1.本发明属于聚甲醛织物生产技术领域，尤其是涉及一种耐久性聚甲醛织物的抗静电整理工艺。


背景技术：

2.聚甲醛纤维是一种主链由氧化亚甲基(-ch2o-)构成的高密度线型聚合物，以聚甲醛树脂为原料，通过熔融纺丝、静电纺丝和超倍拉伸等方法制备得到，具有优异的机械性能、耐磨损性、尺寸稳定性、耐化学腐蚀性和抗菌性等特性。由于聚甲醛纤维的分子链上不存在亲水基团，属于疏水性纤维，回潮率低，使其抗静电效果特别差。静电作用不仅会引起人体皮肤的不适，还可能引发火灾、爆炸等事故，因此需要后续的抗静电整理来提高织物的抗静电效果。
3.石墨烯是一种二维的碳纳米材料，具有超高的比表面积、优异的导电导热性能和稳定的化学结构，可以作为一种导电填料改善织物的抗静电性能。
4.目前，氧化石墨烯作为一种化学衍生类石墨烯，常常用来对织物进行抗静电改性。但是，氧化石墨烯表面含有大量的含氧官能团，这些官能团赋予了其良好的分散性，同时造成其导电率较低。因此，将氧化石墨烯直接作为织物的导电剂是不可取的，需要对氧化石墨烯进行还原处理，降低其含氧官能团的数量，恢复其良好的导电性质。
5.另外，现有的技术是将石墨烯吸附在纤维表面，造成石墨烯裸露在织物表面，在使用过程中很容易发生脱落，使经抗静电整理后织物的耐久性显著降低。但是，目前从未报道过有关树脂封膜处理增强石墨烯改性织物抗静电耐久性的研究。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种耐久性聚甲醛织物的抗静电整理工艺。
7.为实现上述目的，本发明的技术原理为利用石墨烯的导电性和亲水性树脂的成膜性在织物表面形成两个具有协同效应的功能层：石墨烯导电层和亲水性树脂封膜层。具体为：将电导率较差的氧化石墨烯还原成电导率较高且分散性良好的还原氧化石墨烯，并将还原氧化石墨烯均匀连续地负载在纤维表面形成导电层，以提高织物抗静电性能；在紫外灯下，使亲水性的聚丙烯酸和聚丙烯酰胺在织物表面原位聚合形成封膜层，有效防止石墨烯的脱落，还可通过吸附空气中的水分子来疏导静电荷，加强了整理后织物的抗静电效果，保证了抗静电织物的耐久性。
8.本发明采用的技术方案为：一种耐久性聚甲醛织物的抗静电整理工艺，具体包括以下步骤：以下组分按重量份数计：
9.(1)将1～2份氧化石墨烯加入80～100份去离子水中，超声处理1h～2h后，缓慢加入10～12份还原剂，搅拌4～6h后，离心、洗涤、干燥，得到还原氧化石墨烯；
10.(2)将1～2份还原氧化石墨烯加入到400份去离子水中，超声处理1h～2h后得到整理液a；
11.(3)将10～20份丙烯酰胺、20～30份丙烯酸、1～2份光引发剂、1～2份交联剂加入到160～200份去离子水中，搅拌1h～2h后得到整理液b；
12.(4)将聚甲醛织物浸入整理液a中，浸渍时间40～60min，一浸一轧，轧余率70～80％，接着放到烘箱中在80～100℃下热风烘干，得到石墨烯改性织物；
13.(5)将石墨烯改性织物浸入整理液b中，浸渍时间20～30min，一浸一轧，轧余率70～80％，随后放到高压汞灯下照射0.5～1h，在80～90℃下热风烘干，得到亲水性树脂封膜的石墨烯改性织物。
14.优选地，所述氧化石墨烯的粒径为10～15μm。
15.优选地，所述超声处理在100w的超声清洗器中进行。
16.优选地，所述还原剂包括硼氢化钠、氢化铝锂、抗坏血酸、水合肼、半胱氨酸、亚硫酸氢钠中的一种或多种混合。
17.优选地，所述光引发剂为irgacure2959和irgacure500的一种或两种混合。
18.优选地，所述交联剂为n,n-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二乙烯基苯和1,1,1-三(丙烯酰氧甲基)丙烷的一种或多种混合。
19.优选地，所述高压汞灯的功率为250w，主要波段为280～400nm，光强为4mw/cm2。
20.由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：
21.(1)本发明通过对氧化石墨烯进行化学还原，得到导电性和分散性俱佳的还原氧化石墨烯，并将其负载到聚甲醛织物上，显著提高织物的抗静电性能。
22.(2)本发明提出了一种双网络聚丙烯酰胺-聚丙烯酸亲水性树脂复合在聚甲醛织物表面的方法。在紫外灯下，经过光引发剂的引发和交联剂的交联，将覆盖在织物表面上的丙烯酸和丙烯酰胺原位聚合并交联形成亲水性树脂封膜层。该树脂材料具有稳定的结构、优异的亲水性和良好的抗静电性能。
