阅读说明：本技术 一种抗静电高性能纤维处理剂及其制备方法和应用 (Antistatic high-performance fiber treating agent and preparation method and application thereof ) 是由 李颖君 吴英 华里发 于 2020-07-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种抗静电高性能纤维处理剂及其制备方法和应用,所述的抗静电高性能纤维处理剂,按重量份计,包括：水溶性聚酰亚胺5-10份、分子量不大于1500的中低分子量聚乙二醇5-20份、低分子量的聚丙二醇5-10份、分子量在1800-2400区间的丙二醇嵌段聚醚5-25份、聚季胺盐-7 5-10份、脂肪醇聚氧乙烯醚2-5份、水40-60份,上述组分混合得到的混合物,用聚羧酸类螯合分散剂中和,至pH为6-8。本发明还提供了上述处理剂的制备方法及应用。本发明可在纤维外面形成包裹层,赋予纤维优良的保湿、润滑、抗静电性能,减少纤维在纺纱、织造过程中产生的静电,纤维集束性提高,减少毛丝,提高织造产品的质量。(The invention relates to an antistatic high-performance fiber treating agent, a preparation method and an application thereof, wherein the antistatic high-performance fiber treating agent comprises the following components in parts by weight: 5-10 parts of water-soluble polyimide, 5-20 parts of medium-low molecular weight polyethylene glycol with the molecular weight not more than 1500, 5-10 parts of low molecular weight polypropylene glycol, 5-25 parts of propylene glycol block polyether with the molecular weight within the interval of 1800-2400, 75-10 parts of polyquaternary ammonium salt, 2-5 parts of fatty alcohol-polyoxyethylene ether and 40-60 parts of water, wherein the mixture obtained by mixing the components is neutralized by a polycarboxylic acid chelating dispersant until the pH value is 6-8. The invention also provides a preparation method and application of the treating agent. The invention can form a wrapping layer outside the fiber, endows the fiber with excellent moisture-keeping, lubricating and antistatic properties, reduces the static electricity generated in the spinning and weaving process of the fiber, improves the fiber bundling property, reduces broken filaments and improves the quality of weaving products.)

一种抗静电高性能纤维处理剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及高性能有机纤维处理剂的制备及应用领域，具体涉及一种抗静电高性能纤维处理剂的制备方法及应用，尤其适用于聚酰亚胺纤维和芳纶纤维用抗静电处理剂。

技术背景

聚酰亚胺纤维和芳纶纤维都是高性能纤维的重要品种，不仅具有高强、高模、耐高温、质量轻等优良性能，其耐酸碱等化学腐蚀性、绝缘性和抗老化性能也十分优越，使用生命周期长，可在恶劣的环境条件下长期使用，被广泛应用于航空航天、绝缘阻隔、环境保护等领域。与芳纶纤维相比，聚酰亚胺纤维耐热等级更高，阻燃更好，耐候性更佳。

市售的聚酰亚胺纤维和芳纶纤维表面形貌光滑，具有优异的力学性能，可作为增强材料，通过与树脂复合，制成增强复合材料。纤维与树脂复合工艺过程中，纤维光滑的表面结构在一定程度影响其与树脂基体的浸润性，进而影响复合材料的界面结合强度。聚酰亚胺纤维和芳纶纤维的表面比电阻较高，集束性相对较差，抱合力较小，在纺纱、织造过程中更容易因摩擦而产生的静电，易出现毛丝，给织物纺纱、织造带来困难，导致织物表面瑕疵多，优品率低，纤维表面性能需要进一步改善。

发明内容

本发明目的在于，提供一种抗静电高性能纤维处理剂，以减少纤维在纺纱、织造过程中产生的静电，降低纤维表面的比电阻，提高纤维抱合力，减少出现的毛丝，提高织造产品的质量。

本发明的再一目的在于，提供上述抗静电高性能纤维处理剂的制备方法。

本发明的又一目的在于，提供上述抗静电高性能纤维处理剂的应用。

本发明目的通过下述方案实现：一种抗静电高性能纤维处理剂，按重量份计，包括：

水溶性聚酰亚胺 5-10份

分子量不大于1500的中低分子量聚乙二醇

5-20份

低分子量的聚丙二醇 5-10份

分子量在1800-2400区间的丙二醇嵌段聚醚

5-25份

聚季胺盐-7 5-10份

脂肪醇聚氧乙烯醚 2-5份

水 40-60份，

上述组分混合得到的混合物，用聚羧酸类螯合分散剂中和，至pH为6-8。

本发明用于纤维表面处理，在纤维外面形成包裹层，改善纤维表面性能，赋予纤维优良的保湿、润滑、抗静电性能，可以减少纤维在纺纱、织造过程中产生的静电，纤维集束性提高，出现的毛丝减少，提高织造产品的质量。

具体的，所述的水溶性聚酰亚胺重量份为5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、或10份。

所述的分子量不大于1500的中低分子量聚乙二醇重量份为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20份。

所述的低分子量的聚丙二醇重量份为5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、或10份。

所述的分子量在1800-2400区间的丙二醇嵌段聚醚重量份为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25份。

所述的聚季胺盐-7重量份为5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、或10份。

所述的脂肪醇聚氧乙烯醚重量份为2、2.5、3、3.5、4、4.5或5份。

在上述方案基础上，优选的，所述的水溶性聚酰亚胺用pH值为10-12的水溶性聚酰亚胺液体YE-1066、1022。如选用上海野禾工贸有限公司的水溶性聚酰亚胺液体YE-1066、1022产品。

