本发明涉及纺织助剂技术领域，更具体地说，它涉及一种耐久抗静电剂及其制备方法和应用。
背景技术：
聚酯纤维具有弹性好、强度高、耐磨损、耐腐蚀、无虫蛀等天然纤维无可比拟的优良性能，市场需求不断扩大。但其本身存在的回潮率低、吸湿性差、易带静电、易吸污、污渍难洗除、手感差等缺点，降低了聚酯纤维织物的品质，影响到聚酯纤维织物的应用，使其消费水平和消费量受到限制。
目前使用较广泛的是阳离子型抗静电剂，阳离子型抗静电剂具有优异的抗静电效果，其中以季铵盐型为主，广泛用于尼龙和聚酯纤维等合成纤维织物，但这类抗静电剂的相对分子质量较低，由于合成纤维表面反应基团较少，抗静电剂难以在纤维表面附着，抗静电效果差，则使得实际应用中这类抗静电剂存在耐摩擦牢度较低、耐洗牢度差的缺点。
因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种耐久抗静电剂，通过采用催化剂催化甘油醚和对苯二甲酸二甲酯发生反应，形成立体网状结构，增强与织物的交联性，以解决抗静电剂耐摩擦牢度较低、耐洗牢度差的问题，其具有抗静电效果持久、耐洗牢度好的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种耐久抗静电剂，包括如下重量份数的组分：
甘油醚800-1200份；
两端羟基聚醚110-150份；
对苯二甲酸二甲酯150-180份；
聚乙二醇酯120-140份；
催化剂1-1.5份。
采用上述技术方案，对苯二甲酸二甲酯在催化剂的催化下，酯基断开与甘油醚发生架桥反应，形成稳定的立体网状结构，再与聚乙二醇酯发生共聚反应形成长链共聚物。耐久抗静电剂用于处理织物时，其网状结构增强了与尼龙、聚酯纤维等织物的交联性，非极性基团为长链高分子共聚物，抗静电剂与尼龙、聚酯纤维等高分子合成纤维共混，长链高分子共聚物和高分子合成纤维缠绕二者紧密结合，从而使抗静电剂附着在织物纤维表面且不易脱离，抗静电效果持久。
织物在多次洗涤后，依旧保持良好的抗静电效果，耐洗牢度好。其抗静电原理为：耐久抗静电剂在织物表面形成立体网状结构，由于其结构上具有羧基、羟基、酯基等亲水极性基团，增强了抗静电剂表面的吸湿性，使抗静电剂表面有效地亲和水分子而在网状结构上形成导电层；亲水基团使合成纤维表面形成一层亲水导电膜，同时内部的亲水基能向表面渗透已补充膜层的损失。当织物上由于摩擦等原因产生静电带上电荷时，电荷在网状结构的亲水导电膜上迅速扩散开，从而消除静电。
由于抗静电剂增强了织物的吸湿性，水分子容易在织物表面扩散开形成水膜，从而使织物水洗或者浸湿后能够快速干燥。
进一步优选为：所述催化剂为三醋酸锑或钛酸丁酯。
采用上述技术方案，三醋酸锑和钛酸丁酯具有非常高的化学活性，能够促进对苯二甲酸二甲酯的酯基断开与甘油醚发生架桥反应。
进一步优选为：所述两端羟基聚醚为甲基丙二醇和乙二醇反应生成的聚醚二元醇。
采用上述技术方案，两端羟基聚醚与反应生成的长链高分子共聚物缠绕后紧密结合形成网状结构，从而使抗静电剂附着在织物纤维表面且不易脱离，抗静电效果持久。
本发明的目的二在于提供一种耐久抗静电剂的制备方法，采用该方法制备的耐久抗静电剂具有抗静电效果持久、耐洗牢度好的优点。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种耐久抗静电剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，将反应釜升温烘干水分，并恒温在60℃；
步骤二，向步骤二的反应釜中依次投入相应重量份数的对苯二甲酸二甲酯和两端羟基聚醚，再投入相应重量份数的甘油醚，搅拌混合均匀，将反应釜匀速升温至100℃并保温，抽真空，真空度要求715-721mm汞柱；
步骤三，向步骤二的反应釜中依次投入相应重量份数的聚乙二醇酯和催化剂；
步骤四，将步骤三的反应釜匀速升温至150℃并保温60分钟；
步骤五，将步骤四的反应釜匀速升温至210℃；
步骤六，将步骤五的反应釜继续升温至252℃，称量回收甲醇量；
步骤七，关闭氮气，将步骤六的反应釜抽真空，真空度要求750mm汞柱，并降温至250℃，保温；
步骤八，将步骤七的反应釜降温至150℃，放料，冷却结晶，制得耐久抗静电剂。
