一种防静电棉质面料及其制备方法

技术领域

本发明属于面料的制备技术领域，具体涉及一种防静电棉质面料及其制备方法。

背景技术

当两种不同物质互相摩擦时，在两种物质之间会发生电子移动，电子由一种物质表面转移到另一种物质表面，于是前者失去电子而带正电，后者得到电子而带负电，便产生静电。静电是在生产、生活中普遍存在的一种自然现象。干燥的气候，化纤、塑料的广泛应用，静电的累积不可避免，严重的静电放电会灼伤人的皮肤，对安全造成严重影响。

生活中，带有异性电荷的灰尘会因静电附着在织物表面，上衣和裤子为不同材料时，不同极性的电荷造成相互吸引，出现衣服和衣服相互纠缠、衣服对人体纠缠的现象。由于电荷对安全造成一定危害，在工作中消除人体衣服上的电荷是一件重要的工作。

棉质面料被广泛应用于防静电面料，但是，棉质面料的防静电的耐久性差，水洗易失去防静电功能。聚苯胺和SiC具有导电性，两者可用于防静电面料的材料，但是，将其复合使用来提高防静电具有难度，一是两者的复合困难，二是两者与面料的结合难度大。

技术方案

针对现有技术的缺陷，本发明的第一个目的在于提供一种防静电棉质面料，该面料具有较好的防静电功能。

本发明所述的一种防静电棉质面料可通过如下方法制得：首先，制得SiC溶胶；其次，制得聚吡咯溶液；再次，将聚吡咯溶液加入到SiC溶胶，得到复合溶胶；从次，将复合溶胶与聚氨酯涂层剂混合，制得复合涂层剂；最后，将复合涂层剂涂覆在棉质面料表面，制得防静电棉质面料。

本发明的第二个目的在于提供一种防静电棉质面料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将无水乙醇、去离子水和10wt％盐酸水溶液混合，制得混合溶液a；将酚醛树脂、四乙氧基硅烷溶解于无水乙醇中，制得混合溶液b；将混合溶液a缓慢滴加入混合溶液b，滴加时间为1～3小时；滴加完成后，搅拌1～3小时；搅拌结束后，静置陈化3～6小时；整个过程控制体系温度为：70～85℃；制得SiC溶胶。

优选地，所述混合溶液a中无水乙醇、去离子水和10wt％盐酸水溶液的体积比为(30～40)mL∶(30～40)mL∶(10～20)mL；所述混合溶液b中酚醛树脂、四乙氧基硅烷和无水乙醇的体积质量比为1g∶(10～15)mL∶(30～50)mL。

(2)称取过硫酸铵，将其溶于pH＝3的醋酸水溶液中，在磁力搅拌下，加入吡咯单体和偶氮苯-4，4-二羧酸，继续磁力搅拌30～60min，制得聚吡咯溶液。

优选地，所述过硫酸铵、偶氮苯-4，4-二羧酸、醋酸水溶液和吡咯的用量比为1g∶(0.1～0.3)g∶(50～70)mL∶(3～5)mL。

(3)将聚吡咯溶液加入到SiC溶胶中，再磁力搅拌1～3h；静置1～3h后，得到复合溶胶。

优选地，所述聚吡咯溶液与SiC溶胶的用量比为1mL∶(3～5)mL。

(4)将复合溶胶与聚氨酯涂层剂混合，制得复合涂层剂。

优选地，所述复合溶胶与聚氨酯涂层剂的用量比为1mL∶(10～20)mL。

(5)将复合涂层剂涂覆在棉质面料表面，于70～80℃干燥3～5小时，制得防静电棉质面料。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

(1)聚吡咯和SiC具有导电性，其可用于防静电面料的材料；但是，其很难附着于面料表面。本发明采用聚氨酯涂层剂作为载体，创造性地实现了聚吡咯和SiC附着于涤纶面料。

(2)聚吡咯和SiC均具有导电性，但通过将二者复合使用来提高其导电性能具有难度；本发明采用吡咯单体聚合制得溶液，该溶液与SiC溶胶具有很好的相容性，从而实现了聚吡咯和SiC的复合使用。

(3)按GB 12014—2009的测试方法，本发明制备的防静电棉质面料的点对点电阻达到8.5×10

具体实施方式

实施例1

一种防静电棉质面料，采用如下方法制备：

(1)将35mL无水乙醇、35mL去离子水和15mL 10wt％盐酸水溶液混合，制得混合溶液a；将1g酚醛树脂、12.5g四乙氧基硅烷溶解于40mL无水乙醇中，制得混合溶液b；将混合溶液a缓慢滴加入混合溶液b，滴加时间为2小时；滴加完成后，搅拌2小时；搅拌结束后，静置陈化4.5小时；整个过程控制体系温度为：78℃；制得SiC溶胶。

