一种织物抗静电剂及织物抗静电整理工艺

摘要

本发明公开了一种织物抗静电剂及织物抗静电整理工艺，以四烷基一甲基二乙羟基溴化铵以及十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵作为抗静电剂，将其应用于织物中进行了抗静电整理，并对它们的抗静电性能进行了测试，得出了两种季铵盐抗静电剂的最佳整理工艺，当抗静电剂浓度为20g/l,浸泡时间为10min，烘培时间为5min，烘培温度为160℃时，整理后的织物具有较好的抗静电性能。

权利要求

1.一种织物抗静电剂，其特征在于：所述织物抗静电剂为季铵盐阳离子表面活性剂；

所述季铵盐阳离子表面活性剂为十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液或十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液；

所述十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液或十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液的质量浓度为20g/L。

2.一种织物抗静电整理工艺，其特征在于包括以下步骤：织物预处理后在质量浓度为20g/L的十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液或十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液中浸泡10min；

浸泡后在温度100℃环境中预干燥5min；

预干燥后在温度160℃环境中烘焙5min。

说明书

一种织物抗静电剂及织物抗静电整理工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种织物抗静电剂及织物抗静电整理工艺。

背景技术

[0002] 纺织静电起电的基本原理就是摩擦起电。纺织织物无论从纤维到布料甚至到加工成衣服的任何过程都会存在摩擦，一般物体在静止时是显电中性的，由于每个物体的结构都不尽相同，当两个物体之间相互接触，从而产生摩擦的时候，由于电子作用于两物体的程度不一样，就可以促使电荷在两物体之间的接触表面上移动，这样就能够形成两个不同的电荷层。由于受到外力的作用两物体就会分开，这时两个物体表面就会产生静电荷。至于哪个物体带正电，哪个物体带负电，这都与物体材料的组成，结构以及聚集状态等因素相关。一般来说，分子具有极性基团就比较容易带上正电，而非极性基团则多会带上负电。

[0003] 静电现象在纺织业带来的危害主要表现在织物在纺织加工成为平时穿着的衣服时的各个工序当中，其中主要有粘卷问题，梳理织物时由于静电作用，造成织物粘卷；缠绕问题，流水生产线上，织物间的摩擦容易产生静电，会跟机器缠绕在一起等问题。而对人体的危害主要表现在服装的穿着时，主要是在冬季，由于要穿各种不同材质的服装，在穿衣服或脱衣服的时候都会发生摩擦，产生静电缠附或吸附就可能会使人体皮肤感到刺痛或者不适。

[0004] 在易燃、易爆的公共聚集场所，人体很可能就会成为起火源。据有关报道，人体产生的静电甚至会产生火花，其瞬间功率可能达到几十瓦甚至更高瓦，因此常有报道人体产生静电放电引爆引燃事，国内有关报道，由于脱去尼龙纱过程中产生的静电放电而造成液化气着火，还有在解除防毒面具引起燃烧等报道。日本也报道过：由于服装和人体静电引起的着火事 故，大约占总静电放电事故中的10％。由此可见，静电现象的常见性和危害性。

[0005] 目前市场上存在不少抗静电剂，但是大多数的抗静电剂的抗静电性能都很难长久，这样使用这样抗静电剂时要根据织物的性能，选择正确的抗静电剂或表面活性剂，选择合适的工艺方式，可以得到良好的抗静电功效。

发明内容

[0006] 本发明的首要目的在于提出一种流程短、投资少、见效快的织物抗静电剂及织物抗静电整理工艺。为实现上述目的本发明的具体方案如下：

[0007] 一种织物抗静电剂，所述织物抗静电剂为季铵盐阳离子表面活性剂。

[0008] 优选的，所述季铵盐阳离子表面活性剂为十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液或十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液。

[0009] 优选的，所述十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液或十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液的质量浓度为5～40g/L。

[0010] 优选的，所述十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液或十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液的质量浓度为20g/L。

[0011] 本发明还公开了一种织物抗静电整理工艺，包括以下步骤：

[0012] 织物预处理后在季铵盐阳离子表面活性剂中浸泡5～20min；

[0013] 浸泡后在温度100℃环境中预干燥5min；

[0014] 预干燥后在温度140～180℃环境中烘焙3～6min。

[0015] 优选的，织物预处理后的浸泡时间为10min。

[0016] 优选的，预干燥后在温度160℃环境中烘焙5min。

[0017] 优选的，所述季铵盐阳离子表面活性剂为十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液或十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液。

[0018] 优选的，所述十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液或十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液的质量浓度为5～40g/L。

[0019] 优选的，所述十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液或十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵水溶液的质量浓度为20g/L。