采用上述技术方案，制得的耐久抗静电剂品质高，副产物少，性能稳定，抗静电效果持久，耐洗牢度好。
其中，两端羟基聚醚的化学结构简式如下：
h{och(ch3)ch2}x(och2ch2)y{och(ch3)ch2}zoh
其中90≤x≤180，90≤y≤180,50≤z≤100，x、y、z均为整数。
耐久抗静电剂的化学结构简式如下：
{och2ch2ch2ch2}x(ch2ch2ooc-ph-coo)y{och2ch2och2cho}z
其中90≤x≤180，90≤y≤180,50≤z≤100，ph代表苯环，x、y、z均为整数。
进一步优选为：所述步骤四和步骤五中升温速率为10℃/45min。
采用上述技术方案，匀速升温能够给反应提供能量，有利于促进反应的进行，而且避免温度升高过快出现副产物。
进一步优选为：所述步骤五中匀速升温的同时通入氮气。
采用上述技术方案，由于抽真空后反应釜内依然存在少量空气，空气中的氧气在低温下是阻聚剂，通入氮气后将反应原料与空气隔开，防止物质(如双键)在高温下被氧化。
进一步优选为：所述步骤六中回收甲醇的重量份数为55-60份。
采用上述技术方案，回收甲醇首先是为了判断反应是否完成，当回收的甲醇量为55-60份时，反应完成，回收的甲醇还可以再利用，节约资源。
进一步优选为：所述步骤七中保温时间为140-160min。
采用上述技术方案，使微量未完全反应的物料继续反应，降低杂质含量。
本发明的目的三在于提供一种耐久抗静电剂的应用，采用耐久抗静电剂用于处理尼龙和聚酯纤维织物，具有抗静电效果持久、耐洗牢度好的优点。
为实现上述目的三，本发明提供了如下技术方案：
一种耐久抗静电剂的应用，采用目的二中制备的耐久抗静电剂处理尼龙和聚酯纤维织物，所述耐久抗静电剂与织物的重量比为(0.2-0.3)：100。
采用上述技术方案，处理后的织物抗静电效果持久、耐洗牢度好。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
(1)经研究发现，对苯二甲酸二甲酯在催化剂的催化下，酯基断开与甘油醚发生架桥反应，形成稳定的立体网状结构，再与聚乙二醇酯发生共聚反应形成长链共聚物，两端羟基聚醚与反应生成的长链高分子共聚物缠绕后紧密结合形成网状结构，耐久抗静电剂用于处理织物时，其网状结构增强了与尼龙、聚酯纤维等织物的交联性，抗静电剂与尼龙、聚酯纤维等高分子合成纤维共混，长链高分子共聚物和高分子合成纤维缠绕二紧密结合，从而使抗静电剂附着在织物纤维表面且不易脱离，抗静电效果持久；
(2)织物在多次洗涤后，依旧保持良好的抗静电效果，耐洗牢度好；
(3)由于抗静电剂增强了织物的吸湿性，水分子容易在织物表面扩散开形成水膜，从而使织物水洗或者浸湿后能够快速干燥。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：如图1所示，一种耐久抗静电剂，各组分及其相应的重量份数如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
步骤一，将反应釜升温烘干水分，并恒温在60℃；
步骤二，向步骤二的反应釜中依次投入相应重量份数的对苯二甲酸二甲酯和两端羟基聚醚，再投入相应重量份数的甘油醚，搅拌混合均匀，将反应釜匀速升温至100℃并保温，抽真空，真空度要求715-721mm汞柱；
步骤三，向步骤二的反应釜中依次投入相应重量份数的聚乙二醇酯和催化剂，催化剂采用三醋酸锑；
步骤四，将步骤三的反应釜匀速升温至150℃并保温60分钟，升温速率为10℃/45min；
步骤五，将步骤四的反应釜匀速升温至210℃，升温速率为10℃/45min，同时通入氮气；
步骤六，将步骤五的反应釜继续升温至252℃，称量回收甲醇量为55份，反应完成；
步骤七，关闭氮气，将步骤六的反应釜抽真空，真空度要求750mm汞柱，并降温至250℃，保温140min；
步骤八，将步骤七的反应釜降温至150℃，放料，冷却结晶，制得耐久抗静电剂。
其中，两端羟基聚醚的化学结构简式如下：
h{och(ch3)ch2}90(och2ch2)90{och(ch3)ch2}50oh
耐久抗静电剂的化学结构简式如下：
{och2ch2ch2ch2}90(ch2ch2ooc-ph-coo)90{och2ch2och2cho}50
