[发明专利]一种抗静电阳离子可染聚酯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有抗静电性且常压阳离子染料易染色的聚合物材料，具体涉及耐久性优异的抗静电性能、且常压阳离子染料易染色的聚酯组合物及其制备方法，此外，还涉及由所述聚酯组合物形成的纤维。

背景技术

聚酯具有许多优良的性能，如透明、强度高、无毒、用途广等特点，但聚酯作为纤维和包装材料使用还存在一些问题，如PET结构紧密、结晶度高、缺少亲水性基团、吸湿性很差，在65%相对湿度、25℃环境（标准环境）下吸湿率仅为0.4%，体积电阻率高达10¹⁴～10¹⁵ Ω·cm，因而在低湿度的场合中更易积聚静电荷产生静电。

聚酯纤维的静电问题严重影响聚酯纤维工业的发展。受静电的影响，聚酯应用于纤维材料时，在纺纱、加捻、织造或针织、染色或整理、裁剪或缝纫等每一生产工序中都会有一定的困难，又容易因电荷积累到一定程度放电而引发事故。现代社会人们对服装面料舒适及卫生性的要求越来越高，与棉、麻、桑蚕丝等天然面料相比，聚酯纤维织物在穿着时，使人产生不舒服感，织物易吸附灰尘。通常在65%相对湿度、25℃环境（标准环境）下，测得体积电阻率小于10¹⁰Ω·cm的纤维具有抗静电性能，适用于制造抗静电聚酯纤维。

目前，制备抗静电聚酯有多种方法，如表面涂覆抗静电剂、与抗静电剂共混或共聚等，但无论采用表面处理还是共混改性技术，附着在聚酯材料表面或内部的抗静电剂很容易在纺丝加工、染整、洗涤及使用过程中流失，抗静电效果难以持久，因此通过共聚方法制取耐久型抗静电聚酯材料得到极大的关注。GB/T12703.4-2010对“耐久型抗静电纺织品”的规定为：纺织品在洗前和经多次洗涤后表面电阻率均应达到：A级为＜1×10⁷；B级为≥1×10⁷，＜1×10¹⁰；C级为≥1×10¹⁰，≤1×10¹³。GB/T12703.1-2008对“耐久型抗静电纺织品”的规定为：纺织品在洗前和经多次洗涤后半衰期均应达到：A级为≤2.0S，B级为≤5.0S，C级为≤15.0S。

美国专利US4617235A公开了一种耐久型抗静电聚酯纤维的制备方法，先将有机抗静电剂聚乙二醇（PEG）与聚酯共缩聚，然后将聚酯-PEG共聚物与聚酯共混纺丝。PEG与聚酯有较好的相容性，而且还能改善聚酯的吸湿性、染色性、抗起球性。通过共聚引入聚酯基体的PEG分布较为均匀，有利于静电荷的泄散（Coleman D. Block copolymers: copolymerization of ethylene terephthalate and polyoxyethylene glycols. Journal of Polymer Science, 1954, 14(73), 15-28.）。通过摩擦带电电压测试发现，普通聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的摩擦带电电压为4000V，而共聚改性后的聚酯的摩擦带电电压可以降低到200V，并且改性聚酯制得的纤维经30次洗涤后仍有抗静电性能。但是，PEG含量过高会明显降低纤维的断裂强度和初始模量，对产品力学性能产生不利影响，因此，不能完全依靠PEG共聚改性来制备抗静电聚酯纤维。

此外，还有采用复合纺丝制备抗静电聚酯纤维的报道，如美国专利US20090308048A1报道了一种以聚酯为基体的芳香族聚酯纤维，该纤维是由以聚酯-PEG嵌段共聚物作为芯层、以聚酯为皮层，与有机离子化合物磺酸盐均匀混合后挤出纺丝、牵伸、在特定条件下的加捻得到聚酯加捻变形纱。该复合纤维具有手感好、抗静电效果较佳的优点，当PEG为4份，磺酸盐为2份时，纤维的静电半衰期为60S，由于磺酸盐是共混到纤维内，所以纤维经过多次洗涤后，抗静电性能下降很多。另外共混复合纺丝法的生产成本较高、产品不均匀，制约其在工业生产上的应用。