本發明涉及織物后整理領域,具體涉及一種高耐久性靜電劑的加工工藝。
背景技術:
大多數化纖織物摩擦后會產生負電荷,因而需采用防靜電液進行整理,為確保穿著的舒適性和安全性,對織物進行抗靜電整理是極有必要的,防靜電液是一類重要的織物后整理助劑。陽離子型表面活性劑具有優異的抗靜電效果,其中以季銨鹽型為主,廣泛用于合成纖維,但這類防靜電液的相對分子質量較低,且纖維表面反應基團較少,防靜電液難以在纖維表面附著,則使得實際應用中這類防靜電液具有耐洗牢度差、耐摩擦牢度較低,且對已染色織物易造成變色等缺點。目前的高分子型抗靜電整理劑絕大部分為溶劑型整理劑,具有整理加工成本高、易造成環境污染的缺點。總之目前高性能新品種防靜電液生產能力弱,品種較少,尚不能完全滿足目前需求。
水性聚氨酯具有環保、無醛、高性能的優點,結構可調節設計,綜合性能優異,水性聚氨酯作為織物整理劑,可賦予織物良好的彈性,柔軟和爽滑的手感,目前水性聚氨酯在紡織印染助劑領域已有較多的應用,其中可用作防靜電液。
石墨烯是novoselov和andregeim發現的新型碳材料,具有優異的物理化學性能,比如具有極強的導電性能、超高的比表面積等,目前關于石墨烯已進行了較廣泛的研究,而且在一些領域已實現應用,但石墨烯在紡織印染助劑方面的研究和應用仍然較少。
中國專利cn103469555a公開了一種防紫外線抗靜電石墨烯涂層紡織面料的加工工藝,該方法將石墨烯溶液震蕩分散后加入到水溶性聚氨酯溶液中,由于石墨烯的水溶性較差,強力震蕩分散后,容易產生沉淀分層,而且石墨烯與水溶性聚氨酯僅是物理共混,耐水洗及耐久性較差。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供了一種新型高耐久防靜電液的加工工藝,解決現有技術中防靜電液品種較少,抗靜電原理單一,抗靜電效率較低,耐水洗、耐久性差的問題。
為實現上述目的,本發明采用如下技術方案:
一種高耐久防靜電液,該防靜電液為改性石墨烯化學接枝改性水性聚氨酯,其中石墨烯占0.5%~5%,水性聚氨酯占95%~99.5%。
所述高耐久防靜電液,改性石墨烯為氧化石墨烯還原改性制得。
所述高耐久防靜電液,水性聚氨酯為陰非離子型水性聚氨酯。
所述高耐久防靜電液,水性聚氨酯為封閉型水性聚氨酯。
所述高耐久防靜電液,水性聚氨酯的分子量為2萬~6萬。
所述的改性石墨烯化學接枝改性水性聚氨酯,其特征在于利用氧化石墨烯表面羥基與聚氨酯中異氰酸酯基反應,具體包括如下步驟:
(1)羥基多元醇脫水處理,在惰性氣氛下,將二異氰酸酯和羥基多元醇反應1~4小時,然后加入親水擴鏈劑反應0.5-2小時,添加適量丙酮調節粘度,得到聚氨酯預聚體;
(2)加入氧化石墨烯,在催化劑作用下反應1~2小時,加入封閉劑,反應至無nco后,加入一定量還原劑,反應2~6小時,加入中和劑中和10~30min,高速攪拌下加入去離子水,減壓蒸餾脫除丙酮,制得石墨烯化學改性水性聚氨酯。
步驟(1)所述的二異氰酸酯選自異佛爾酮二異氰酸酯(ipdi)、甲苯二異氰酸酯(tdi)、二苯甲烷二異氰酸酯(mdi)、六亞甲基二異氰酸酯(hdi)、二環己基甲烷二異氰酸酯(hmdi)中的一種或多種。
步驟(1)所述的羥基多元醇為聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇3000、聚乙二醇4000中的一種或多種。
