专利名称：一种抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种抗静电聚对苯ニ甲酸こニ醇酯复合材料。
背景技术：
聚酯纤维是疏水性的高聚物，它结构规整，既不能电离，又没有自由电子；聚酯纤维本身为绝缘体，吸湿性差，在与其它物体接触或磨攘后产生的静电难以逸散，则聚酯纤维就带了静电。目前，消除聚酯纤维静电的方法主要有两种，ー种是后处理技术，即用金属如铜、银等在纤维表面电镀，或用吸湿剂在纤维表面涂层，聚苯胺或吡咯溶液处理聚酯织物。但抗静电性效果不能持久，不耐洗不耐磨，且影响手感。
另ー种就是对聚酯和纤维进行改性，在纺丝的过程中加入碳黑或金属粉末，所得聚酯纤维具有良好的导电性也就具有了抗静电性。在聚合的过程中加入吸湿性抗静电剂，制备抗静电聚酯切片，纤维具有吸湿性，降低电阻也就提高了抗静电性。美国专利US4357390，2694688，日本专利 39-5214，47-11280，46-22200，47-10246，59-34818等等，就是采用的在聚合时或纺丝时加入吸湿性抗静电剂的方法来提高聚酯纤维的抗静电性能。但是，这种方法会导致抗静电剂在清洗时抗静电剂会进入水中，从而降低聚酯纤维的抗静电性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗静电聚对苯ニ甲酸こニ醇酯复合材料。本发明所述的抗静电聚对苯ニ甲酸こニ醇酯复合材料是由如下制备方法制备的将こニ醇、对苯ニ甲酸和纳米抗静电剂-こニ醇溶胶聚合，得到抗静电聚对苯ニ甲酸こニ醇酯复合材料；其中在聚对苯ニ甲酸こニ醇酯的酯化反应阶段、低真空缩聚反应或高真空缩聚反应阶段加入占反应混合物总重量0. I 10%的粒径是Inm Ium的纳米抗静电剂；其中粒径大于760nm的纳米碳黑及金属或金属化合物粒子占抗静电剂总量的5%以下。所述的纳米抗静电剂-こニ醇溶胶指的是纳米碳黑与こニ醇形成的溶胶、纳米金属与こニ醇形成的溶胶、纳米金属化合物与こニ醇形成的溶胶，纳米金属选自金、银、铜、铁、铝中的ー种或ー种以上的混合物，纳米金属化合物选自纳米碘化亚铜、纳米氧化铜、中的ー种或ー种以上的混合物。酯化反应阶段的反应温度为200 290°C，反应压カ为0. I 0. 5MPa(表压)，反应时间为60 180分钟；低真空阶段缩聚反应温度为200 290°C，压カ由常压逐渐减至IOOOPa,反应时间为10 90分钟；高真空阶段缩聚反应温度为250 300°C，反应体系真空度为50 lOOPa，反应时间为60 150分钟。纳米抗静电剂为抗静电聚对苯ニ甲酸こニ醇酯重量的0. I 10% ;
纳米抗静电剂为纳米抗静电剂-こニ醇溶胶重量的I 10%。在抗静电聚对苯ニ甲酸こニ醇酯的复合材料的合成过程中，将纳米抗静电剤-こニ醇溶胶加入到PET的聚合体系中，得到由PET与抗静电剂组成的复合材料，用该复合材料纺制的纤维织成的织物具有抗静电性能。且抗静电效果持久，耐洗，耐磨。本发明是将精对苯ニ甲酸(PTA)、こニ醇(EG)、纳米抗静电剂-こニ醇溶胶作为原料，制备得到抗静电的聚对苯ニ甲酸こニ醇酯复合材料。本发明的创新点是将纳米抗静电剤-こニ醇溶胶加入到聚酯的聚合体系中，纳米抗静电剂在聚酯中分散均匀，抗静电效果持久，耐洗，耐磨。该抗静电聚对苯ニ甲酸こニ醇酯切片的特性粘度为0. 55 0. 75dL/g，制备的抗静电聚对苯ニ甲酸こニ醇酯纤维的体积比电阻为IO8Q .Cm-IO9Q - cm.其织物经20次标准洗涤后比电阻值基本不变。
