超声雾化辅助装置及其辅助制备抗静电涤棉纱线的方法与流程

本发明属于纺织纱线技术开发领域，具体涉及一种超声雾化辅助装置及其辅助制备抗静电涤棉纱线的方法。

背景技术：

涤棉纱线在生产加工和使用过程中，由于受摩擦、剥离等因素的作用而产生静电，对生产带来很多麻烦甚至灾害。因此，提供纺织品的抗静电性能主要有表面整理、纤维化学改性以及嵌织导电纤维。目前最常用的方法是用抗静电剂整理纺织品，提高纤维表面的吸湿性，在纤维表面形成一层导电膜，从而达到抗静电的效果。

其中，碳纳米管作为一种新型纳米材料，其优异的力学性能，超高的电导率以及良好的传热性能等成为材料科学的热点。但由于碳纳米管在水溶液中分散能力较差，限制了其在各领域的推广和应用。

技术实现要素：

发明目的：为了迎合生态环保纺织品需求，本发明提供了一种超声雾化辅助装置及其辅助制备抗静电涤棉纱线的方法，所述的制备方法解决了碳纳米管材料在溶液中的分散性差的问题，利用该方法制得的抗静电涤棉纱线具有导电率高、抗静电、适用范围广等优点，促进了未来纺织品生态整理的发展。

技术方案：一种超声雾化辅助装置，所述的超声雾化辅助装置由不锈钢箱体、超声发生器、雾化装置、气泵及反应器组成；将涤棉纱线放入不锈钢箱体中，将配置的抗静电剂溶液倒入反应器中，打开超声发生器和气泵，使得反应器中的抗静电剂溶液雾化成悬浮液滴并随气流经连接管道进入雾化装置中，对不锈钢箱体中的涤棉纱线进行雾化喷涂；其中，所述的超声雾化辅助装置中的超声发生器的超声波频率为20-50khz。

作为优化：所述的超声雾化辅助装置中的超声发生器的超声波频率为40khz。

一种根据所述的超声雾化辅助装置制备抗静电涤棉纱线的方法，包括以下步骤：

步骤一、将待处理的涤棉纱线放入含有超声雾化喷头的不锈钢箱体中；

步骤二、对待处理的涤棉纱线进行超声雾化喷涂抗静电剂，雾化喷涂的时间为20-40min；其中，每个雾化器喷雾量为1-10ml/min，雾化液滴尺寸在1-10μm之间；所述的抗静电剂是由如下重量份数的成分组成：碳纳米管1-4份、阳离子抗静电剂sn40-44份、交联剂44-48份、分散剂8-12份组成；由于碳纳米管石墨化程度高，首先对碳纳米管进行预处理，将碳纳米管浸润在混酸溶液12h，其中，体积比为：v(hno3):v(h2so4)=1：3，随后用水反复清洗至中性，并在超声作用条件下与其他上述助剂充分混合；

步骤三、将步骤二所处理后的纱线进行轧液脱水，并在60~90℃下烘干2-4min；轧余率为100%；

步骤四、将步骤三所处理后的纱线在130℃下焙烘2-8min，即可。

作为优化：所述的抗静电剂中交联剂为环氧氯丙烷树脂类交联剂de、硅烷偶联剂中的一种或者几种。

作为优化：所述的抗静电剂中分散剂为聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种，分散剂可以单独使用，也可以组合使用。

作为优化：所述碳纳米管的浓度在8mg/ml以下；所述阳离子抗静电剂sn的浓度在260mg/ml以下；所述交联剂的浓度在80mg/ml以下；所述分散剂的浓度在20mg/ml以下。

作为优化：所述的抗静电剂是由如下重量份数的成分组成：碳纳米管2份、阳离子抗静电剂sn42份、交联剂46份、分散剂10份组成。

作为优化：所述的抗静电剂中碳纳米管的浓度在3-5mg/ml；阳离子抗静电剂sn的浓度在180-220mg/ml；交联剂的浓度在40-60mg/ml；所述分散剂的浓度在10-15mg/ml。

作为优化：所述步骤二中，每个雾化器喷雾量为6ml/min；所述步骤三中，烘干时间为2.5min；所述步骤四中，焙烘时间为4min。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有可以使涤棉纱线具有优良的导电性能，能抑制静电产生，且工艺简单，节能，节水等有益效果。

本发明所述的超声雾化辅助制备抗静电涤棉纱线的方法具有可行性，利用该方法制得的产品具有良好的抗静电效果，且耐热性能好，具有非常广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明自制的超声雾化装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。

一种超声雾化辅助装置，所述的超声雾化辅助装置由不锈钢箱体1、超声发生器2、雾化装置3、气泵4及反应器5组成；将涤棉纱线放入不锈钢箱体1中，将配置的抗静电剂溶液倒入反应器5中，打开超声发生器2和气泵4，使得反应器5中的抗静电剂溶液雾化成悬浮液滴并随气流经连接管道进入雾化装置3中，对不锈钢箱体1中的涤棉纱线进行雾化喷涂。