[0020] 本发明提供的一种织物抗静电剂及织物抗静电整理工艺以十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵和十六烷基一甲基二乙羟基溴化这两种季铵盐作为抗静电剂，作为抗静电整理织物分别是棉布，涤纶和无纺布。通过改变抗静电剂浓度，浸渍时间，烘培温度，以及烘培时间等工艺条件，然后用ZC36型高阻计测量抗静电整理前后的织物的表面电阻率和体积电阻率，通过比较各个不同工艺条件下整理过的织物的表面电阻率和体积电阻率，得出3种织物抗静电性能最好时的工艺条件。

具体实施方式

[0021] 1.季铵盐阳离子表面活性剂的抗静电原理

[0022] 季铵盐作为抗静电剂的机理在织物表面形成导电层，其作用主要体现在如下3方面：电中和，平滑以及导电性。

[0023] 季铵盐阳离子表面活性剂属于阳离子型抗静电剂，离子型抗静电剂大部分以浸渍，喷洒，外表涂覆与原料相互作用，其亲水基显极性，可以吸附四周水份，另外还可以中和材料表面的异号电荷；而它的亲油基能够与树脂及高聚物牢固结合。这就是电中和作用。

[0024] 平滑是指在织物经过抗静电处理之后，抗静电剂会透出材料的表面，抗静电剂分子以多个分子层顺序排列，分子层的层数越多表示总分子取向度就越低，分子层与分子层之间平滑的现象就会越明显，这样不仅可以减少摩擦，还能减少摩擦接触面积，可以使摩擦系数减小，从而减少静电作用，而且摩擦时间越长，抗静电剂表层的分子排列层便会慢慢消失，这时排在下面的分子层就会迁移到表面，继续起平滑作用。

[0025] 导电功能：季铵盐阳离子表面活性剂的抗静电效果主要表现为吸湿性，当表面活性剂分子的表面形成吸附层出不断，水分子可以吸附空气中，被抗静电剂的亲水基吸附的水层将作为导电薄膜，从而提高材料表面的吸湿性能。

[0026] 2.实验部分

[0027] 2.1实验材料

[0028] 2.1.1织物种类

[0029]

[0030] 2.2织物抗静电整理工艺

[0031] 抗静电剂的浓度：十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵(5g/L～40g/L)；十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵(5g/L～40g/L)

[0032] 整理工艺条件：浸泡时间(5min～20min)，预干燥温度(100℃×5min)，烘烤温度(140℃～180℃)，烘烤时间(3～6min)

[0033] 工艺流程：不同的织物预处理(，烘干后分别在两种不同浓度的抗静电剂溶液中浸渍(5min～20min)→预烘(100℃×6min)→烘培(140℃～180℃)×(3min～6min)→测试织物的抗静电性能

[0034] 2.3织物的抗静电性能测定

[0035] 参照GB/T 16801-1997《织物调理剂抗静电性能的测定》，用ZC36型 高绝缘电阻测量仪测量织物的表面电阻率和体积电阻率。

[0036] 2.4实验步骤

[0037] 2.4.1织物前期处理

[0038] (1)先将供实验的织物裁剪成10cm×10cm，共20块布片，然后将样品投入到2L浓度为2g/L中性干皂溶液，温度约为40℃，浸泡20min，搅动洗涤30min，脱水。再用约为40℃温水漂洗5min，脱水。共漂洗，脱水3次。将洗好的织物放在玻璃皿上，将其烘干。

[0039] (2)将烘干的织物进行去油处理，所用仪器为索氏提取器(略)

[0040] 2.4.2织物表面电阻率、体电阻率的测量(略)

[0041] 3.实验结果讨论与分析

[0042] 3.1不同的整理工艺对织物抗静电性能的影响

[0043] 3.1.1不同的抗静电剂浓度的影响

[0044] 表3.1不同浓度的抗静电剂对织物性能影响

[0045]

[0046]

[0047] 调配十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵和十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵抗静电溶液浓度依次为5g/L,10g/L,20g/L,30g/L,40g/L，按照工艺2.2，浸渍时间10min，烘培温度为160℃，烘培时间为5min，分别对三种不同的织物进行抗静电整理，然后测试三种织物的抗静电性能，测试结果如表3.1。

[0048] 由表3.1可以得出，织物在用两种季铵盐抗静电剂处理前后抗静电性能明显的增加了，而对于这两种季铵盐抗静电而言，织物的抗静电性能会随着抗静电剂液的浓度增加，表面电阻率和体电阻率都会增加，但是随着浓度增加，抗静电性能增加得不明显，而且十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵抗静电剂的检测结果比十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵抗静电剂少，表明了十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵的抗静电效果明显优于十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵，而且当两种季铵盐抗静电剂浓度达到20g/L时，织物的抗静电性趋于稳定。对于三种织物，白色无纺布的抗静电性能较其他两种要弱。用十四烷季铵盐抗静电剂处理后的织物手感比十六烷季铵盐抗静电剂柔软。从颜色上来看，十四烷季铵盐配置成的抗静电整理液透明，清澈，而用十六烷的整理液比较浑浊。

