[发明专利]抗静电纳米复合聚酯纤维及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗静电纳米复合聚酯纤维及制备方法。该纤维为聚酯(PET)或改性聚酯、促进剂、纳米粉体三元共混熔纺而成。其中促进剂为含间苯的共聚酯与聚乙二醇(PEG)的缩合产物，它能有效改善纳米粉体在聚酯或改性聚酯的分散性，并且具有抗静电协同作用；纳米粉体为有良好导电能力的金属氧化物。此种纳米复合纤维具有较高的力学性能和良好的抗静电效果。

发明背景

聚酯纤维是使用最广泛的合成纤维，但由于其致密的晶区结构和很低的吸湿能力，导致静电荷的积聚，给生产和使用带来不便，因此聚酯纤维的抗静电改性一直是研究的热点。以前多是采用表面活性剂类抗静电剂进行织物涂层或与纤维共混，此种抗静电剂对环境湿度依赖性很大，在较干燥的使用条件下其抗静电效果不明显而且洗涤后易损失。顾利霞、肖茹等人发明了一种阳离子染料易染的共聚酯切片或纤维及制备方法(CN02110770.X)，系对苯二甲酸、乙二醇、间苯二甲酸乙二酯-5-磺酸钠或钾的共聚物，聚合物中对苯二甲酸单体、乙二醇的单体摩尔比为1∶1.7-2.4，间苯二甲酸乙二酯-5-磺酸钠或钾的单体为对苯二甲酸单体的2％-18％摩尔量。该阳离子染料易染的共聚酯切片或纤维具有阳离子染料常温常压可染，高收缩性，织物手感柔软，抗起毛起球等特性，并具有环境安全性，可广泛用于纯纺或与丝、绢、棉、毛、麻等天然纤维混纺，以获得风格多样的服用面料。

近几年，较多采用无机化合物作为添加剂来改善聚酯纤维的抗静电性。如共混碳黑、石墨及碳纤维；共混金属粉末或微纤；共混金属化合物等。碳黑、石墨的黑颜色是限制其使用的重要原因，而一些金属物如铜(Cu)、铝(Al)、铁(Fe)等很容易在空气中氧化形成一层氧化膜而失去导电性。研究证明，利用金属化合物内部电子空穴跃迁可有效提高聚酯纤维的抗静电性。当前，随着纳米材料和纳米技术的发展，研究人员开发出多种纳米金属化合物粉体，具有高效的抗静电性能，又为聚酯纤维的抗静电研究提供了新途径和新方法。例如纳米氧化物具有良好的抗静电性能，日本松下电器公司科学研究所已成功研制树脂基纳米氧化物复合材料，初步试验发现这类材料泄漏电荷的能力优于常规树脂基与碳黑的复合材料，同时可以根据纳米氧化物的类型来改变这种树脂基氧化物复合材料的颜色，改变了碳黑带来的单一黑色。

众所周知，纳米材料在基体中的分散效果在很大程度上影响其优良性能的发挥，而这一问题在纤维研究中尤为突出，主要体现为抗静电性能差，强度大幅下降。因此有必要研究一种能促进纳米材料良好分散的抗静电聚酯体系，使纤维在具有良好抗静电性的同时还能保持聚酯在力学性能上的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗静电纳米复合聚酯纤维。

本发明的另一目的是提供一种上述抗静电纳米复合聚酯纤维的制备方法该纤维由聚酯或改性聚酯、促进剂、纳米粉体三元共混熔纺而成。

聚酯或改性聚酯、促进剂、纳米粉体三元组份重量为：促进剂5-30％；纳米粉体0.5-10％；其余为基体聚酯或改性聚酯。也可以由基体聚酯或改性聚酯先和纳米粉体共混成抗静电母粒，再与基体聚酯或改性聚酯以及促进剂共混熔纺而成。即抗静电纳米复合聚酯纤维也可以由聚酯或改性聚酯、促进剂、含纳米粉体的抗静电母粒三元共混熔纺而成，聚酯或改性聚酯、促进剂、含纳米粉体的抗静电母粒各组份最佳含量(重量)为：抗静电母粒3-15％；促进剂5-30％；其余为基体聚酯或改性聚酯。

本发明的抗静电纳米复合聚酯纤维中，所述的聚酯或改性聚酯，包括PET、含有间苯4-10％的对苯二甲酸乙二酯/间苯二元酸烷烃酯共聚物(IPET)或含磺酸盐1-10％的对苯二甲酸乙二酯/间苯二元酸烷烃酯-5-磺酸钠或钾的共聚物(HCDP)、或由对苯二甲酸、乙二醇、间苯二元酸烷烃酯-5-磺酸钠或钾的共聚物，聚合物中对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)的摩尔比为1∶1.7-2.4，间苯二元酸烷烃酯-5-磺酸钠或钾的单体为对苯二甲酸单体的2-18mol％。

所述的纳米粉体为纳米级的两价、三价、四价的无机金属氧化物及其混合物。

所述的促进剂是对苯二甲酸(PTA)、间苯二元酸、乙二醇(EG)的共聚物，其分子式为：其中R或R′为