(2)称取1g过硫酸铵，将其溶于60mLpH＝3的醋酸水溶液中，在磁力搅拌下，加入4mL吡咯单体和0.2g偶氮苯-4，4-二羧酸，继续磁力搅拌45min，制得聚吡咯溶液。

(3)将20mL聚吡咯溶液加入到80mL SiC溶胶中，再磁力搅拌2h；静置2h后，得到复合溶胶。

(4)将100mL复合溶胶与1500mL聚氨酯涂层剂混合，制得复合涂层剂。

(5)将复合涂层剂涂覆在棉质面料表面，于75℃干燥4小时，制得防静电棉质面料a。

实施例2

一种防静电棉质面料，采用如下方法制备：

(1)将30mL无水乙醇、30mL去离子水和10mL 10wt％盐酸水溶液混合，制得混合溶液a；将1g酚醛树脂、10mL四乙氧基硅烷溶解于30mL无水乙醇中，制得混合溶液b；将混合溶液a缓慢滴加入混合溶液b，滴加时间为1小时；滴加完成后，搅拌1小时；搅拌结束后，静置陈化3小时；整个过程控制体系温度为：70℃；制得SiC溶胶。

(2)称取1g过硫酸铵，将其溶于50mLpH＝3的醋酸水溶液中，在磁力搅拌下，加入3mL吡咯单体和0.1g偶氮苯-4，4-二羧酸，继续磁力搅拌30min，制得聚吡咯溶液。

(3)将20mL聚吡咯溶液加入到60mL SiC溶胶中，再磁力搅拌1h；静置1h后，得到复合溶胶。

(4)将50mL复合溶胶与500mL聚氨酯涂层剂混合，制得复合涂层剂。

(5)将复合涂层剂涂覆在棉质面料表面，于70℃干燥3小时，制得防静电棉质面料b。

实施例3

一种防静电棉质面料，采用如下方法制备：

(1)将40mL无水乙醇、40mL去离子水和20mL 10wt％盐酸水溶液混合，制得混合溶液a；将1g酚醛树脂、15mL四乙氧基硅烷溶解于50mL无水乙醇中，制得混合溶液b；将混合溶液a缓慢滴加入混合溶液b，滴加时间为3小时；滴加完成后，搅拌3小时；搅拌结束后，静置陈化6小时；整个过程控制体系温度为85℃；制得SiC溶胶。

(2)称取1g过硫酸铵，将其溶于70mLpH＝3的醋酸水溶液中，在磁力搅拌下，加入5mL吡咯单体和0.3g偶氮苯-4，4-二羧酸，继续磁力搅拌60min，制得聚吡咯溶液。

(3)将20mL聚吡咯溶液加入到100mL SiC溶胶中，再磁力搅拌3h；静置3h后，得到复合溶胶。

(4)将100mL复合溶胶与2000mL聚氨酯涂层剂混合，制得复合涂层剂。

(5)将复合涂层剂涂覆在棉质面料表面，于80℃干燥5小时，制得防静电棉质面料c。

对比例A

以实施例1为对比，在本对比例A中，不掺加SiC溶胶，即将步骤(1)不予实施，其它制备方法按实施例1的制备方法实施，制得防静电棉质面料d。

对比例B

以实施例1为对比，在本对比例B中，不掺加聚吡咯溶液，即将步骤(2)中不予实施，其它制备方法按实施例1的制备方法实施，制得防静电棉质面料e。

对比例C

以实施例1为对比，在本对比例C中，不掺加偶氮苯-4，4-二羧酸，即将步骤(2)“加入4mL吡咯单体和0.2g偶氮苯-4，4-二羧酸”调整为“加入4mL吡咯单体”，其它制备方法按实施例1的制备方法实施，制得防静电棉质面料f。

性能评价测试：

选取本发明中上述具体实施例1～3和对比例A～C制备得到的防静电棉质面料a、b、c、d、e和f。防静电功能测试参照GB 12014—2009《防静电服》，点对点电阻和带电电荷量作为防静电功能评价指标。其中，点对点电阻参考GB 12014—2009附录A，带电电荷量参考GB 12014—2009附录B的测试方法，测试条件：温度：(20±5)℃，相对湿度：(35±5)％。测试结果如表1所示。

表1

由表1可见，对实施例1～3和对比例A～C制备得到的防静电棉质面料a、b、c、d、e和f的点对点电阻和带电电荷量比较，可以看出，对实施例1～3在防静电指标方面明显优于对比例A～C。性能评价测试结果表明：SiC溶胶的掺加、聚吡咯的掺加和偶氮苯-4，4-二羧酸掺杂整理均对棉质面料的防静电功能有重要影响。