具体实施例方式除非另有说明，实施例中所有的份数和百分数都是以PTA的重量为基准。实施例I在ー个装有氮气入口、冷凝物出口和搅拌器的5L不锈钢反应釜中加入1000克精对苯ニ甲酸(PTA)，250克こニ醇(EG)，280克纳米铜-こニ醇溶胶(其中铜20克，こニ醇为260克)，酷化反应温度为250°C，反应压カ为0. 26MPa，反应时间为110分钟。上述酷化工艺的产物再经缩聚エ艺，抗静电的PET复合材料。其中，低真空阶段缩聚反应温度为260°C，压カ由常压逐渐减至lOOOPa，反应时间为30分钟，高真空阶段缩聚反应温度为275°C，反应体系真空度为55Pa，反应时间为82分钟。得到的聚合物切片熔点为245°C，特性粘度为0. 65dL/g，得到的纤维的体积比电阻为3. 26 X IO8Q cm。其织物经20次标准洗涤后比电阻值为3. 50 X IO8 Q cm。比较例I相对实施例I在エ艺条件不变的前提下，使用1000克对苯ニ甲酸与570克こニ醇聚合合成普通聚酯，得到了对比实验结果，如表I所示。结果表明本发明所生产的抗静电聚酯抗静电性能要明显优于普通聚酯。表I实施例I和比较例I
熔点/体积比电阻 例号特性粘度/dl/g
°C/ Q-cm
比较例 I 2450.653.26x10s 实施例 I 2460.668.38xlOn实施例2在ー个装有氮气入口、冷凝物出口和搅拌器的5L不锈钢反应釜中加入1000克精对苯ニ甲酸(PTA)，300克こニ醇(EG)，230克纳米碳黑-こニ醇溶胶(其中碳黑20克，乙ニ醇为210克)，酷化反应温度为245°C，反应压カ为0. 25MPa，反应时间为120分钟。上述酷化工艺的产物再经缩聚エ艺，抗静电的PET复合材料。其中，低真空阶段缩聚反应温度为255°C，压カ由常压逐渐减至lOOOPa，反应时间为25分钟，高真空阶段缩聚反应温度为280°C，反应体系真空度为50Pa，反应时间为90分钟。得到的聚合物切片熔点为246°C，特性粘度为0. 66dL/g，得到的纤维的体积比电阻为6. 87 XlO8Q cm。其织物经20次标准洗涤后比电阻值为6. 90 XlO8Q cm。实施例3在ー个装有氮气入口、冷凝物出口和搅拌器的5L不锈钢反应釜中加入1000克精对苯ニ甲酸(PTA)，250克こニ醇(EG)，280克纳米碘化亚铜-こニ醇溶胶(其中碘化亚铜20克，こニ醇为260克)，酷化反应温度为250°C，反应压カ为0. 25MPa，反应时间为90分钟。上述酷化工艺的产物再经缩聚エ艺，抗静电的PET复合材料。其中，低真空阶段缩聚反应温度为200 240°C，压カ由常压逐渐减至lOOOPa，反应时间为30分钟，高真空阶段缩聚反应温度为285°C，反应体系真空度为50Pa，反应时间为78分钟。得到的聚合物切片熔点为245°C，特性粘度为0. 64dL/g，得到的纤维的体积比电阻为9. 32 XlO8Q cm。其织物经20次标准洗涤后比电阻值为9. 60 XlO8Q cm。实施例4在ー个装有氮气入口、冷凝物出口和搅拌器的5L不锈钢反应釜中加入1000克精对苯ニ甲酸(PTA)，400克こニ醇(EG)，115克纳米铜-こニ醇溶胶(其中铜5克，こニ醇为110克)，酷化反应温度为230°C，反应压カ为0. I 0. 25MPa，反应时间为125分钟。上 述酯化工艺的产物再经缩聚エ艺，抗静电的PET复合材料。其中，低真空阶段缩聚反应温度为250°C，压カ由常压逐渐减至lOOOPa，反应时间为30分钟，高真空阶段缩聚反应温度为270°C，反应体系真空度为50Pa，反应时间为84分钟。得到的聚合物切片熔点为246°C，特性粘度为0. 64dL/g，得到的纤维的体积比电阻为8. 64 X IO9Q cm。