以下重量份的原料：大豆蛋白液10-20份，聚合物溶液70-85份，抗静电剂3-8份，亲水胶体溶液1-4份，偶联剂0.8-2份，水溶性醇聚合物2-5份。防静电面料的制备方法包括以下步骤：将抗静电剂均匀分散至水溶性醇聚合物和偶联剂中，得到混合液；将大豆蛋白液、混合液和亲水胶体溶液配成纺丝原液；将聚合物溶液与纺丝原液采用并列电纺方式得到纺丝纤维；将纺丝纤维进行纺织得到防静电面料。得到的防静电面料具有优异的抗静电性能和抗皱性，在经过100次肥皂水洗涤后，面料依旧具有优异的抗静电效果并兼具良好的抗皱性。具有优异的抗静电效果并兼具良好的抗皱性。


技术研发人员：范超 王治国 陈涛
受保护的技术使用者：深圳市新纶超净科技有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/8/5