23.(3)本发明将还原氧化石墨烯作为织物的导电层，将亲水性树脂作为织物的封膜层，阻止了石墨烯导电层的脱落，进而提高抗静电聚甲醛织物的耐久性。经过20次水洗后，其表面电阻率仍然小于10
10
ω，达到b级耐久性抗静电纺织品的要求。
附图说明
24.图1是本发明耐久性聚甲醛织物抗静电整理工艺的示意图。
具体实施方式
25.下面结合实施例进一步叙述本发明：
26.实施例1
27.一种耐久性聚甲醛织物的抗静电整理工艺，具体包括以下步骤：
28.(1)按重量份数计，将1份氧化石墨烯加入80份去离子水中，超声处理1h后，缓慢加入10份硼氢化钠，搅拌4h后，离心、洗涤、干燥，得到还原氧化石墨烯；
29.(2)按重量份数计，将1份还原氧化石墨烯加入到400份去离子水中，超声处理1h后得到整理液a；
30.(3)按重量份数计，将10份丙烯酰胺、20份丙烯酸、1份irgacure2959、1份n,n-亚甲基双丙烯酰胺加入到160份去离子水中，搅拌1h后得到整理液b。
31.(4)将聚甲醛织物浸入整理液a中，浸渍时间40min，一浸一轧，轧余率70～80％左右，在80℃下热风烘干，得到石墨烯改性织物。
32.(5)将石墨烯改性织物浸入整理液b中，浸渍时间20min，一浸一轧，轧余率70％左右，随后放到波长范围为280～400nm的高压汞灯下照射0.5h，随后在80℃下热风烘干，得到亲水性树脂封膜的石墨烯改性织物。
33.实施例2
34.一种耐久性聚甲醛织物的抗静电整理工艺，具体包括以下步骤：
35.(1)按重量份数计，将2份氧化石墨烯加入90份去离子水中，超声处理1.5h后，缓慢加入12份硼氢化钠，搅拌5h后，离心、洗涤、干燥，得到还原氧化石墨烯；
36.(2)按重量份数计，将2份还原氧化石墨烯加入到400份去离子水中，超声处理1.5h后得到整理液a；
37.(3)按重量份数计，将15份丙烯酰胺、25份丙烯酸、1份irgacure2959、0.5份irgacure500、1份n,n-亚甲基双丙烯酰胺和0.5份二甲基丙烯酸乙二醇酯加入到200份去离子水中，搅拌2h后得到整理液b。
38.(4)将聚甲醛织物浸入整理液a中，浸渍时间50min，一浸一轧，轧余率70～80％，在85℃下热风烘干，得到石墨烯改性织物。
39.(5)将石墨烯改性织物浸入整理液b中，浸渍时间30min，一浸一轧，轧余率70～80％，随后放到波长范围为280～400nm的高压汞灯下照射1h，在85℃下热风烘干，得到亲水性树脂封膜的石墨烯改性织物。
40.实施例3
41.一种耐久性聚甲醛织物的抗静电整理工艺，具体包括以下步骤：
42.(1)按重量份数计，将2份氧化石墨烯加入100份去离子水中，超声处理2h后，缓慢加入12份硼氢化钠，搅拌6h后，离心、洗涤、干燥，得到还原氧化石墨烯；
43.(2)按重量份数计，将2份还原氧化石墨烯加入到400份去离子水中，超声处理2h后得到整理液a；
44.(3)按重量份数计，将20份丙烯酰胺、30份丙烯酸、1份irgacure2959、1份irgacure500、1份n,n-亚甲基双丙烯酰胺、0.5份二甲基丙烯酸乙二醇酯和0.5份二乙烯基苯加入到200份去离子水中，搅拌2h后得到整理液b。
45.(4)将聚甲醛织物浸入整理液a中，浸渍时间60min，一浸一轧，轧余率70～80％，在90℃下热风烘干，得到石墨烯改性织物。
46.(5)将石墨烯改性织物浸入整理液b中，浸渍时间30min，一浸一轧，轧余率70～80％，随后放到波长范围为280～400nm的高压汞灯下照射1h，在90℃下热风烘干，得到亲水性树脂封膜的石墨烯改性织物。
47.对照例1
48.具体包括以下步骤：
49.(1)按重量份数计，将2份氧化石墨烯加入100份去离子水中，超声处理2h后，缓慢加入12份硼氢化钠，搅拌6h后，离心、洗涤、干燥，得到还原氧化石墨烯；
50.(2)按重量份数计，将2份还原氧化石墨烯加入到400份去离子水中，超声处理2h后得到整理液a；
51.(3)将聚甲醛织物浸入整理液a中，浸渍时间60min，一浸一轧，轧余率70～80％，在90℃下热风烘干，得到石墨烯改性织物。
52.对照例2
53.具体包括以下步骤：
54.(1)按重量份数计，将2份氧化石墨烯加入到400份去离子水中，超声处理2h后得到整理液a；
55.(2)按重量份数计，将20份丙烯酰胺、30份丙烯酸、1份irgacure2959、1份irgacure500、1份n,n-亚甲基双丙烯酰胺、0.5份二甲基丙烯酸乙二醇酯和0.5份二乙烯基苯加入到200份去离子水中，搅拌2h后得到整理液b。
