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专利号: 2018111561489
申请人: 天津工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 天然或人造的线或纤维;纺纱或纺丝
更新日期:2023-09-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种永久抗静电丙烯腈基共聚物及其纤维,其特征在于首先利用丙烯腈与含不饱和

双键的离子液体等单体共聚,得到永久抗静电丙烯腈基共聚物,所述永久抗静电丙烯腈基共聚物的表面电阻率为6.1×105~9.2×1010Ω;随后直接利用制备的共聚物通过纺丝法加工成永久抗静电丙烯腈基共聚物纤维,所述丙烯腈基共聚物纤维的纤度为0.8~4.5dtex,断裂强度为1.5~4.7cN/dtex,断裂伸长率为14.5%~27.8%,表面电阻率为6.1×105~

9.2×1010Ω;将纤维置于60℃的热水中浸泡30min,取出晾干,重复浸泡-晾干操作50次后,测定纤维表面电阻率为1.2×106~9.9×1010Ω,仍可达到抗静电的要求。

2.一种如权利要求1所述的永久抗静电丙烯腈基共聚物及其纤维的制备方法,其特征

在于包括以下步骤:

(1)永久抗静电丙烯腈基共聚物的制备

向反应容器中加入一定量溶剂,然后将40~97mol%丙烯腈单体、20~1mol%第二单

体、20~1mol%第三单体、20~1mol%离子液体单体以及一定量引发剂混合均匀后倒入反应容器中,其中,所有单体摩尔百分比之和为100mol%,所述引发剂的加入量为所有单体总量的1~4mol%,单体浓度控制为3~6mol/L,边搅拌边加热升温至50~110℃,温度恒定后反应6~15h,随后将反应液倒入蒸馏水中沉淀,静置,抽滤,真空干燥,得到丙烯腈基共聚物,该共聚物熔点为150~265℃,表面电阻率为6.1×105~9.2×1010Ω;

(2)永久抗静电丙烯腈基共聚物纤维的制备

将100质量份的丙烯腈基共聚物、0.05~0.5质量份的抗氧化剂、0.2~1质量份的热稳

定剂、0~3质量份的填料通过高速共混机混合均匀后,利用纺丝法得到永久抗静电丙烯腈基共聚物纤维,该共聚物纤维的纤度为0.8~4.5dtex,断裂强度为1.5~3.7cN/dtex,断裂伸长率为14.5%~27.8%,表面电阻为6.1×105~9.2×1010Ω。将纤维置于60℃的热水中浸泡30min,取出晾干,重复浸泡-晾干操作50次后,测定纤维表面电阻率为1.2×106~9.9×1010Ω,仍可达到抗静电的要求。

3.根据权利要求2所述的一种永久抗静电丙烯腈基共聚物及其纤维的制备方法,其特

征在于步骤(1)中所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜、硝酸亚乙基酯、碳酸乙烯酯中的一种或任意几种任意比的混合物。

4.根据权利要求2所述的一种永久抗静电丙烯腈基共聚物及其纤维的制备方法,其特

征在于步骤(1)所述第二单体为丙烯酸或丙烯酸衍生物中的一种,所述丙烯酸衍生物优选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸钠、丙烯酸钾、甲基丙烯酸钠、甲基丙烯酸钾。

5.根据权利要求2所述的一种永久抗静电丙烯腈基共聚物及其纤维的制备方法,其特

征在于步骤(1)中所述第三单体为含不饱和键的聚乙二醇衍生物中的一种,所述聚乙二醇衍生物优选自聚乙二醇甲基丙烯酸酯(分子量优选自350~2400)、聚乙二醇丙烯酸酯(分子量优选为350~2400)、烯丙基聚乙二醇(分子量优选为350~2400)、甲基烯丙基聚乙二醇(分子量优选为350~2400)、异戊烯基聚乙二醇(分子量优选为350~2400)、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(分子量优选为350~2400)、聚乙二醇单甲醚丙烯酸酯(分子量优选为350~2400)、烯丙基聚乙二醇单甲醚(分子量优选为350~2400)、甲基烯丙基聚乙二醇单甲醚(分子量优选为350~2400)、异戊烯基聚乙二醇单甲醚(分子量优选为350~2400)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(分子量优选为350~2400)、聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量优选为350~

2400)。

6.根据权利要求2所述的一种永久抗静电丙烯腈基共聚物及其纤维的制备方法,其特

征在于步骤(1)中所述离子液体为如式M1所示的含不饱和键的咪唑型离子液体、如式M2所示的含不饱和键的吡咯烷型离子液体、如式M3所示的含不饱和键的吡啶型离子液体、如式M4所示的含不饱和键的哌啶型离子液体、如式M5所示的含不饱和键的季膦型离子液体、如式M6所示的含不饱和键的季铵盐型离子液体、如式M7所示的含不饱和键的吗啉型离子液体中的一种或任意几种任意比的混合物,其中,X1-、X2-、X3-、X4-、X5-、X6-、X7-分别为Cl-、Br-、I-、BF4-、PF6-、SCN-、(CN)2N-、CF3SO3-、- - - -(CF3SO2)2N、(CF3CF2SO2)2N、NO3 、AlCl4中的任意一种;R1、R3、R5、R6、R8、R12、R16分别为CH2=CH(CH2)n,n为0~15中任一整数;R2、R4、R7、R9、R10、R11、R13、R14、R15、R11分别为CH2=CH(CH2)n,n为0~15中任一整数,或CH3(CH2)n,n为0~20中任一整数,或H、NH2、(CH3)2CH、CH3O、(CH3)2N中的任意一种。

7.根据权利要求2所述的一种永久抗静电丙烯腈基共聚物及其纤维的制备方法,其特

征在于步骤(1)中所述引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化异丁酸叔丁酯、过氧化乙酸叔丁酯、1,1-双-(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化-3,3,5-三甲基己酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化十二酰中的一种或任意几种任意比的混合物。

8.根据权利要求2所述的一种永久抗静电丙烯腈基共聚物及其纤维的制备方法,其特

征在于步骤(1)中所述蒸馏水与反应液的体积比为1∶1~100∶1;所述真空干燥温度为60~

90℃。

9.根据权利要求2所述的一种永久抗静电丙烯腈基共聚物及其纤维的制备方法,其特

征在于步骤(2)中所述抗氧化剂为硫代二丙酸二月桂酯、2,4,6-三叔丁基季戊四醇双亚磷酸酯、螺乙二醇双[2,2’-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)]亚磷酸酯、季戊四醇双二亚磷酸二(2,4-二叔丁基苯基)酯中的一种或任意几种任意比的混合物;所述热稳定剂硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、甲基硫醇锡中的一种或任意几种任意比的混合物;所述填料为滑石粉、云母、石英、铝矾土、膨润土、蒙脱土、硅藻土、纳米碳酸钙、霞石、白炭黑、淀粉、纤维素纳米晶须中的一种或任意几种任意比的混合物。