CN114575146A - 一种聚丙烯腈用抗静电分散液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚丙烯腈用抗静电分散液及其制备方法，涉及纺织纤维技术领域。本发明的抗静电分散液是由0.2‑1份单壁碳纳米管，0.5‑4份分散剂，其余为溶剂构成。本发明制备的聚丙烯腈用抗静电分散液，颗粒之间形成大范围的三维网状电络，提升了聚丙烯腈纤维的延展性和机械强度，并且显著提高了抗静电能力。

Description

一种聚丙烯腈用抗静电分散液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯腈用抗静电分散液及其制备方法。
背景技术
聚丙烯腈纤维(腈纶，PAN)是世界范围内使用最广的合成纤维之一，改纤维质地蓬松，手感柔软，保暖性好，回弹性高，具有非常优异的耐酸碱性、抗生物降解性和较好的染色性等特点，是羊毛的替代品，有合成羊毛之称，在毛衣、毛毯等服装领域应用广泛。但是，由于它的疏水性和绝缘性，其静电现象严重，使产品易吸尘和受沾污，穿着时不舒适的感觉，衣裙容易缠腿，甚至有些场合静电还能引起火灾。为了满足人们日益增长的对于高品质纤维和面料的需求，人们开始着力改善其在生产和使用中的缺陷，使其具备良好的舒适性和吸湿性，又能杜绝静电现象。
目前对腈纶进行改性的方法主要是利用表面活性剂和抗静电剂对纤维进行亲水化处理，提高纤维的吸湿性，从而降低纤维的电阻率，加快电荷逸散；或者是对成纤高聚物进行共混、共聚、接枝改性引入亲水极性基团或在纤维内部添加抗静电剂，制取抗静电纤维。上述方案制备的纤维电阻为108-1010Ω·cm，其抗静电效果并不理想。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种聚丙烯腈用抗静电分散液，具有抗静电效果好、抗静电寿命长，对人体无害，可规模化工业化生产的特点。
本发明的聚丙烯腈用抗静电分散液是由如下重量份的原料组成：
0.2-1份单壁碳纳米管，0.5-4份分散剂，其余为溶剂。
优选地，所述单壁碳纳米管的直径为1.2-2.0nm，比表面积为800-1600m2/g，G/D比为≥100。
优选地，所述分散剂为聚萘甲醛磺酸钠盐，具体为
Figure BDA0003536551110000011
NN 8906。
优选地，所述溶剂为水。
本发明的另一目的是提供了所述聚丙烯腈用抗静电分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)分散：按比例称取原料并混合，然后使用搅拌机或辊磨机进行分散处理10-60min，转速为300r/min；
(2)均质：在将分散处理后的原料置于均质机中，在压力为200-1500bar，流量为100-1000L/h下进行均质处理，得到均质的聚丙烯腈用抗静电分散液。
优选地，本发明步骤(2)均质处理结束后需要控制出料温度不高于60℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的抗静电分散液可广泛用于抗静电工作服、无尘工作服、无菌工作服、炼油及石油部门的防爆型的特殊工作服，以及地毯、被单等日常生活用品中。
(2)本发明的抗静电分散液具有绿色环保无污染的特点。
(3)本发明组分简单只包括分散剂、溶剂以及单壁碳纳米管，具有成本低的特点。
(4)本发明采用高压均质机分散制备技术，利用高压下产生强烈的剪切，撞击以及空穴作用，使以液态为载体的固体颗粒得到超细微化，大大降低了分散液的粒径，提高了分散性，增加了其稳定性。
(5)本发明制备的聚丙烯腈用抗静电分散液，颗粒之间形成大范围的三维网状电络，提升了聚丙烯腈纤维的延展性和机械强度，并且显著提高了抗静电能力。
(6)本发明抗静电分散液的制备方法简单、可控、成本低廉，可用于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种聚丙烯腈用抗静电分散液是由如下重量份的原料组成：
0.5份单壁碳纳米管，2份聚萘甲醛磺酸钠盐，其余为水。
其中单壁碳纳米管的直径为1.8nm，比表面积为1200m2/g，G/D比为≥100。
本发明丙烯腈用抗静电分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)分散：按比例称取原料并混合，然后使用搅拌机或辊磨机进行分散处理50min，转速为300r/min；