[0049] 对上述结果分析：用两种季铵盐抗静电剂整理过后的织物的抗静电性能明显改善，表面电阻率从1015Ω降低到109Ω或108Ω，但整理液浓度达到一定值时，抗静电效果增加不明显，主要原因是抗静电剂与织物表面形成连续的导电膜，达到一定值时，两者结合率达到饱和值，所以再增加抗静电剂浓度，效果增加不明显。综合经济效益，十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵抗静电剂浓度最佳为20g/L。

[0050] 3.1.2不同浸渍时间的影响

[0051] 将十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵和十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵配置成20g/L的整理液，然后将不同织物依次浸渍5min，10min，15min，20min，再按照工艺2.2，分别对三种织物进行抗静电处理，然后测试织物的抗静电性能，结果如表3.2：

[0052] 由表3.2可以看出，保持其他工艺不变的情况下，浸渍时间对织物抗静电性能的影响主要在浸渍5min到10min那里有变化，但是10min到20min之后的变化不明显，几乎趋向于平缓。

[0053] 表3.2抗静电剂在不同浸渍时间对织物性能影响

[0054]

[0055] 对以上结果的分析：浸渍时间在5min时，季铵盐抗静电剂整理液浸渍织物不充分，致使织物未能与抗静电剂完全很好的结合在一起形成导电层，当浸渍时间10min或更长时间之后，此时抗静电剂与织物已经很好的结合在一起，所以随着时间的推移，抗静电效果依然不会产生明显的变化。

[0056] 3.1.3不同烘培温度的影响

[0057] 将十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵和十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵配制成浓度为20g/L的溶液，按照本文2.2工艺下分别浸渍三种织物，预烘(100℃，5min)，后分别在140℃，150℃，160℃，170℃，180℃下烘培5min，让这些织物在室温的条件下放置1小时，然后测试各种织物的抗静电性能，并进行比较。结果如表3.3：

[0058] 表3.3抗静电剂不同烘培温度对织物性能影响

[0059]

[0060] 由表3.3看出，控制其他工艺条件不变，烘培温度对织物的抗静电性有一定的影响，但是影响较小，织物的表面电阻率和体电阻率大体上呈现以下趋势：随温度的不断升高，它的测量值会越来越小，实验表明当温度达到160℃之后，测量值又会继续上升。

[0061] 对以上结果分析，温度上升时，两种季铵盐抗静电剂的抗静电性能都会有所提升，主要原因是温度升高使织物与季铵盐抗静电结合得更加紧密，从而使抗静电性能提高，在较低的烘焙温度下，晶核生成的速率与结晶的速率相对来说比较缓慢，这种条件下抗静电剂分子与织物表面结合能力差，很难形成稳定且均匀的电导薄膜；当慢慢升高烘焙温度条件下，晶核生成的速率和结晶的速率都随之越来越大，这样可以使抗静电剂与织物表面相互间的作用力也随之加大，但是达到一定温度时，晶体生成的速率、结晶的速率都将呈下降趋势，抗静电性能逐渐稳定下来。在温度高于160℃之后，两种季铵盐的抗静电性能都会有所下降，其原因是，季铵盐在高温情况下可能会产生热分解，致使抗静电性能下降。

[0062] 3.1.4不同烘培时间的影响

[0063] 将十四烷基一甲基二乙羟基溴化铵和十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵配制成浓度为20g/L的溶液，预烘(100℃，5min)后在烘培温度160℃下烘培，按照本文2.2工艺下，烘培时间分别是3min，4min，5min，6min，让这些织物在室温的条件下放置1小时，然后测试各种织物的抗静电性能，并进行比较。结果如表3.4：

[0064] 表3.4抗静电剂不同烘培温度对织物性能影响

[0065]

[0066]

[0067] 由表3.4可知，对于两种季铵盐抗静电剂而言，当烘培时间在3min到5min之间时，晶体生长速率、结晶速率都处于增长期，所以这时候的抗静电性能有上升趋势，变化较大，当烘培的时间达到5min时，它们的抗静电性能基本达到最佳，抗静电剂晶体生长速率和结晶速率达到最大值，此时，季铵盐抗静电剂与织物表面很好的结合在一起，随着时间增长不会再有增加，但如果时间继续增加的话，很可能会致使抗静电剂分子热裂解，使抗静电剂的抗静电效果失效。

[0068] 4.结论

[0069] 四烷基一甲基二乙羟基溴化铵以及十六烷基一甲基二乙羟基溴化铵作为抗静电剂，将其应用于白色棉布、白色涤纶以及白色无纺布三种织物中进行了抗静电整理，并对它们的抗静电性能进行了测试，得出了两种季铵盐抗静电剂的最佳整理工艺，当抗静电剂浓度为20g/l,浸泡时间为10min，烘培时间为5min，烘培温度为160℃时，整理后的织物具有较好的抗静电性能。

[0070] 上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，