[发明专利]一种抗静电纳米纤维非织造材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于非织造材料领域，具体涉及一种抗静电纳米纤维非织造材料及制备方法。

背景技术

非织造材料又称非织造布、非织布、非织造织物、无纺织物或无纺布。非制造材料是一种不需要纺织布而形成的织物，是直接利用高聚物切片、短纤维或长丝通过各种纤网成形方法和固结技术形成的具有柔软、透气和平面结构的新型纤维制品。由于非织造材料具有工艺流程短、生产速度快、产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点，无论在航天技术、环保治理、农业技术、医用保健或是人们的日常生活等许多领域，非织造新材料已成为一种愈来愈广泛的重要产品。

但是，现有技术中的非织造材料，例如纺粘非织造材料、针刺非织造材料、热合非织造材料等，在使用时容易因摩擦产生静电问题。所以一般在非织造材料中加入防静电纤维，防静电纤维一般采用导电纤维和抗静电纤维，而抗静电纤维的防静电原理是依靠加抗静电剂来提高其表面的亲水吸湿性从而增加导电性，其自身虽有改善纤维及织物的抗静电作用，但由于其抗静电性主要是依靠吸收空气中的水分来实现，因此其抗静电效果与环境的湿度密切相关，当环境湿度很低时，其抗静电效果很弱甚至消失，并且抗静电纤维的耐洗性及持久性均有待提高，因此现有技术中添加了抗静电剂的纤维制备成的抗静电非织造材料，其抗静电性能持久性差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种抗静电纳米纤维非织造材料，具有持久的抗静电性能，亲水性能优良。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种抗静电纳米纤维非织造材料，包括由上至下依次设置的第一亲水层、抗静电复合层和第二亲水层；所述抗静电复合层由抗静电纳米纤维层和导电纳米纤维层交替层叠组成；所述第一亲水层和所述第二亲水层由经亲水处理的聚合物制成的亲水性聚合物纳米纤维材料制备而成。

导电纤维是通过电子传导和电晕放电而消除静电的功能性纤维，通常是指在标准状态下(20℃，65％RH)电阻率小于10⁸Ω·cm的纤维，优良者在10²～10⁸Ω·cm，甚至更低的电阻率范围内。这类纤维具有良好的导电性和耐久性，特别是在低湿度下仍具有良好的耐久抗静电性，因此在工业、民用等领域有着很大的用途。

其中，所述导电纳米纤维层是由添加了导电母粒的聚酯采用复合纺丝工艺制备成的海岛型纳米纤维材料制成的。海岛型纳米纤维材料具有高覆盖性，吸湿性能大大改善；手感柔软，由于纤维超细，纤维更加柔软，由此制成的织物可产生毛细管的芯吸作用，使织物吸附更多水分，并将水分移至织物表面，使其蒸发，增加了穿着的舒适感，由海岛型纳米纤维材料制成的织物的光泽柔和。聚酯可以为本领域常用的聚酯材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种。

其中，所述海岛型纳米纤维材料的纳米纤维直径为50～300nm，例如50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm。

其中，所述导电母粒是由原料碳纤维、聚苯胺、偶联剂、聚丙烯经挤出机挤出造粒制备得到的。

碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，导电导热性能良好、电磁屏蔽性好等。

聚苯胺与其他导电高聚物相比，原料价格低廉，性质稳定，导电性能良好，是最有应用前景的导电高分子之一。但是由于聚苯胺链的强刚性和链间的强的相互作用使它的溶解性极差，不熔融，相应的可加工性、可纺性也差，限制了它在技术上的广泛应用。

聚丙烯纤维是重要的合成纤维品种之一，具有很多优良的性能，如质轻、隔热、耐磨、易干、耐化学性好等，而且原料价格十分低廉，生产和加工时，能耗、能量利用率和废料回收等方面有明显的优势。但由于聚丙烯纤维具有电绝缘性，导致其吸湿差、静电效应大，限制了应用范围或影响应用效果。