步驟(1)所述的親水擴鏈劑為二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸中的一種。
步驟(1)所述的羥基多元醇、二異氰酸酯、擴鏈劑的摩爾比為1:2~4:0.5~1。
步驟(2)所述的氧化石墨烯的細度為0.5~5um,純度>96%。
步驟(2)所述的催化劑為環保型有機鉍催化劑。
步驟(2)所述的封閉劑為亞硫酸氫鈉、丁酮肟、苯酚中的一種。
步驟(2)所述的還原劑為水合肼、硼氫化鈉、乙二胺中的一種。
步驟(2)所述的還原劑與氧化石墨烯的質量比為1~3:1。
步驟(2)所述的所述的中和劑為三乙胺、氨水、氫氧化鈉中的一種。
本發明的優點和有益效果在于:
1、同時利用石墨烯的優異導電性和水性聚氨酯的吸濕性導電兩個抗靜電原理,更易提高抗靜電效率。
2、石墨烯與水性聚氨酯化學鍵連接,結合更牢,不易產生分層沉淀現象。
3、采用封閉型聚氨酯,提高與纖維的結合力,提高耐水洗,耐久的抗靜電性能。
具體實施方式
下面結合具體實施例,對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案,而不能以此來限制本發明的保護范圍。
實施例1
將100g聚乙二醇1000脫水處理,在惰性氣氛下,將34.8g甲苯二異氰酸酯和聚乙二醇1000在60℃反應4小時,然后加入6.7g親水擴鏈劑二羥甲基丙酸在60℃反應2小時,添加適量丙酮調節粘度,得到聚氨酯預聚體,加入0.7g氧化石墨烯,加入有機鉍催化劑,60℃反應1小時,加入1.4g亞硫酸氫鈉,反應至無nco后,加入2.1g還原劑水合肼,繼續反應2小時,加入中和劑三乙胺中和10min,高速攪拌下加入去離子水,減壓蒸餾脫除丙酮,制得改性石墨烯化學接枝改性水性聚氨酯防靜電液。
實施例2
將100g聚乙二醇1000脫水處理,在惰性氣氛下,將42g六亞甲基二異氰酸酯和聚乙二醇1000在60℃反應4小時,然后加入8g親水擴鏈劑二羥甲基丙酸在40℃反應2小時,添加適量丙酮調節粘度,得到聚氨酯預聚體,加入1.5g氧化石墨烯,加入有機鉍催化劑,60℃反應1小時,加入1.5g丁酮肟反應至無nco后,加入3g乙二胺還原劑,繼續反應2小時,加入中和劑氫氧化鈉中和20min,高速攪拌下加入去離子水,減壓蒸餾脫除丙酮,制得改性石墨烯化學接枝改性水性聚氨酯防靜電液。
實施例3
將50g聚乙二醇2000脫水處理,在惰性氣氛下,將22.3g異佛爾酮二異氰酸酯和聚乙二醇2000在90℃反應1小時,然后加入3.7g親水擴鏈劑二羥甲基丁酸在50℃反應4小時,添加適量丙酮調節粘度,得到聚氨酯預聚體,加入3.8g氧化石墨烯,加入有機鉍催化劑,50℃反應2小時,加入0.76g苯酚反應至無nco后,加入1.52g還原劑,繼續反應6小時,加入中和劑氨水中和30min,高速攪拌下加入去離子水,減壓蒸餾脫除丙酮,制得改性石墨烯化學接枝改性水性聚氨酯防靜電液。
為了更好的了解抗靜電效果,按gb/t12703.1檢測,織物為滌綸針織布,結果見表1。
整理工藝:浸軋→烘干(100℃)→焙烘(160℃,1min)→回潮→測試→洗滌→烘干→回潮→測試。
表1各實施例抗靜電效果對比
從表1數據看出,實施例所得防靜電液均具有優異的抗靜電性能,而且洗10次之后仍然有較好的抗靜電性能。