本发明涉及洁净室以及非洁净室的擦拭领域，具体涉及一种无纺布及其制备方法。
背景技术：
：随着洁净室的大量普及应用和洁净室行业污染控制技术的不断发展，洁净室耗材的使用量越来越大，其中无尘布是主要的洁净室耗材之一，它的主要作用是去除产品、生产设备及无尘室中的污染源。传统的无尘布基材主要由涤纶、锦纶或复合丝等化纤长丝通过纺织设备编织而成。化纤长丝的主要优势是在超净清洗过程中可去除长丝表面吸附的微粒，制作的无尘布的洁净度较高。然而化纤长丝织造的编织布有很多缺点：1、亲水性较差，因此去除液体污染源的能力较差；2、在干燥条件下使用时，容易产生静电压，对产品造成危害；3、仅能使用一次，难以重复利用，化纤长丝具有天然不可降解性，耗费量越大，对环境造成的污染也就越大；4、克重较大，在编织过程中工序繁多，与无纺布相比，生产成本偏高。与编织布相比，无纺布的制作工艺省却了织造过程，成本上低得多，是未来替代编织无尘布的主要研究方向之一。粘胶纤维是一种可再生纤维素纤维，由粘胶纤维织造的无纺布具有天然的环保可降解性。然而，普通粘胶纤维织造的无纺布的吸液量较低，很难满足使用要求。中空粘胶纤维具有芯吸效应，可以提高产品的吸液量，然而中空粘胶短纤维主要由湿法喷丝而成，强度低，在无纺布加工过程中容易断裂，难以用作无尘布的基材。另外，以普通的粘胶纤维为原料，采用常规的加工方法制作的无纺布柔韧性差，并且纤维太短容易脱落，因此洁净度较低。此外，粘胶纤维无纺布在擦拭的过程中由于摩擦作用极易产生静电，影响擦拭效果及产品性能。申请号为201420498807.8的中国专利公开了一种抗静电环保无纺布，该无纺布由四层无纺布复合而成，四层无纺布中至少一层浸渍分布抗静电剂微颗粒，该无纺布具有一定的抗静电效果，但是，抗静电剂仅靠物理作用吸附在无纺布上，在后期的使用和清洗过程中容易析出，抗静电性能难以持久。申请号为201310571211.6的中国专利提到对纤维素纤维无纺布进行涂覆处理，可在一定程度上提高无纺布的洁净度，但无法解决粘胶纤维无纺布的强度低、吸液量低及抗静电性差等问题。技术实现要素：本发明针对普通粘胶纤维无纺布存在吸液量低、抗静电性能差、洁净度低、强度低等问题，提供一种吸液量高、抗静电性能好且持久、洁净度高和强度高的抗静电粘胶纤维无纺布及其制备方法。一种抗静电粘胶纤维无纺布，包含抗静电粘胶纤维，所述抗静电粘胶纤维由粘胶纤维经端环氧聚醚交联改性得到，所述端环氧聚醚含有聚醚链段且端部含有两个以上的环氧基团。所述粘胶纤维为中空粘胶纤维，中空度为30％～70％；所述中空度是指纤维的横截面中空部分面积占横截面的总面积的百分比。所述中空粘胶纤维的单丝纤维密度为1.5～2.5dtex，断裂强度为1.6～1.65cn/dtex。优选所述中空粘胶纤维呈卷曲状态；优选所述中空粘胶纤维在卷曲状态下的平均长度为10～12cm，无卷曲状态下的平均长度为12～15cm。所述端环氧聚醚的粘均分子量为600～1000。所述端环氧聚醚的结构通式如式(ⅰ)所示：所述端环氧聚醚结构通式(ⅰ)中r1为氢原子或c1～c6的烷基，m1为1～6的整数，m2为1～6的整数，m3为1～6的整数；优选所述端环氧聚醚结构通式(ⅰ)中r1为氢原子或c1～c4的直链烷基，m1为2～6的整数，m2为2～6的整数，m3为2～6的整数；进一步优选所述端环氧聚醚结构通式(ⅰ)中r1为氢原子或甲基，m1为2～4的整数，m2为2～4的整数，m3为2～4的整数；优选所述端环氧聚醚结构通式(ⅰ)为甘油基端环氧聚醚。