其中，ph代表苯环。
实施例2-5：一种耐久抗静电剂，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量份数如表1所示。
表1实施例1-5中各组分及其重量份数
实施例6：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，催化剂为钛酸丁酯。
实施例7：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，步骤五中不通入氮气。
实施例8：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，步骤四和步骤五中升温速率为5℃/45min。
实施例9：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，步骤四和步骤五中升温速率为15℃/45min。
实施例10：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，步骤六中称量回收甲醇量为45份，反应完成。
实施例11：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，步骤六中称量回收甲醇量为58份，反应完成。
实施例12：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，步骤六中称量回收甲醇量为60份，反应完成。
实施例13：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，步骤七中保温时间为145min。
实施例14：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，步骤七中保温时间为150min。
实施例15：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，步骤七中保温时间为160min。
实施例16：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，两端羟基聚醚的化学结构简式如下：
h{och(ch3)ch2}180(och2ch2)180{och(ch3)ch2}100oh
耐久抗静电剂的化学结构简式如下：
{och2ch2ch2ch2}180(ch2ch2ooc-ph-coo)180{och2ch2och2cho}100
其中，ph代表苯环。
实施例17：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，两端羟基聚醚的化学结构简式如下：
h{och(ch3)ch2}130(och2ch2)130{och(ch3)ch2}80oh
耐久抗静电剂的化学结构简式如下：
{och2ch2ch2ch2}130(ch2ch2ooc-ph-coo)130{och2ch2och2cho}80
其中，ph代表苯环。
实施例18：一种耐久抗静电剂的应用，采用实施例3中制备的耐久抗静电剂处理尼龙织物，耐久抗静电剂与尼龙织物的重量比为0.2：100。
实施例19：一种耐久抗静电剂的应用，采用实施例3中制备的耐久抗静电剂处理尼龙织物，耐久抗静电剂与尼龙织物的重量比为0.25：100。
实施例20：一种耐久抗静电剂的应用，采用实施例3中制备的耐久抗静电剂处理尼龙织物，耐久抗静电剂与尼龙织物的重量比为0.3：100。
实施例21：一种耐久抗静电剂的应用，采用实施例3中制备的耐久抗静电剂处理聚酯纤维织物，耐久抗静电剂与聚酯纤维织物的重量比为0.2：100。
实施例22：一种耐久抗静电剂的应用，采用实施例3中制备的耐久抗静电剂处理聚酯纤维织物，耐久抗静电剂与聚酯纤维织物的重量比为0.25：100。
实施例23：一种耐久抗静电剂的应用，采用实施例3中制备的耐久抗静电剂处理聚酯纤维织物，耐久抗静电剂与聚酯纤维织物的重量比为0.3：100。
对比例1：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，未加入两端羟基聚醚。