其织物经20次标准洗涤后比电阻值为8. 80 X IO8 Q cm。实施例5在ー个装有氮气入口、冷凝物出口和搅拌器的5L不锈钢反应釜中加入1000克精对苯ニ甲酸(PTA)，400克こニ醇(EG)，112克纳米碘化亚铜-こニ醇溶胶(其中碘化亚铜2克，こニ醇为110克)，酷化反应温度为250°C，反应压カ为0. 25MPa，反应时间为115分钟。上述酷化工艺的产物再经缩聚エ艺，抗静电的PET复合材料。其中，低真空阶段缩聚反应温度为260°C，压カ由常压逐渐减至lOOOPa，反应时间为25分钟，高真空阶段缩聚反应温度为270°C，反应体系真空度为50Pa，反应时间为69分钟。得到的聚合物切片熔点为246°C，特性粘度为0. 63，得到的纤维的体积比电阻为9. 58 X IOiciQ cm。其织物经20次标准洗涤后比电阻值为9. 80 X IO8 Q cm。
权利要求
1.一种抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料；其特征是由如下方法制备的将乙二醇、对苯二甲酸和纳米抗静电剂-乙二醇溶胶聚合，得到抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料； 酯化反应阶段的反应温度为200 290°C，反应压力为O. I O. 5MPa ;低真空阶段缩聚反应温度为200 290°C，压力由常压逐渐减至IOOOPa ;高真空阶段缩聚反应温度为250 300°C，反应体系真空度为50 IOOPa ； 所述的纳米抗静电剂-乙二醇溶胶指的是纳米碳黑与乙二醇形成的溶胶、纳米金属与乙二醇形成的溶胶、纳米金属化合物与乙二醇形成的溶胶； 纳米抗静电剂为抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯重量的O. I 10% ; 纳米抗静电剂为纳米抗静电剂-乙二醇溶胶重量的I 10%。
2.根据权利要求I所述的抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征是所述的纳米金属与乙二醇形成的溶胶选自金、银、铜、铁、铝中的一种或一种以上的混合物。
3.根据权利要求I所述的抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，其特征是纳米金属化合物选自纳米碘化亚铜、纳米氧化铜中的一种或一种以上的混合物。
全文摘要
本发明涉及抗静电聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，将乙二醇、对苯二甲酸和纳米抗静电剂-乙二醇溶胶聚合，酯化反应温度为200～290℃，压力为0.1～0.5MPa；低真空缩聚反应温度为200～290℃，压力由常压逐渐减至1000Pa；高真空缩聚反应温度为250～300℃，反应真空度为100～50Pa；纳米抗静电剂-乙二醇溶胶是纳米碳黑、纳米金属、纳米金属化合物与乙二醇形成的溶胶；纳米抗静电剂为聚对苯二甲酸乙二醇酯重量的0.1～10％；纳米抗静电剂为纳米抗静电剂-乙二醇溶胶重量的1～10％；该材料特性粘度为0.55～0.75dL/g，纤维的体积比电阻为108Ω·cm-109Ω·cm。
文档编号C08K3/24GK102816311SQ201110156359
公开日2012年12月12日 申请日期2011年6月10日 优先权日2011年6月10日
发明者史君, 张野, 张培华, 陈颖, 夏秀丽, 马城华, 吴传祥, 王洪星, 秦中秋, 陈君, 孙一峰 申请人:中国石油天然气股份有限公司