所述端环氧聚醚的结构通式如式(ⅱ)所示：式(ⅱ)中r2为氢原子或c1～c6的烷基，n1为1～5的正整数，n2为1～5的整数，n3为1～5的整数，n4为1～5的整数；优选所述端环氧聚醚结构通式(ⅱ)中r2为氢原子或c1～c4的直链烷基，n1为1～5的正整数，n2为1～5的整数，n3为1～5的整数，n4为1～5的整数；进一步优选所述端环氧聚醚结构通式(ⅱ)中r2为氢原子或甲基，n1为1～4的正整数，n2为1～4的整数，n3为1～4的整数，n4为1～4的整数；优选所述端环氧聚醚结构通式(ⅱ)为季戊四醇基端环氧聚醚。所述抗静电粘胶纤维无纺布的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)粘胶纤维的交联改性：将粘胶纤维浸入含有端环氧聚醚的抗静电处理溶液中，用碱调节ph为10～11，在温度为85～100℃的条件下以40～200r/min的速度搅拌20～30min，然后脱水，最后在160～180℃温度下烘干；(2)制备无纺布：将步骤(1)得到的粘胶纤维依次进行开松、梳理、传送、铺网、传送、水刺、烘干、收卷，得到水刺卷型粘胶纤维无纺布；(3)无纺布的后处理：将步骤(2)得到的水刺卷型粘胶纤维无纺布依次进行超声波清洗、超净烘干和洁净包装，得到洁净粘胶纤维无纺布。所述步骤(1)中抗静电处理溶液还可包含交联剂；优选所述交联剂包含三个及三个以上的异氰酸酯活性基团；进一步优选所述交联剂包含hdi三聚体、ipdi三聚体、hdi缩二脲、三苯基甲烷三异氰酸酸酯中的一种，进一步优选所述交联剂包含hdi三聚体。所述步骤(1)中抗静电处理溶液还包含水。优选所述的水为去离子水或脱盐水，进一步优选所述脱盐水的电导率≤7.0μs/cm，含盐量≤5mg/l。所述步骤(1)中碱包括na2co3、koh、k2co3、naoh中的一种。所述步骤(1)中端环氧聚醚与粘胶纤维的质量比为(1:3)～(1:6)；所述步骤(1)中粘胶纤维与水的质量比为(1:10)～(1:15)；所述步骤(2)中梳理采用可梳理10～20cm长纤维的罗拉式梳理机。所述步骤(2)中铺网采用交叉式铺网，铺网速度为140～160m/min，纤维网面密度为20～25g/m2。所述步骤(2)中水刺采用高压微细水射流，水压为5.0×106pa～1.0×107pa。所述步骤(3)中超声波清洗的频率为20～30khz，功率密度为0.6～0.8w/cm2，清洗时间为40～60s。本发明的有益效果：(1)本发明中空粘胶纤维经端环氧聚醚交联改性后，具有很强的亲水特性，可进一步增强中空粘胶纤维的吸水性能和储水性能。另外，水分子发生电离后，在中空粘胶纤维的内部和表面形成多个亲水的“导电通道”，提高了粘胶纤维无纺布的抗静电性能；此外，端环氧聚醚以化学键的形式牢固地吸附在粘胶纤维上，并形成互相分散的交联网状结构，制备成无纺布后，耐水洗性好，具有持久抗静电的效果。(2)本发明端环氧聚醚含有多个环氧基团和支链，可与中空粘胶纤维上的羟基进行接枝和交联反应，在粘胶纤维表面形成立体网状的韧性膜，提高了中空粘胶纤维之间的结合牢度，既降低了纤维的脱落数、液态发尘量和离子含量，提高了无纺布的洁净度，又提高了无纺布的柔韧性与强度，解决了中空粘胶纤维无纺布强度低、易断裂的问题。(3)本发明采用中空粘胶纤维作为基材，可增加无纺布的吸液量与保湿量；此外，本发明中空粘胶纤维呈卷曲状态，长度为10～12cm，便于梳理，易进行水刺加工，而且比普通的短纤维之间的缠结力度更大，既增加了无纺布横向的强度，又不易掉纤维，满足了无尘车间的使用要求；此外，全粘胶纤维的天然可降解性，解决了环保问题。(4)交联剂的存在可进一步提高无纺布的洁净度、抗静电性能和抗静电持久性。