56.(3)将聚甲醛织物浸入整理液a中，浸渍时间60min，一浸一轧，轧余率70～80％，在90℃下热风烘干，得到石墨烯改性织物。
57.(4)将石墨烯改性织物浸入整理液b中，浸渍时间30min，一浸一轧，轧余率70～80％，随后放到波长范围为280～400nm的高压汞灯下照射1h，在90℃下热风烘干，得到亲水性树脂封膜的石墨烯改性织物。
58.对照例3
59.具体包括以下步骤：
60.(1)按重量份数计，将2份氧化石墨烯加入100份去离子水中，超声处理2h后，缓慢加入12份硼氢化钠，搅拌6h后，离心、洗涤、干燥，得到还原氧化石墨烯；
61.(2)按重量份数计，将2份还原氧化石墨烯加入到400份去离子水中，超声处理2h后得到整理液a；
62.(3)按重量份数计，将20份丙烯酰胺、30份丙烯酸、1份irgacure2959、1份irgacure500、1份n,n-亚甲基双丙烯酰胺、0.5份二甲基丙烯酸乙二醇酯和0.5份二乙烯基苯加入到200份去离子水中，搅拌2h后得到整理液b。
63.(4)将聚甲醛织物浸入整理液a中，浸渍时间60min，一浸一轧，轧余率70～80％，在90℃下热风烘干，得到石墨烯改性织物。
64.(5)将石墨烯改性织物浸入整理液b中，浸渍时间30min，一浸一轧，轧余率70～80％，在90℃下热风烘干，得到亲水性树脂封膜的石墨烯改性织物。
65.对照例4
66.具体包括以下步骤：
67.(1)按重量份数计，将2份氧化石墨烯加入100份去离子水中，超声处理2h后，缓慢加入12份硼氢化钠，搅拌6h后，离心、洗涤、干燥，得到还原氧化石墨烯；
68.(2)按重量份数计，将2份还原氧化石墨烯加入到400份去离子水中，超声处理2h后得到整理液a；
69.(3)按重量份数计，将30份丙烯酸、1份irgacure2959、1份irgacure500、1份n,n-亚甲基双丙烯酰胺、0.5份二甲基丙烯酸乙二醇酯和0.5份二乙烯基苯加入到200份去离子水中，搅拌2h后得到整理液b。
70.(4)将聚甲醛织物浸入整理液a中，浸渍时间60min，一浸一轧，轧余率70～80％，在90℃下热风烘干，得到石墨烯改性织物。
71.(5)将石墨烯改性织物浸入整理液b中，浸渍时间30min，一浸一轧，轧余率70～
80％，随后放到波长范围为280～400nm的高压汞灯下照射1h，在90℃下热风烘干，得到亲水性树脂封膜的石墨烯改性织物。
72.对实施例1-3和对照例1-4制备的抗静电聚甲醛织物进行导电性能测试，测试方法为《gbt 12703.4-2010纺织品静电性能的评定》的第4部分电阻率，结果如表1所示。
73.表1织物性能测试结果
74.测试内容织物表面电阻率/ω20次水后织物表面电阻率/ω实施例12.03
×
10
11
4.84
×
10
12
实施例21.06
×
1099.27
×
109实施例31.15
×
1097.53
×
109对照例19.21
×
1086.83
×
10
11
对照例25.42
×
10
11
6.21
×
10
12
对照例31.08
×
1098.23
×
10
11
对照例46.20
×
1092.07
×
10
10
75.通过对比实施例1和实施例2的数据可以说明，还原氧化石墨烯含量的增加能大幅度提高织物的抗静电性能。
76.通过对比实施例2和实施例3的数据可以说明，在整理液b中，丙烯酰胺和丙烯酸浓度的增加有助于提高树脂封膜的稳定性，提高抗静电织物的耐久性。
77.通过对比实施例3和对照例1的数据可以说明，经20次水洗后，未经亲水性树脂封膜耐久处理的石墨烯改性织物的抗静电效果大幅度下降，而经过耐久处理后的织物的抗静电性能无明显降低。这说明通过亲水性树脂封膜这种耐久处理工序，能够有效地防止石墨烯从织物上脱落，提高抗静电织物的耐久性。
78.通过对比实施例3和对照例2的数据可以说明，还原氧化石墨烯作为抗静电剂用于织物的抗静电整理比未改性的氧化石墨烯展现出更好的抗静电效果。
79.通过对比实施例3和对照例3的数据可以说明，丙烯酰胺和丙烯酸经过紫外光交联聚合后，形成一层结构稳定的树脂层，能够将石墨烯牢牢地固定在织物表面，提高了抗静电织物的耐久性。
80.通过对比实施例3和对照例4的数据可以说明，与单纯的聚丙烯酸树脂层相比，聚丙烯酰胺-聚丙烯酸双网络树脂层能更好的提高抗静电织物的耐久性。
81.以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。