对比例2：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，催化剂为氢氧化钾。
对比例3：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，催化剂的重量份数为0.5份。
对比例4：一种耐久抗静电剂，与实施例3的不同之处在于，将甘油醚替换为等重量份数的甘油。
试验一抗静电整理性能试验
试验样品：采用实施例1-23中获得的耐久抗静电剂作为试验样品1-23，采用对比例1-4中获得的耐久抗静电剂作为对照样品1-4。
试验方法：采用试验样品1-23和对照样品1-4处理尼龙布料，处理方法为浸轧法，耐久抗静电剂与尼龙织物的重量比为0.25：100。采用试验样品1-17处理过的样布编号为1-17组，采用实施例18-23处理过的样布编号为18-23组，采用对照样品1-4处理过的样布编号为24-27组，第28组样布不做任何处理作为空白对照。参照gb/t12703.1-2008《纺织品静电性能的评定第1部分：静电压半衰期》中规定的方法制备样布，并分别测试第1-28组样布的峰值电压与半衰期，峰值电压越低，说明抗静电效果越好；半衰期时间越短，说明抗静电效果越好。
试验结果：第1-28组样布的峰值电压与半衰期数据如表2所示。由表2可知，第1-23组样布的峰值电压均在300v左右，远低于第28组空白对照样布的峰值电压，而且第1-23组样布半衰期均小于0.5s，小于gb/t12703.1-2008中的a级标准；第24-27组样布的峰值电压是第1组的2倍左右，而且第24-27组样布的半衰期均大于5s，小于gb/t12703.1-2008中的c级标准。说明采用本申请中的配方和方法制备的耐久抗静电剂在织物表面形成立体网状结构，能够有效地亲和水分子而在网状结构上形成导电层，当织物上由于摩擦等原因产生静电带上电荷时，电荷在网状结构的亲水导电膜上迅速扩散开，从而消除静电，抗静电效果好。
表2第1-28组样布的峰值电压与半衰期数据
试验二耐洗牢度试验
试验样品：采用实施例3、6-15中获得的耐久抗静电剂作为试验样品1-11，采用对比例1-4中获得的耐久抗静电剂及市售的某款普通抗静电剂作为对照样品1-5。
试验方法：采用试验样品1-11和对照样品1-5处理尼龙布料，处理方法为浸轧法，耐久抗静电剂与尼龙织物的重量比为0.25：100，处理过的样布编号为1-16组。参照gb/t12703.1-2008《纺织品静电性能的评定第1部分：静电压半衰期》中规定的方法制备并清洗样布，并分别测试第1-16组样布清洗10次、30次、50次的后的峰值电压与半衰期。
试验结果：第1-16组样布清洗后的峰值电压与半衰期数据如表3所示。由表3可知，第1-11组样布在水洗10次、30次、50次后的峰值电压和半衰期均远远小于第12-16组样布，而且第1-11组样布在水洗50次后峰值电压小于900v，半衰期小于2s，仍能达到gb/t12703.1-2008中的a级标准；而第12-16组样布在水洗50次后峰值电压超过1100v，半衰期也大于15s，超过了gb/t12703.1-2008中的c级标准，第12-16组样布已经失去了抗静电效果。说明采用本申请中的配方及制备方法制得的耐久抗静电剂耐洗牢度好，处理过的织物在多次洗涤后，依旧保持良好的抗静电效果，抗静电效果持久。
表3第1-16组样布清洗后的峰值电压与半衰期数据
试验三织物干燥试验
试验样品：采用实施例1-5中获得的耐久抗静电剂作为试验样品1-5，采用对比例1-4中获得的耐久抗静电剂及市售的某款普通抗静电剂作为对照样品1-5。
试验方法：采用试验样品1-5和对照样品1-5处理尼龙布料，耐久抗静电剂与尼龙织物的重量比为0.3：100，处理方法为浸轧法，浸轧后烘干定型，处理过的样布编号为1-10组，分别用等量的水浸湿后悬挂在室内自然风干，记录干燥时间。
试验结果：第1-10组样布的自然干燥时间数据如表4所示。由表4可知，本申请中的耐久抗静电剂增强了织物的吸湿性，水分子容易在织物表面扩散开形成水膜，从而使织物水洗或者浸湿后能够快速干燥。
表4第1-10组样布的自然干燥时间数据
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。