一种抗静电涂层组合物及其制备方法和抗静电纺

本发明涉及纺织面料制备，尤其涉及一种用于涤纶纺织面料的抗静电涂层组合物、制备方法和抗静电纺织面料。背景技术：1、涤纶纺织面料因其优异的机械性能、耐磨性和抗皱性，在服装、家纺和工业用布等领域得到了广泛应用。然而，涤纶纤维的绝缘性使其在摩擦过程中容易积聚静电荷。静电不仅会引起灰尘和颗粒的吸附，影响面料的美观和清洁，还可能导致面料之间的粘连，影响穿着舒适性。此外，静电积累严重时还可能引发电击或火花，带来安全隐患，特别是在易燃易爆环境中使用的纺织品。因此，开发有效的抗静电技术对提高涤纶纺织面料的使用性能和安全性具有重要意义。2、目前抗静电技术有通过在涤纶纤维的表面涂覆抗静电涂层，可以有效减少静电的产生。常见的涂层材料包括导电聚合物、碳纳米管等。这些材料能够在纤维表面形成导电网络，从而实现抗静电功能。涂覆抗静电涂层存在以下的技术问题：3、1、涂层与涤纶纤维的附着力不足可能导致涂层脱落，影响抗静电效果；4、2、涂层在长期使用过程中可能会因摩擦、洗涤等原因逐渐磨损，导致抗静电性能下降。技术实现思路1、为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种用于涤纶纺织面料的抗静电涂层组合物，该组合物通过系统优化和改进，可以解决上述技术问题，确保抗静电涂层配方在实际应用中的可靠性和有效性。2、为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：3、一种用于涤纶纺织面料的抗静电涂层组合物，该组合物按质量百分比计由以下的组分构成：4、聚氨酯树脂：50-70%5、导电聚合物：3.0-10%6、聚乙烯亚胺：3.0-10%7、碳纳米管：0.5-2.0%8、石墨烯：0.5-2.0%9、硅烷偶联剂：1.0-5.0%10、分散剂：1.0-3.0%11、交联剂：1.0-3.0%12、抗氧化剂：0.5-2.0%13、溶剂：10-20%。14、本发明各组分的作用如下：15、1、导电聚合物，提供导电性，降低涂层的表面电阻。16、2、碳纳米管，碳纳米管具有高导电性和高强度，增强涂层的导电性和机械强度。17、3、石墨烯，石墨烯是一种二维材料，具有优异的导电性和强度，能够均匀分布在涂层中，形成导电网；进一步提高涂层的导电性和机械性能。18、4、生物基聚氨酯树脂，生物基聚氨酯树脂环保且性能优良，作为涂层基体材料，提供优异的柔韧性和机械强度。19、5、分散剂，能够有效稳定纳米材料在涂层中的分散状态，确保纳米材料在涂层中的均匀分散，防止团聚。20、5、交联剂，能够与树脂基体发生交联反应，促进涂层固化，增强涂层的机械性能和稳定性。21、6、抗氧化剂，防止涂层老化，提高使用寿命。22、7、硅烷偶联剂，硅烷偶联剂能够与树脂基体发生化学键合，增强涂层的耐磨性能，提高涂层的耐磨性和机械强度。23、8、聚乙烯亚胺， pei具有多功能团，可以与涂层和纤维表面发生强烈的物理和化学相互作用，增强附着力，增强涂层与涤纶纤维的附着力。24、作为优选，该组合物按质量百分比计由以下的组分构成：25、聚氨酯树脂：55-65%26、导电聚合物：5.0-8.0%27、聚乙烯亚胺：5.0-8.0%28、碳纳米管：1.0-1.5%29、石墨烯：1.0-1.5%30、硅烷偶联剂：2.0-4.0%31、分散剂：1.5-2.5%32、交联剂：1.5-2.5%33、抗氧化剂： 1.0-1.5%34、溶剂：10-20%。35、作为优选，聚氨酯树脂选用生物基聚氨酯树脂或改性聚氨酯树脂，生物基聚氨酯树脂选用eco-flex™ 系列或baycusan® c1000 系列，改性聚氨酯树脂选用desmopan®系列或vulkollan® 系列。36、作为优选，导电聚合物聚苯胺（polyaniline, pani）、聚吡咯（polypyrrole, ppy）和聚噻吩（polythiophene, pt）中的一种或多种。37、作为优选，碳纳米管选用多壁碳纳米管，优选为arkema graphistrength®mwcnts或cheap tubes inc. mwcnts；石墨烯选用石墨烯纳米片或氧化石墨烯；优选，xgsciences graphene nanoplatelets (xgnp)、angstronmaterials graphenenanoplatelets、acs material graphene oxide或grapheneagraphene oxide。38、作为优选，硅烷偶联剂选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；分散剂选用聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸钠；交联剂选用双酚a型环氧树脂或六亚甲基二异氰酸酯；抗氧化剂选用生育酚乙酸酯或受阻酚抗氧化剂bht；溶剂选用乙醇和丙酮中的一种或两种混合。39、进一步，本发明还公开了所述的一种用于涤纶纺织面料的抗静电涂层组合物的制备方法，该和还包括以下的步骤：40、1）在混合器中加入聚氨酯树脂、溶剂和分散剂，搅拌均匀；41、2）逐步加入多壁碳纳米管和石墨烯纳米片，在高速搅拌下，使用超声波分散仪辅助分散均匀，形成均匀的纳米分散液；42、3）将制备好的聚苯胺粉末逐步加入到纳米分散液中，搅拌均匀，确保导电聚合物均匀分布；43、4）交联剂、抗氧化剂、耐磨剂和附着力促进剂的添加：44、在搅拌状态下，加入交联剂、抗氧化剂、硅烷偶联剂和聚乙烯亚胺，继续搅拌至完全混合。45、作为优选，超声波分散仪的参数：功率设置为200-300w，频率设置为20-40khz，分散时间设置为20-30分钟。46、进一步，本发明还公开了一种抗静电涤纶纺织面料，该面料采用所述组合物进行涂层处理。47、作为优选，涤纶纺织面料经过等离子处理和硅烷偶联剂浸渍处理，通过等离子处理和硅烷偶联剂浸渍处理，显著增强了涂层与涤纶纤维表面的附着力，减少了涂层脱落的风险。48、等离子处理能够增加纤维表面的活性，促进硅烷偶联剂与纤维的化学结合，形成牢固的涂层，提高了涂层的耐久性。49、离子处理处理的方法如下：50、1）用去离子水或乙醇清洗涤纶基材，去除表面污垢和油脂，然后在干燥的环境下彻底干燥；51、2）将干燥的涤纶基材放入等离子处理设备的处理室中；52、3）启动等离子处理设备，进行表面处理：处理参数如下：气体流量：20-50 sccm；功率：100-300 w；处理时间：5-10分钟；压力：0.1-0.5 torr；53、所述硅烷偶联剂处理的方法如下：54、1）将1-2%的硅烷偶联剂（aptes）溶解在无水乙醇或去离子水中；55、2）加入0.1-0.5%的醋酸或盐酸；56、3）将经过等离子处理的涤纶基材浸泡在硅烷溶液中，保持20-30分钟；浸泡后，用去离子水充分冲洗基材，去除多余的硅烷溶液；将基材在80-100℃下干燥1-2小时。57、本发明在抗静电性能、耐久性、附着力和环保性方面都具有显著优势。配方中的各成分相互协同作用，确保涂层在实际应用中能够满足高性能要求，并在环境友好性和成本控制方面取得平衡。