具体实施方式下面结合实施例，对本发明及其有益效果作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例1、制备端环氧聚醚的实施例实施例1～4、对比实施例1-1、对比实施例1-2、对比实施例1-3和对比实施例1-4，按表1的配方制备端环氧聚醚和普通聚醚，分别得到p1～p8。(1)开环反应：将聚醚多元醇、三氟化硼乙醚络合物分别加入20l玻璃反应釜中，在温度为55℃、搅拌速度为200r/min的条件下，在0.5h内加入环氧氯丙烷，环氧氯丙烷添加完毕后，保持加热温度和搅拌速度不变，反应2h；(2)闭环反应：将上述反应液冷却至35℃，加入质量分数为40％的氢氧化钠水溶液，老化2h，静置分层；(3)提纯：取上层有机层，真空蒸发除去未反应完的环氧氯丙烷，然后对剩余溶液进行减压抽滤，即可得到端环氧聚醚。聚醚多元醇的制备方法可参照南京理工大学卢波的硕士学位论文《聚醚多元醇的合成及表征》。a为聚醚多元醇，结构式为：或r1为氢原子或c1～c6的烷基，m1为1～6的整数，m2为1～6的整数，m3为1～6的整数；r2为氢原子或c1～c6的烷基，n1为1～5的正整数，n2为1～5的整数，n3为1～5的整数，n4为1～5的整数；a-1的结构式如式(ⅲ)所示，粘均分子量为800；a-2的结构式如式(ⅳ)所示，粘均分子量为450；a-3的结构式如式(ⅴ)所示，粘均分子量为600；a-4的结构式如式(ⅵ)所示，粘均分子量为800；上述结构式(ⅲ)、(ⅳ)、(ⅴ)和(ⅵ)中，m1为1～6的整数，m2为1～6的整数，m3为1～6的整数；n1为1～5的正整数，n2为1～5的整数，n3为1～5的整数，n4为1～5的整数；a’-1为脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9；a’-2的结构式如式(ⅲ)所示，粘均分子量为1000；a’-3的结构式如式(ⅲ)所示，粘均分子量为300；b为三氟化硼乙醚络合物；c为环氧氯丙烷；d为质量分数为40％的氢氧化钠水溶液；a中的r1为c2～c6的烷基，或者r2为c2～c6的烷基，粘均分子量为600～1000时，也可合成本发明的端环氧聚醚，并且作为交联改性剂使用时效果与本发明实施例的效果相当。表1端环氧聚醚的配方(单位：kg)所制得的端环氧聚醚测试方法如下：(1)端环氧聚醚的粘均分子量的测试方法：a.将端环氧聚醚真空抽滤，在60℃干燥，得到恒重的样品；b.将恒重的端环氧聚醚溶解于纯水中，分别配制浓度为0.002g/ml、0.004g/ml、0.006g/ml、0.008g/ml和0.01g/ml的样品，在30℃下使用乌氏粘度计分别测量出不同浓度下样品的粘度η；c.分别计算不同浓度下的样品的比浓粘度ηsp/c和比浓粘度的对数值lnηsp/c；d.分别以浓度为横坐标，以比浓粘度ηsp/c和比浓粘度的对数值lnηsp/c为纵坐标作图，外推法求得溶液的特性粘度[η]；e.根据马克-豪温方程[η]＝kmα，计算出样品的粘均分子量，其中，查技术手册得知，在30℃下，k、α分别取值1.75×10-2cm3/g和0.78。(2)端环氧聚醚中环氧值的测试方法：a.配制盐酸-丙酮溶液：将10ml分析纯盐酸加入到400ml分析纯丙酮中，摇匀后置于贴有相应标签的试剂瓶中，加盖待用；b.配制naoh标准液：将0.4gnaoh溶解在少量无水乙醇中，然后加入到100ml的容量瓶中，加乙醇到刻度线，加盖摇匀后置于贴有相应标签的试剂瓶中，加盖待用，所配制的naoh溶液的浓度为c；c.