一种抗静电尼龙610制备方法及其牙刷丝的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料领域，尤其涉及一种抗静电尼龙610的制备方法，以及用该抗静电尼龙610制备的牙刷丝。
【背景技术】
[0002]聚酰胺俗称尼龙，种类繁多，主要品种有:尼龙_6、尼龙-66、尼龙-610、尼龙-12、尼龙-1010、尼龙-43等。其中尼龙610在尼龙家族中占有很重要的位置，是美国杜邦公司1941年开发成功的，其性能在很多方面与尼龙66类似，同时又具有吸水性小，制品尺寸稳定性好，电器电绝缘性优异、刚度低等优点。20世纪50年代开始生产和应用，以取代金属材质满足下游工业制品轻量化、低成本的要求，所以在机械制造、交通运输及日用品中广泛用作齿轮、补衬、密封材料、输油管、储油容器、绝缘材料、仪表壳、刷丝等工业部门及生活用品中得到广泛地应用。尼龙610由于刚性适中、抗倒毛性能较好，可以延长牙刷的使用寿命，因此尼龙610树脂逐步取代尼龙6、尼龙66、尼龙612、尼龙1010树脂，越来越多用于牙刷丝的制造。但尼龙系列的牙刷丝由于尼龙本身是极性材质，在生产、储存、使用过程中容易由于摩擦产生静电而可能导致火灾，存在安全隐患。如申请号为2005100281881的发明专利公开了一种用于牙刷丝的材料及其制备方法，该发明通过在普通尼龙(尼龙6、尼龙66)聚合时加入长碳链尼龙树脂，利用酰胺基交换反应，在普通尼龙里引入吸水率非常低的长碳链尼龙链段；并用含有单个能与聚酰胺共聚的基团和憎水基团的单体对聚酰胺进行封端；加入成核剂以提高尼龙结晶度。使普通尼龙的48h饱和吸水率由7%下降至2%或更低。另外还改进了普通尼龙的成型收缩率，保持了尼龙良好的耐磨性和弹性回复性。其模量与尼龙612相当，保证了其刷丝在丝径相同的情况下，口感和功用与尼龙612刷丝相同。申请号为971117543的发明专利公开了一种一种药物尼龙牙刷丝，该牙刷丝，由尼龙1010、氟化钠、氟化锶氟化钙、氟化胺和单氟磷酸钠等组成，该发明优点是:具有防龋、脱敏、抑菌、固齿和自洁等五大功能，同时具有防治牙龋出血、牙周炎、牙龈炎、老年牙齿松动、抑制口腔细菌滋生和牙刷本身自行清洁的功效。
[0003]从报道的资料看均未涉及牙刷丝的抗静电性，致使牙刷丝在生产、储存、使用过程中表面容易积聚静电荷，一旦积聚的静电荷量超过周围环境气体的击穿场强时，会产生静电放电，发生爆炸、火灾、电击等危害。研发成本较低的抗静电尼龙610及其牙刷丝具有重要的应用意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种抗静电尼龙610的制备方法，同时提供用该抗静电尼龙610制成的牙刷丝，该牙刷丝具有良好的抗静电性和耐磨性。
[0005]本发明通过以下技术方案实现:
将等摩尔比的癸二酸与己二胺混合中和，形成酰胺盐，并配成酰胺盐水溶液；将反应性抗静电剂、催化剂和抗氧剂依次加入反应体系中，反应体系升温至220?255°C，升压至1.2?1.8MPa，持续反应I?3小时；反应结束后，体系继续升温至240°C?260°C进行脱水，脱水后降至常温常压，制得抗静电尼龙610。
[0006]本发明进一步改进方案是:
所述反应性抗静电剂为抗静电剂SN (硬脂酰胺丙基二甲基-β -羟乙基铵硝酸盐)、抗静电剂609 (N，N’-双(2-羟基乙基)-N- (3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲胺硫酸甲酯盐)或抗静电剂SP (硬脂酰胺丙基二甲基-β -羟乙基铵二氢磷酸盐)中一种或两种以上混入口 ο