优选的，所述的中低分子量聚乙二醇为PEG400-PEG1500区间的一种或其混合产品，具有保湿、润滑、抗静电的作用。

优选的，所述的低分子量的聚丙二醇为PPG-200、PPG-400、PPG-600中的一种或其混合物，具有润滑、增溶、抗静电性和消泡的作用。

本发明体系中，分子量在1800-2400区间的丙二醇嵌段聚醚是一种优良的润湿剂，可增加载体的渗透性，对合成纤维具有持久的静电防护作用。

优选的，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚可以是脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-5、AEO-7、AEO-9、AEO-10或几种的混合，增加渗透力。

本发明体系中，聚季胺盐-7为聚季铵盐阳离子型高分子聚合物，具有吸咐性、润湿性、柔软性、成膜性，常用于日化产品具有保湿、抗静电和滑爽感等效果。

优选的，所述的聚羧酸类螯合分散

本发明还提供了一种根据上述抗静电高性能纤维处理剂的制备方法，包括下述制备步骤：

1）、将水溶性聚酰亚胺加入水中搅拌溶解；

2）、依次边搅拌边加入聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇嵌段聚醚、聚季胺盐-7、脂肪醇聚氧乙烯醚，至完全分散溶解；然后，

3）、边搅拌边加入聚羧酸类螯合分散剂，调节体系的pH值至6-8；

4）、补加剩余的水，搅拌均匀，放置待溶液稳定，得到用于聚酰亚胺纤维的抗静电高性能纤维处理剂。

本发明提供一种根据上述的抗静电高性能纤维处理剂的应用，用于聚酰亚胺纤维的表面处理。本发明处理剂中的树脂成分，在聚酰亚胺纤维表面形成过渡层，有效提高其与树脂基体的浸润性，有利于纤维与树脂基体的机械啮合与化学结合。

本发明用于聚酰亚胺纤维表面处理的方法，包括下述步骤：

配制2-5%的工作液，放入料槽，将纤维浸入工作液中，时间为30-40s,温度为25-40℃，之后在120-180℃温度条件下干燥120-200s，收卷。

本发明也提供了一种根据上述的抗静电高性能纤维处理剂的应用，用于芳纶纤维的表面处理。

本发明用于芳纶纤维表面处理的方法，包括下述步骤：

配制2-5%的工作液，放入料槽，将纤维浸入工作液中，时间为30-40s,温度为25-40℃，之后在120-180℃温度条件下干燥120-200s，收卷。

本发明的优越性在于：本发明用于纤维表面处理，在纤维外面形成包裹层，改善纤维表面性能，赋予纤维优良的保湿、润滑、抗静电性能，可以减少纤维在纺纱、织造过程中产生的静电，纤维集束性提高，出现的毛丝减少，提高织造产品的质量。同时，本发明处理剂中的树脂成分，在纤维表面形成过渡层，有效提高其与树脂基体的浸润性，有利于纤维与树脂基体的机械啮合与化学结合。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

一种抗静电高性能纤维处理剂，包括以下原料：

水溶性聚酰亚胺 10份

聚乙二醇PEG-400 12份

聚丙二醇 PPG-600 7份

丙二醇嵌段聚醚（分子量2200） 15份

聚季胺盐-7 5份

脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 2份

水 49份

聚丙烯酸(40% ) 若干，调节pH值。

制备工艺：

1、将水溶性聚酰亚胺加入水中搅拌溶解；

2、依次边搅拌边加入聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇嵌段聚醚、聚季胺盐-7、脂肪醇聚氧乙烯醚，使完全溶解分散；

3、边搅拌边加入聚丙烯酸(固含量40% )分散剂，调节体系的pH值至6-8；

4、搅拌均匀，放置待溶液稳定。

本实施例制备的高性能纤维处理剂应用工艺，按下述步骤：

配制工作液：

5% 处理剂水溶液；

放入料槽，将聚酰亚胺长丝纤维（200D 江苏先诺新材料有限公司产）浸入工作液中，时间为30s,温度为30℃，之后进入干燥箱，干燥温度160℃，干燥时间150s，收卷。

应用本实施例1材料与未使用实施例1材料的质量比电阻(Ω·g/cm²)进行对比，见表1所示：

。

PI长丝的质量比电阻未加抗静电剂时在10¹²的数量级，施加5%本实施例抗静电高性能纤维处理剂后，质量比电阻降至10⁷的数量级，静电可以及时消除。

实施例2

一种抗静电高性能纤维处理剂，包括以下原料：

水溶性聚酰亚胺 5份

聚乙二醇PEG-1000 5份

聚丙二醇 PPG-400 10份

丙二醇嵌段聚醚（分子量2400） 20份

脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 2份

脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-5 0.5份

聚季胺盐-7 8份

水 49.5份

2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸（固含量50%）若干，调节pH值。

制备工艺：

1、将水溶性聚酰亚胺加入水中搅拌溶解；

2、依次边搅拌边加入聚乙二醇、聚丙二醇、丙二醇嵌段聚醚、聚季胺盐-7、脂肪醇聚氧乙烯醚，使完全溶解分散；

3、边搅拌边加入2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸 (固含量50% )分散剂，调节体系的pH值至6-8；

4、搅拌均匀，放置待溶液稳定。

本实施例制备的高性能纤维处理剂应用工艺，按如下步骤：

配制工作液：

4% 处理剂水溶液；

放入料槽，将芳纶1313长丝纤维（200D烟台泰和新材有限公司）浸入工作液中，时间为30s,温度为25℃，之后进入干燥箱，干燥温度120℃，干燥时间300s，收卷。

应用本实施例2材料与未使用实施例2材料的质量比电阻(Ω·g/cm²)进行对比，见表2所示：

。

芳纶1313长丝的质量比电阻未加抗静电剂时在10¹³的数量级，施加4%本实施例抗静电剂后，质量比电阻降至10⁷的数量级，静电可以及时消除。