[发明专利]一种抗静电共聚酯纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种共聚酯纤维及其制备方法。

背景技术

聚酯纤维是目前世界上产量最大的合成纤维，具有优良的综合性能和广阔的应用前景，但是聚酯纤维是一种疏水性的纤维，标准状况下的体积电阻率达到10¹³Ω·cm以上，容易产生静电，从而限制了聚酯纤维的应用领域。

以往聚酯纤维抗静电的方法有以下三种：在纤维表面涂覆抗静电整理剂；在聚酯内部添加导电物质或添加表面活性剂类抗静电剂；通过复合纺丝将抗静电剂作为芯成分或岛成分分散在纤维内部，这三种方法各有优缺点。以往专利中提到很多制备抗静电纤维的方法，如中国专利CN1372020A公开了一种抗静电纳米复合聚酯纤维及其制备方法，该方法将聚酯、促进剂和纳米粉体三元共混熔纺而成，但纳米材料在基体中的分散效果在很大程度上影响纤维的性能，且工艺流程较复杂。日本专利JP47-36459涉及一种采用脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯内添加在涤纶树脂中所得到的纤维，其抗静电性虽具有持久型，但效果不好。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种具有优良抗静电性能的共聚酯纤维及其制备方法。

本发明针对聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯聚酯纤维进行改性，使其具有良好的抗静电性，拓宽其应用领域，且方法简单、易操作，可使用常用的涤纶纺丝设备，不需特定购买及改造。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种共聚酯纤维，由包含以下重量份的组分制成：

聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯        100份，

聚乙二醇                         1-5份，

抗静电剂                         0.2-1.3份。

所述的聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯的结构式为：

所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯是无规共聚，由上述两个重复单元组成，其中，1≤x≤50，1≤y≤50。

所述的聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯的熔点为110-160℃，优选130-150℃，熔点远低于其分解温度，热分解温度高于300℃。

所述的聚乙二醇分子量为10000-25000。

所述的抗静电剂为阴离子抗静电剂，优选为含有有机磺酸盐类的抗静电剂，通式为(R-SO₃)_nM，其中R为C₈-C₁₈的直链烷基或烷基苯基，M是碱金属或碱土金属离子，优选为Na、K或Mg等，n是1或2，所述的抗静电剂为十二烷基苯磺酸钠、十五烷基磺酸钠、十八烷基磺酸钠，优选十二烷基苯磺酸钠，

十二烷基苯磺酸钠呈白色或淡黄色粉末或颗粒状，其分子结构式为：

一种上述共聚酯纤维的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、聚乙二醇进行真空干燥，水分小于200ppm；

（2）将100份聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、1-5份聚乙二醇、0.2-1.3份阴离子抗静电剂进行共混，经过螺杆型纺丝机进行熔融纺丝，冷却后，进行上油、预牵伸、卷绕处理，得到结构均匀、纤度可控的可降解聚酯纤维；

（3）将步骤（2）中得到的可降解聚酯纤维进行牵伸加工，得到共聚酯纤维。

所述的步骤（2）的纺丝温度为250-280℃，纺丝速度为500-1200m/min。

所述的步骤（3）中牵引加工的加工倍率为1.5-3.5，卷速为150-800m/min，加工温度为60-90℃，其中加工倍率是指牵伸倍率。

一种上述共聚酯纤维的制备方法，包含以下步骤：

（1）将50份聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯和1-5份聚乙二醇经反应型双螺杆挤出机，得到聚乙二醇/聚对苯二甲酸己二酸丁二酯共混物；

（2）将聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯、步骤（1）得到的聚乙二醇共混物进行真空干燥，干燥后水分含量小于200ppm（ppm为气体浓度单位，μg/g）；取干燥的聚对苯二甲酸/己二酸丁二酯50份、步骤（1）得到的聚乙二醇/聚对苯二甲酸己二酸丁二酯共混物、阴离子抗静电剂0.2-1.3份进行共混，经过螺杆型纺丝机进行熔融纺丝，冷却后，进行上油、预牵伸、卷绕处理，得到结构均匀、纤度可控的可降解聚酯纤维；

（3）将步骤（2）中得到的纤维进行牵伸加工，得到共聚酯纤维。

所述的步骤（1）中双螺杆挤出机的挤出温度为120-170℃。