热塑性塑料-聚(二烃基硅氧烷)组合物和纤维以及用于制备纤维的方法_3

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酯)。
[0048] 本公开的聚合物组合物具有在性质上是流体或蜡状的聚(二烃基硅氧烷)作为另 一组分。所用聚(二烃基硅氧烷)在名义上是携带烃基的任何聚硅氧烷,其中特别强调携 带任何烷基长度烃基取代基的二甲聚硅氧烷聚合物。举例来说,烃基取代基可为辛基取代 基、十六烷基取代基、十二烷基取代基、二十二烷基取代基、乙烯基取代基、双-乙烯基取代 基、乙烯基反应的取代基和双-乙烯基反应的取代基以及其共聚物及其混合物。当乙烯基 反应的取代基和双-乙烯基反应的取代基以烃基形式存在时,已知所用聚硅氧烷在某一程 度上加以交联。交联聚合物(crosslinked polymer)可称为交联聚合物(crosspolymer)。 因此,在本公开的某些实施方案中,采用聚(二烃基硅氧烷)交联聚合物。
[0049] 本公开的聚(二烃基硅氧烷)是根据由I或II给出的化学结构来表示:
[0050] (CH3) 3-Si-0- [Si (CH3) 2-0] n- [Si (?) (R2) -0]n- (Si (R3) (R4) -0] P-Si- (CH3) 3, (I)
[0051 ] (?) (?) (R2) -Si-0-[Si (CH3)2_0]m-Si-(R2) (R3) (R3), (II)
[0052] 其中札=C 2-(:32饱和经基、乙烯基或乙烯基聚合物交联位点,
[0053] R2= C fQj;;饱和经基、乙烯基或乙烯基聚合物交联位点,
[0054] R3= C 2-(:32饱和经基、乙烯基或乙烯基聚合物交联位点,并且不等于R ρ
[0055] R4= C「(^饱和经基、乙烯基或乙烯基聚合物交联位点,并且不等于R 2,
[0056] η 多 0,
[0057] m>0,
[0058] 并且 p>0。
[0059] 作为第一示例性聚(二经基硅氧烷),作为双-乙烯基、十六烷基二甲聚硅氧烷交 联聚合物的聚(二烃基硅氧烷)是由本公开提供。双-乙烯基、十六烷基二甲聚硅氧烷交 联聚合物可以SILWAX? CR-5016(Siltech Corp)获得,并且在本公开中鉴定为"AMP 1"。 作为第二示例性聚(二烃基硅氧烷),作为双-乙烯基、二十二烷基二甲聚硅氧烷交联聚合 物的聚(二烃基硅氧烷)是由本公开提供。双-乙烯基、二十二烷基二甲聚硅氧烷交联聚 合物可以311_\¥八乂?〇?-5022(5丨1仏吐(:〇印)获得,并且在本公开中鉴定为"六1^2"。作 为第三示例性聚(二烃基硅氧烷),作为辛基二甲聚硅氧烷聚合物的聚(二烃基硅氧烷)是 由本公开提供。辛基二甲聚硅氧烷聚合物可以SILWAX? CR5008(Siltech Corp)获得,并 且在本公开中鉴定为"AMP 3"。
[0060] 在实施方案中,本公开的长丝的横截面在垂直于热塑性BCF中的离散长丝的流动 长度的平面中具有聚(二烃基硅氧烷)的结构域,其可具有在约0. 5 μ m至约5 μ m的范围 内的直径。在其它实施方案中,本公开的混配粒化掺合物具有的聚(二烃基硅氧烷)的结 构域的直径可在约2 μ m至约30 μ m的范围内。视具体终端用途应用而定,可制造线密度在 约30至约3000但尼尔、或约8至3000但尼尔的范围内的本公开的多丝纱线。可制造线密 度在约500至约12000但尼尔的范围内的意图在地毯的生产中使用的本发明的柔软拒水纱 线,包括线密度在约500至约1100但尼尔的范围内的纱线,并且包括线密度在约1000至约 8000的范围内的纱线,并且包括线密度是约1600至约3000但尼尔的纱线。离散长丝通常 是约1至约40dpf、或约4至约25dpf、或约4至约18dpf。可使用任何合理的但尼尔。具有 为本领域技术人员所知的任何设计的横截面的BCF关于本公开可为适合的。出于这个目的 的BCF横截面包括三叶形、六叶形、圆形和矩形横截面。另外,BCF横截面可具有一个或多 个空隙。纱线可由具有一个或多个横截面种类的BCF类型形成。另外,BCF纱线可在同一 纱束中具有不同横截面。
[0061] 本公开中所述的聚(二烃基硅氧烷)被描述为无害,因为在聚合物组合物中包括 所述组分不需要以任何重大方式对涉及纺丝、加工、簇生、染色和整理BCF的过程进行重大 变化。本公开的长丝是使用合成热塑性熔融可纺丝聚合物或热塑性聚合物的掺合物制备的 BCF。适合聚合物包括聚酰胺和聚酯。