(2)均质：在将分散处理后的原料置于均质机中，在压力为1000bar，流量为800L/h下进行均质处理，均质处理结束后需要控制出料温度不高于60℃，得到均质的聚丙烯腈用抗静电分散液。
实施例2
一种聚丙烯腈用抗静电分散液是由如下重量份的原料组成：
0.2份单壁碳纳米管，4份聚萘甲醛磺酸钠盐，其余为水。
其中单壁碳纳米管的直径为1.20nm，比表面积为800m2/g，G/D比为≥100。
本发明丙烯腈用抗静电分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)分散：按比例称取原料并混合，然后使用搅拌机或辊磨机进行分散处理60min，转速为300r/min；
(2)均质：在将分散处理后的原料置于均质机中，在压力为1500bar，流量为100L/h下进行均质处理，均质处理结束后需要控制出料温度不高于60℃，得到均质的聚丙烯腈用抗静电分散液。
实施例3
一种聚丙烯腈用抗静电分散液是由如下重量份的原料组成：
1份单壁碳纳米管，0.5份聚萘甲醛磺酸钠盐，其余为水。
其中单壁碳纳米管的直径为2.0nm，比表面积为1600m2/g，G/D比为≥100。
本发明丙烯腈用抗静电分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)分散：按比例称取原料并混合，然后使用搅拌机或辊磨机进行分散处理60min，转速为300r/min；
(2)均质：在将分散处理后的原料置于均质机中，在压力为200bar，流量为1000L/h下进行均质处理，均质处理结束后需要控制出料温度不高于60℃，得到均质的聚丙烯腈用抗静电分散液。
实施例4
一种聚丙烯腈用抗静电分散液是由如下重量份的原料组成：
0.8份单壁碳纳米管，3.5份聚萘甲醛磺酸钠盐，具体为
Figure BDA0003536551110000031
NN 8906，其余为水。
其中单壁碳纳米管的直径为1.5nm，比表面积为1000m2/g，G/D比为≥100。
本发明丙烯腈用抗静电分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)分散：按比例称取原料并混合，然后使用搅拌机或辊磨机进行分散处理20min，转速为300r/min；
(2)均质：在将分散处理后的原料置于均质机中，在压力为1100bar，流量为500L/h下进行均质处理，均质处理结束后需要控制出料温度不高于60℃，得到均质的聚丙烯腈用抗静电分散液。
检测方法：
1.稳定性：将抗静电分散液置于烘箱中在50℃下7天后，未发生凝固。
2.抗静电性能：在标准气候中平衡24h后，用电阻表和Hewlett Packard测量池测定纤维的比表面电阻或体积电阻，可以降低至102-104Ω。
需要说明的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例，显然本发明不仅仅限于以上实施例，还可以有其他变形。本领域的技术人员从本发明公开内容直接导出或间接引申的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种聚丙烯腈用抗静电分散液，其特征在于，由如下重量份的原料组成：
0.2-1份单壁碳纳米管，0.5-4份分散剂，其余为溶剂。
2.根据权利要求1所述聚丙烯腈用抗静电分散液，其特征在于，所述单壁碳纳米管的直径为1.2-2.0nm，比表面积为800-1600m2/g，G/D比为≥100。
3.根据权利要求1所述聚丙烯腈用抗静电分散液，其特征在于，所述分散剂为聚萘甲醛磺酸钠盐。
4.根据权利要求1所述聚丙烯腈用抗静电分散液，其特征在于，所述溶剂为水。
5.根据权利要求1-4任意一项所述聚丙烯腈用抗静电分散液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按比例称取原料并混合，然后使用搅拌机或辊磨机进行分散处理10-60min，转速为300r/min；
(2)在将分散处理后的原料置于均质机中，在压力为200-1500bar，流量为100-1000L/h下进行均质处理，得到均质的聚丙烯腈用抗静电分散液。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)均质处理结束后需要控制出料温度不高于60℃。
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