[0007]所述催化剂为碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、磷酸一氢钠或磷酸二氢钠中一种或两种以上混合。
[0008]所述抗氧剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或氯化亚锡中一种或两种以上混合。
[0009]所述酰胺盐、反应性抗静电剂、催化剂和抗氧剂的重量份配比为100:1?5:0.05 ?0.5:0.05 ?0.2。
[0010]所述脱水温度为250°C?260°C ;所述酰胺盐水溶液固含量为50%?70% ;所述常温为20-30°C，所述常压为一个标准大气压0.1MPa0
[0011]将制得的抗静电尼龙610纺丝即得到抗静电尼龙610牙刷丝。
[0012]与现有技术相比本发明具有以下有益效果:
1)本发明所使用的抗静电剂为反应性抗静电剂，作为一种反应单体参加反应，并以化学键的形式结合到尼龙610的主链或侧链上去，使尼龙610本身含有抗静电成分，稳定性好，无毒，适合做牙刷丝；
2)本发明制得的抗静电尼龙610牙刷丝具有良好的抗静电性，表面电阻率由纯尼龙610的114Ω.cm以上降为111 Ω.cm以下，满足了牙刷丝对于抗静电的要求；
3)除了良好的抗静电性以外，本发明制得的抗静电尼龙610牙刷丝由于反应性抗静电剂提高了分子间作用力，因此具有较好的耐磨性，磨损率比纯尼龙610牙刷丝减少10倍以上，可以大大提高牙刷丝的使用寿命；
4)本发明中用于制备抗静电尼龙610牙刷丝的设备简单，有效降低了成本；
5)本发明中抗静电尼龙610牙刷丝的通过高压进行制备，有效地缩短了成型周期，提高了生产效率。
【具体实施方式】
[0013]在实施例中表面电阻率测试参照国家标准GB/T 1410-2006，采用ZC36型高阻计进行测试；磨损率测试在MM-200磨损试验机上按GB 3960-1983进行。
[0014]实施例1
首先在高压反应釜中将36.5g的己二胺与63.5g的癸二酸中和成60%固含量的酰胺盐水溶液，然后加入1.1g抗静电剂SN，0.06g碳酸钠，0.07g辛酸亚锡，将反应体系升温至224°C，压力1.3MPa，保压3h ;随后温度升温至258°C，脱水，降压至常温常压，制得抗静电尼龙610。将抗静电尼龙610纺丝即得到抗静电尼龙610牙刷丝。该抗静电尼龙610牙刷丝的表面电阻率为9.3 X 19 Ω.cm,磨损率为0.23 X 10 6mm3/Nm。
[0015]实施例2
首先在高压反应釜中将36.5g的己二胺与63.5g的癸二酸中和成60%固含量的酰胺盐水溶液，然后加入2.5g抗静电剂609，0.20g碳酸氢钠，0.12g 二月桂酸二丁基锡，将反应体系升温至232°C，压力1.4MPa，保压2.5h ;随后温度升温至250°C，脱水，降压至常温常压，制得抗静电尼龙610。将抗静电尼龙610纺丝即得到抗静电尼龙610牙刷丝。该抗静电尼龙610牙刷丝的表面电阻率为3.8 XlO9Q.cm，磨损率为0.26X10 W/Nm0
[0016]实施例3
首先在高压反应釜中将36.5g的己二胺与63.5g的癸二酸中和成60%固含量的酰胺盐水溶液，然后加入5g抗静电剂SP，0.48g磷酸三钠，0.19g氯化亚锡，将反应体系升温至255°C，压力1.7MPa，保压1.2h ;随后温度升温至258°C，同时脱水，降压至常温常压，制得抗静电尼龙610。将抗静电尼龙610纺丝即得到抗静电尼龙610牙刷丝。该抗静电尼龙610牙刷丝的表面电阻率为1.2XlO9 Ω.cm，磨损率为0.17X10 6mm3/Nm。