[0062] 此外,公开一种用于形成以上指示的聚合物组合物的方法,其中热塑性塑料是在 容器内部以粒化形式提供。根据本公开,具有馈料区以及具有一个或多个加热的机筒区的 机筒和螺杆的挤压机也是必需的。热塑性塑料自容器分配至挤压机的馈料区中,并且接着 添加聚(二烃基硅氧烷)。接着推进热塑性塑料和聚(二烃基硅氧烷)的组合穿过挤压机 的加热的机筒区以产生熔融挤出物。
[0063] 在第一示例性方法中,长丝是根据本公开的方法通过在挤压机中使热塑性塑料与 聚(二烃基硅氧烷)在某一位置处接触,紧接着随后熔融热塑性塑料并混合所述组合来形 成。在挤压之后,接着使挤出物穿过具有存在的多孔介质的过滤组件,并且接着穿过其中具 有适当尺寸化孔的喷丝板,接着用错流空气在视个别聚合物而变化的条件下淬灭以产生具 有所需但尼尔、外部改性比率、尖端比率和空隙百分比的长丝。通常,9°C下的空气在300立 方英尺/倾注下用于淬灭烟道中,如由Tung在美国专利号5, 380, 592中所公开,所述专利 以引用的方式整体并入本文。空隙百分比可通过加速淬灭步骤以及增加所用热塑性塑料的 熔融粘度来增加,此可减缓自非圆形横截面向圆形横截面的衰减。此外,可调整有效淬灭速 率以控制横截面。
[0064] 在形成本公开的长丝的第二示例性方法中,使基质热塑性塑料与聚(二烃基硅氧 烷)在已致使基质聚合物熔融所处的位置处接触,并且所述组合的混合发生在挤压机中。 在挤压之后,接着使热塑性掺合物穿过具有存在的多孔介质的过滤组件,并且接着挤压穿 过其中具有适当尺寸化孔的喷丝板,接着用错流空气在视个别聚合物组合物而变化的条件 下淬灭以产生如上公开的具有所需但尼尔、外部改性比率、尖端比率和空隙百分比的长丝 或纤维。
[0065] 在形成本公开的长丝的第三示例性方法中,将聚(二烃基硅氧烷)以呈集结粒形 式的母料材料形式并入热塑性聚合物或聚合物的掺合物中。第一热塑性塑料是以集结粒形 式提供,并且相同或第二热塑性塑料是在具有一种或多种无害聚(二烃基硅氧烷)作为添 加剂下提供。因此,聚(二烃基硅氧烷)存在于后述热塑性掺合物中。粒化母料材料是在 所需馈料率下与基质热塑性塑料组合使用,所述馈料率合乎需要地在于母料中1重量%与 25重量%之间。所述组合的混合发生在挤压机中。在挤压之后,接着使聚合物组合物穿过 具有存在的多孔介质的过滤组件,并且接着穿过其中具有适当尺寸化孔的喷丝板,接着用 错流空气在视个别聚合物而变化的条件下淬灭以产生如上公开的具有所需但尼尔的长丝。 [0066] 此外,公开一种用于聚(二烃基硅氧烷)流体注射的装置,其中提供可编程加热元 件、用于测量聚(二烃基硅氧烷)流体的温度的热电偶、以及用于控制由所述加热元件递送 的热量的热反馈控制器。也提供一种用于容纳聚(二烃基硅氧烷)流体的添加剂储集器。 储集器适于含有一种或多种聚(二烃基硅氧烷)的混合物。天平用于控制聚(二烃基硅氧 烷)自储集器的质量传递,并且计量栗用于将聚(二烃基硅氧烷)自添加剂储集器转移至 挤压机中。计量栗可为为本领域技术人员所知的任何栗,包括蠕动栗、螺旋栗、渐进空腔栗、 脉冲栗、齿轮栗、手动栗、活塞栗、倒退螺旋栗、真空栗和类似栗。
[0067] 在根据本公开是适合的第一示例性装置中,将一种或多种聚(二烃基硅氧烷)连 续引入挤压机的馈料区或其它区中是通过首先提供含有聚(二烃基硅氧烷)的储集器来达 成。储集器是适于容纳添加剂的任何容器,并且它适合于导热并提供搅拌以达成熔融添加 剂并混合添加剂的任何不同相的目的,或用于另外调节它的粘度。连接于储集器的是允许 将聚(二烃基硅氧烷)转运至挤压机的馈料区中的管道,所述馈料区是添加剂接触热塑性 塑料的地点。如上所述的栗用于驱动添加剂自储集器转运至馈料区中。控制转运流体材料 所处的温度,因此可为加热板、油浴或带式加热器的加热元件可例如通过使用热电偶传感 器和温度控制单元来编程。
[0068] 如上所公开,提供本公开的长丝或纤维和纱线。在一些实施方案中,用于地毯制造 的目的的尼龙纤维具有线密度约0. 5至75dpf。地毯纤维的更优选范围是约3至约15dpf。
[0069] 在示例性实施方案中,拉伸并织构本公开的纱线以形成适于簇生成地毯的BCF纱 线。一种技术涉及将挤压或如所纺丝的纤维组合成纱线,接着全部在单一步骤中拉伸、织 构并缠绕成一卷。制备BCF纱线的这个一步方法在本领域中通常称为纺丝-拉伸-织构 (SDT)。
[0070] BCF纱线可经受为本领域技术人员所熟知的各种加工步骤。举例来说,为生产用于 地面覆盖应用的地毯,BCF纱线通常被合股、缠绕、热定形,接着簇生成可曲折主要背衬。主 要背衬材料通常选自纺织黄麻、纺织聚丙烯、纤维素无纺布以及尼龙、聚酯和聚丙烯的无纺 布。主要背衬可接着用适合材料,如常规苯乙烯-丁二烯(SB)乳胶、偏二氯乙稀
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