滴定：将质量为m的端环氧聚醚待测物加入锥形瓶中，加入过量的上述步骤a配制的盐酸-丙酮溶液，加盖，摇匀，直至树脂完全溶解。放置1h后，加入3滴酚酞试剂，用步骤b配制的naoh的乙醇溶液进行滴定，直至溶液变为粉红色，且30s内不褪色，所消耗的naoh乙醇溶液的体积为v1。同时，按上述条件进行空白滴定，即滴定不含端环氧聚醚的盐酸-丙酮溶液，所消耗的naoh乙醇溶液的体积为v2。d.计算环氧值e，计算公式如下式中，e：环氧值，单位：mol/kg；v2：滴定空白样消耗的naoh乙醇溶液的体积，单位：ml；v1：滴定已知质量的端环氧聚醚溶液所消耗的naoh乙醇溶液的体积，单位：ml；c：naoh标准液的浓度，单位：mol/l；m：端环氧聚醚的质量，单位：kg。表2端环氧聚醚粘均分子量和环氧值粘均分子量环氧值p19502.5mol/kgp26004.2mol/kgp38004.0mol/kgp410003.3mol/kgp56200mol/kgp66701.2mol/kgp711502.0mol/kgp84505.3mol/kg从表1和表2可知，p1～p4，p7～p8均含有两个以上的环氧基团，是多端环氧聚醚；p5的环氧值为0，不含环氧基团，是脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9；p6含一个环氧基团，是单端环氧聚醚。2、制备无纺布的实施例实施例ⅰ～ⅴ、对比实施例的制备方法如下：(1)粘胶纤维的交联改性：将质量为mp端环氧聚醚p、质量为mf的粘胶纤维f、质量为mg的交联剂g加入到质量为mh的脱盐水h1或去离子水h2中，用碱调节ph为10～11，在温度为t1的条件下搅拌tmin，取出脱水3min，并在t2℃下烘干。(2)制备无纺布：将上述改性处理后的粘胶纤维放入功率为3kw、产能为50kg/h的开松机中进行开松，然后送到储棉箱中，再通过送棉机输送到可梳理10～20cm长纤维的罗拉式梳理机，梳理出均匀的幅宽为80cm的薄纤网，再经过传送机送往铺网机，采用交叉式铺网，铺网速度为140～160m/min，再经过传送机送往水刺机，水刺过程采用高压微细水射流，水压为5.0×106～1.0×107pa，固结成纤维网面密度为20～25g/m2的水刺卷型粘胶纤维无纺布。(3)无纺布的后处理：将上述水刺卷型粘胶纤维无纺布进行超声波清洗，超声波的频率为20～30khz，功率密度为0.6～0.8w/cm2，清洗时间为40～60s，经轧辊轧掉水分，然后120℃下烘干30s，在洁净收卷仓中进行洁净包装，得到洁净粘胶纤维无纺布。步骤(1)所采用的粘胶纤维原材料的基本参数见表3，具体物料配比、反应条件见表4，其中，步骤(1)脱盐水的电导率≤7.0μs/cm，含盐量≤5mg/l；碱包括na2co3、koh、k2co3、naoh中的一种；mp1～mp8分别表示p1～p8的质量。表3粘胶纤维原材料的基本参数表4制备无纺布的配方和实验条件粘胶纤维无纺布的测试方法：(1)粘胶纤维无纺布的经向和纬向断裂强度测试参照gb/t3923.1-2013的方法，测试拉断5cm宽的单层面料所需要的力，单位是n。(2)吸液容量：按iest-rp-cc004.3中sec8规定进行，先测量无纺布样品的质量以及长宽度，然后将无纺布样品在水溶液中浸泡2min，沥干1min，再称其质量，平行三次，取平均值。为了便于分析，将吸水容量换算成g/g的单位，代表每克无纺布吸水的克数。(3)纤维脱落数：使用19mm宽的3m胶带，贴在无纺布表面，沿纵向压紧后，进行剥离，在显微镜下统计20mm×20mm的范围内脱落纤维的数量，放大倍数为40倍。