具体实施例1

所述的超声雾化辅助装置制备抗静电涤棉纱线的方法，包括以下步骤：

步骤一、将待处理的涤棉纱线放入含有超声雾化喷头的不锈钢箱体中；

步骤二、对待处理的涤棉纱线进行超声雾化喷涂抗静电剂，雾化喷涂的时间为20min；其中，每个雾化器喷雾量为1ml/min，雾化液滴尺寸在1μm之间；所述的抗静电剂是由如下重量份数的成分组成：碳纳米管1份、阳离子抗静电剂sn40份、交联剂44份、分散剂8份组成；由于碳纳米管石墨化程度高，首先对碳纳米管进行预处理，将碳纳米管浸润在混酸溶液12h，其中，体积比为：v(hno3):v(h2so4)=1：3，随后用水反复清洗至中性，并在超声作用条件下与其他上述助剂充分混合；

步骤三、将步骤二所处理后的纱线进行轧液脱水，并在60℃下烘干2min；轧余率为100%；

步骤四、将步骤三所处理后的纱线在130℃下焙烘2min，即可。

本实施例中，所述的抗静电剂中交联剂为环氧氯丙烷树脂类交联剂de。所述的抗静电剂中分散剂为聚乙烯醇。所述碳纳米管的浓度为8mg/ml；所述阳离子抗静电剂sn的浓度为260mg/ml；所述交联剂的浓度为80mg/ml；所述分散剂的浓度为20mg/ml。所述的超声雾化辅助装置中的超声发生器2的超声波频率为20khz。

具体实施例2

所述的超声雾化辅助装置制备抗静电涤棉纱线的方法，包括以下步骤：

步骤一、将待处理的涤棉纱线放入含有超声雾化喷头的不锈钢箱体中；

步骤二、对待处理的涤棉纱线进行超声雾化喷涂抗静电剂，雾化喷涂的时间为40min；其中，每个雾化器喷雾量为10ml/min，雾化液滴尺寸在10μm之间；所述的抗静电剂是由如下重量份数的成分组成：碳纳米管4份、阳离子抗静电剂sn44份、交联剂48份、分散剂12份组成；由于碳纳米管石墨化程度高，首先对碳纳米管进行预处理，将碳纳米管浸润在混酸溶液12h，其中，体积比为：v(hno3):v(h2so4)=1：3，随后用水反复清洗至中性，并在超声作用条件下与其他上述助剂充分混合；

步骤三、将步骤二所处理后的纱线进行轧液脱水，并在90℃下烘干4min；轧余率为100%；

步骤四、将步骤三所处理后的纱线在130℃下焙烘8min，即可。

本实施例中，所述的抗静电剂中交联剂为硅烷偶联剂。所述的抗静电剂中分散剂为十二烷基苯磺酸钠。所述的抗静电剂中碳纳米管的浓度为3mg/ml；阳离子抗静电剂sn的浓度为180mg/ml；交联剂的浓度为40mg/ml；所述分散剂的浓度为10mg/ml。所述的超声雾化辅助装置中的超声发生器2的超声波频率为50khz。

具体实施例3

所述的超声雾化辅助装置制备抗静电涤棉纱线的方法，包括以下步骤：

步骤一、将待处理的涤棉纱线放入含有超声雾化喷头的不锈钢箱体中；

步骤二、对待处理的涤棉纱线进行超声雾化喷涂抗静电剂，雾化喷涂的时间为30min；其中，每个雾化器喷雾量为6ml/min，雾化液滴尺寸在7μm之间；所述的抗静电剂是由如下重量份数的成分组成：碳纳米管2份、阳离子抗静电剂sn42份、交联剂46份、分散剂10份组成；由于碳纳米管石墨化程度高，首先对碳纳米管进行预处理，将碳纳米管浸润在混酸溶液12h，其中，体积比为：v(hno3):v(h2so4)=1：3，随后用水反复清洗至中性，并在超声作用条件下与其他上述助剂充分混合；

步骤三、将步骤二所处理后的纱线进行轧液脱水，并在70℃下烘干2.5min；轧余率为100%；

步骤四、将步骤三所处理后的纱线在130℃下焙烘4min，即可。

本实施例中，所述的抗静电剂中交联剂为环氧氯丙烷树脂类交联剂de和硅烷偶联剂。所述的抗静电剂中分散剂为聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠。所述的抗静电剂中碳纳米管的浓度为5mg/ml；阳离子抗静电剂sn的浓度为220mg/ml；交联剂的浓度为60mg/ml；所述分散剂的浓度为15mg/ml。所述的超声雾化辅助装置中的超声发生器2的超声波频率为40khz。

本发明的性能测试如下：

a.抗静电性测试：按照fz/t01042-1996《纺织材料静电性能静电电压半衰期的测定》测定。具体的测试结果如下表1抗静电剂浓度对抗静电性能的影响表所示：

表1抗静电剂浓度对抗静电性能的影响表

b.耐久性测试：按照fz/t01042-1996《纺织材料静电性能静电电压半衰期的测定》附录中的洗涤工艺，具体为中性洗衣粉2g/l，40℃洗涤5min，浴比1:30，重复20次，80℃条件下烘干，测试。具体结果如下表2烘干温度对抗静电性能的影响表所示：

表2烘干温度对抗静电性能的影响表

结果表明抗静电剂用量控制在5g/l，烘干温度为70℃时，经过超声喷涂处理的涤棉纱线具有较好的抗静电性能，耐水性能力也较好，经过20次水洗后仍有较好的抗静电性能。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。