[0017]对比例I
首先在高压反应釜中将36.5g的己二胺与63.5g的癸二酸中和成60%固含量的酰胺盐水溶液，然后加入0.05g碳酸钠，0.07g辛酸亚锡，将反应体系升温至224°C，压力1.3MPa，保压3h ;随后温度升温至258°C，脱水，降压至常温常压，制得尼龙610。将尼龙610纺丝即得到尼龙610牙刷丝。该尼龙610牙刷丝的表面电阻率为2.5Χ1014Ω.cm，磨损率为
2.7X10 W/Nrn。
【主权项】
1.一种抗静电尼龙610的制备方法，其特征在于包括如下步骤: 将等摩尔比的癸二酸与己二胺混合中和生成酰胺盐，并配成酰胺盐水溶液；将反应性抗静电剂、催化剂和抗氧剂依次加入反应体系中，反应体系升温至220?255°C，升压至1.2?1.8MPa，持续反应I?3小时；反应结束后，体系继续升温至240°C?260°C进行脱水，脱水后降至常温常压，制得抗静电尼龙610。2.如权利要求1所述的一种抗静电尼龙610的制备方法，其特征在于:所述反应性抗静电剂为抗静电剂SN即硬脂酰胺丙基二甲基-β -羟乙基铵硝酸盐、抗静电剂609即N，N’ -双(2-羟基乙基)-N- (3’ -十二烷氧基-2，-羟基丙基)甲胺硫酸甲酯盐或抗静电剂SP即硬脂酰胺丙基二甲基-β -羟乙基铵二氢磷酸盐中一种或两种以上混合。3.如权利要求1所述的一种抗静电尼龙610的制备方法，其特征在于:所述催化剂为碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸三钠、磷酸一氢钠或磷酸二氢钠中一种或两种以上混合。4.如权利要求1所述的一种抗静电尼龙610的制备方法，其特征在于:所述抗氧剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡或氯化亚锡中一种或两种以上混合。5.如权利要求1所述的一种抗静电尼龙610的制备方法，其特征在于:所述酰胺盐、反应性抗静电剂、催化剂和抗氧剂的重量份配比为100:1?5:0.05?0.5:0.05?0.2。6.如权利要求1所述的一种抗静电尼龙610的制备方法，其特征在于:所述脱水温度为 250 °C~ 260 0C ο7.如权利要求1所述的一种抗静电尼龙610的制备方法，其特征在于:所述酰胺盐水溶液固含量为50%?70%。8.用权利要求1至7任一项制得的抗静电尼龙610，纺丝得到抗静电尼龙610牙刷丝。
【专利摘要】本发明公开了一种抗静电尼龙610的制备方法，以及用该抗静电尼龙610制备的牙刷丝。以癸二酸、己二胺为主要原料，加入反应性抗静电剂、催化剂、抗氧剂，经聚合反应得到抗静电尼龙610，最后将抗静电尼龙610纺丝即可得到抗静电尼龙610牙刷丝。发明公开的抗静电尼龙610的制备方法具有生产工艺简单、成本低的优点。本发明制得的抗静电尼龙610牙刷丝具有良好的抗静电性和耐磨性。牙刷丝在生产、储存、使用过程中表面容易积聚静电荷，一旦积聚的静电荷量超过周围环境气体的击穿场强时，会产生静电放电，发生爆炸、火灾、电击等危害，本发明提供的抗静电尼龙610牙刷丝消除了这一隐患。
【IPC分类】C08G69/42, D01F1/09, C08G69/26, D01F6/90, C08G69/28
【公开号】CN105037714
【申请号】CN201410717171
【发明人】项尚林, 袁小华, 颜惠茹, 陈曦, 井建林
【申请人】淮安市欣佳尼龙有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年12月2日