(4)洁净度测试：液态发尘量lpc与ic离子参照iest-rp-cc004.3，液态发尘量lpc与ic离子，将尺寸为230mm×230mm的单层无纺布样品放入600ml超纯水中，震荡5min，用镊子取出单层无纺布样品，留下液体作为测试液。然后，分别使用lpc液相颗粒计数仪和离子色谱仪测试lpc与ic离子析出量，离子总量包括：氟离子(f-)、氯离子(cl-)、溴离子(br-)、亚硝酸根离子(no2-)、硝酸根离子(no3-)、磷酸根离子(po43-)和硫酸根离子(so42-)、锂离子(li+)、钠离子(na+)、铵离子(nh4+)、钾离子(k+)、钙离子(ca2+)、镁离子(mg2+)等常见阴、阳离子之和，单位换算成(μg/g)。(5)防静电性能测试将样品在温度为23℃、相对湿度为52％的条件下放置24h，表面电阻率的测试参照gb/t24249-2009附录b的测试方法，单位：ω·m；摩擦带电电压参照gb/t12703.5-2010，单位：v。表5粘胶纤维无纺布的性能从表1和表2可知，p1～p4，p7和p8均为多端环氧聚醚，即各含有两个以上的环氧基团；p5为脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9，不含环氧基团；p6为单端环氧聚醚，含一个环氧基团；从表3可知，对比实施例ⅰ-5所采用的粘胶纤维的中空度为0，即实心粘胶纤维，其它实施例及对比实施例均采用中空粘胶纤维，中空度为30％～70％。从表5可知，本发明实施例ⅰ-ⅴ中，中空粘胶纤维经端环氧聚醚接枝改性后，制备成无纺布，无纺布的纤维脱落数、液态发尘量和离子含量均较低，说明无纺布的洁净度得到提高，同时，无纺布的经向和纬向断裂强度也有了明显的提高。当端环氧聚醚的粘均分子量在600～1000之间时，如实施例ⅰ-ⅴ，本发明中空粘胶纤维经端环氧聚醚交联改性后，再经高压微细水射流水刺处理及超声清洗等步骤，制备成无纺布，无纺布的摩擦电压、表面电阻率均较低，说明该无纺布的抗静电性能较好，且耐水洗性能好，这是因为中空粘胶纤维经端环氧聚醚交联改性后，以化学键结合的形式在中空粘胶纤维的内部和表面形成“导电网络”，使无纺布具有良好的抗静电性能和抗静电持久性。但是，当端环氧聚醚的粘均分子量大于1000时，其外观呈固态膏状，操作使用不方便，且与中空粘胶纤维的反应活性大大降低，难以起到良好的抗静电效果，如对比实施例ⅰ-3；当端环氧聚醚的粘均分子量小于600时，分子中的亲水链段较短，对无纺布的抗静电性能和抗静电持久性的提高有限，如对比实施例ⅰ-4。中空粘胶纤维经普通聚醚如脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9处理时，普通聚醚依靠物理作用吸附在粘胶纤维的表面，在加工过程中极易脱落，无法明显提高无纺布的抗静电性能或抗静电持久性，如对比实施例ⅰ-1；同时，由于粘胶纤维的长度较短，只有4～6cm，无纺布极易掉纤，洁净度很低，强度也较低。中空粘胶纤维经只含有一个环氧基团的端环氧聚醚处理时，如对比实施例ⅰ-2，端环氧聚醚仅接枝在中空粘胶纤维的表面，经水刺、超声清洗等处理后，很容易脱落，与实施例ⅰ-ⅴ相比，所制备的无纺布的洁净度、抗静电性能和抗静电持久性均较差。中空度为0％的粘胶纤维经端环氧聚醚处理后，如对比实施例ⅰ-5，所制备的无纺布的吸液量很低。中空粘胶纤维同时经端环氧聚醚、交联剂处理后，如实施例ⅴ，所制备的无纺布的洁净度、抗静电性能和抗静电持久性最佳。当前第1页12