本发明属喷丝板技术领域，涉及一种喷丝微孔及其处理方法，特别是涉及一种低表面能的喷丝微孔及其处理方法。
背景技术：
我国是化纤大国，化纤是纺织领域重要的原材料，从化纤的产量来说，2014年中国化纤产量达到4390万吨。目前化纤材料的生产以熔融纺丝工艺为主，化纤领域的转型升级以生产高效节能及纤维品质提升为主要发展方向。熔融纺丝技术的提升对于化纤领域的转型升级具有重大的促进作用。
现有的熔融纺丝技术在应用过程中存在的问题主要集中在纺丝速度提升有限，生产效率提升不明显：纤维成形过程中流变阻力与空气摩擦阻力，熔融纺丝生产加工过程中，由于毛丝、断头等现象的出现导致一定数量废丝的产生，随着化纤产能的增加，生产过程中的废丝料量也会相应增加。而我国化纤全行业的废丝率水平为10kg/t，因此每年有几十万吨的化纤废丝的产生，造成严重的资源浪费。因此如何简便、有效地回用这部分废丝料，对于节省原料用量，降低生产成本，提高企业的经济效益，都有着较大现实意义。
针对以上存在的问题，需要对熔融纺丝技术优化，提升熔融纺丝速度、降低能耗的同时进一步提升纤维品质。其中在熔体纺丝过程中，纺程上纤维的受力分布是熔融纺丝技术核心部分，对于熔体成型及品质调控起到关键的作用。从纤维纺程研究角度出发，当熔融纺丝工艺发生变化时，会引起纺程上力的分布变化。一般情况下，纤维在纺程上受到的力以流变阻力、空气摩擦阻力为主，这两种力对纺速的提升具有直接的影响。中国专利CN 102206879 A中针对以上的问题在纤维成形过程中设计负压纺丝条件(0.01～0.001MPa)，通过降低空气摩擦阻力的方式提升纤维的纺速，但是对于熔体所受的流变阻力缺乏必要考虑，而流变阻力对于纤维纺速与品质的提升是关键因素之一。纺丝组件中喷丝板的结构对熔体所受流变阻力具有直接影响，进而调控纤维成型过程。
技术实现要素：
本发明针对现有的研究不足，充分考虑到流变阻力与纺丝边界层环境对纤维纺程受力的作用机理，对喷丝板表面低阻尼处理，降低熔体在喷丝板处的流变阻力，大大提升纺速，同时对纺丝边界环境设计，纤维在高速纺丝下能够实现匹配的取向与结晶，达到纤维品质的提升。本发明所要解决的技术问题是提供一种喷丝微孔及其处理方法，是一种低表面能的喷丝微孔及其制备方法。
本发明的一种喷丝微孔的处理方法，以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在70～85℃条件下，使流动液从喷丝板的喷丝微孔流出，然后在95～120℃条件下进行初步固化，再在200～230℃进行再次固化，最后在260～280℃进行终固化，冷却后得到低表面能的喷丝微孔。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种喷丝微孔的处理方法，所述聚硅氧烷处理液按重量份计，各组分为：
如上所述的一种喷丝微孔的处理方法，所述聚硅氧烷处理液的制备方法为按比例加入硅溶胶和铝溶胶，然后用催化剂进行调节pH值，使体系的pH值维持在2～4.5，然后再加入溶剂和硅氧烷，再在常温下进行水解15～20min，然后再把体系放入45～80℃进行高温缩合，反应维持30～75min，反应结束后再加入助剂，进行搅拌5～10min后，待体系冷却到室温，得到所需的聚硅氧烷处理液。
如上所述的一种喷丝微孔的处理方法，所述硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、三甲基氯硅烷或苯基三乙氧基硅烷中的一种以上。
如上所述的一种喷丝微孔的处理方法，所述硅氧烷优选甲基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和三甲基氯硅烷的混合物，且相应的体积比为1:0.05～0.25:0.05～0.1。
如上所述的一种喷丝微孔的处理方法，所述硅溶胶为碱性硅溶胶，其pH值为10.3±0.2，硅溶胶的固含量为30～45wt％，平均粒径为30～50nm。
如上所述的一种喷丝微孔的处理方法，所述铝溶胶为碱性铝溶胶，其pH值为9.6±0.2，铝溶胶的固含量为20～35wt％，平均粒径为45～65nm。
如上所述的一种喷丝微孔的处理方法，所述溶剂为醇与水的混合溶剂，醇为一元醇或者二元醇；其中一元醇为乙醇、异丙醇或丁醇，二元醇为乙二醇或1,3-丙二醇；且一元醇与水的体积比为1.25～1.60:1，二元醇与水的体积比为0.75～1.0:1；
所述催化剂为甲酸、乙酸、盐酸、磷酸和硝酸中的一种或两种的混合物；
所述助剂为流平剂BYK 310、消泡剂BYK 025和表面增硬耐磨剂T801的混合物；其中流平剂、消泡剂与表面增硬耐磨剂的质量比为1:1～5:0.25～0.5。
如上所述的一种喷丝微孔的处理方法，流动液从喷丝板的喷丝微孔流出的流速为0.01～10L/min，时间为0.5～5min；初步固化时间为15～20min；再次固化时间为20～25min；终固化时间为5～10min；冷却采用自然冷却。
本发明还提供了一种喷丝微孔，所述喷丝微孔是为经过聚硅氧烷处理液表面处理的低表面能的喷丝微孔，喷丝微孔的表面能En≤35mJ/cm2，表面粗糙度Ra≤0.2μm，表面静态接触角WCA≥85°。
本发明的喷丝微孔，包括常规圆孔和各种异形孔，所述异形孔为三角型、三叶型、中空型、扁平型、十字型、丰字型、“8”字型、“Y”型、“H”型等微孔。
本发明的喷丝微孔包括且不限于熔融纺丝、湿法纺丝、静电纺丝等所用喷丝板或喷丝通道的喷丝微孔。
喷丝板材质为不锈钢。
本发明的喷丝微孔，也包括复合纺丝所用喷丝板的喷丝微孔。
本发明的一种喷丝微孔，为经过低表面能聚硅氧烷处理液进行处理的喷丝微孔，喷丝微孔本身的表面凹坑被低表面能材料填充，喷丝微孔表面光滑，纺丝熔体与喷丝微孔摩擦系数降低。
有益效果：
本发明的喷丝微孔，具有低表面能特点，提高喷丝孔光滑度和降低摩擦系数。
本发明的喷丝微孔，采用聚硅氧烷单体水解缩合后进行逐级表面固化，既保证了喷丝微孔的尺寸稳定性和低表面能特性，同时还可以提高固化后聚硅氧烷体型结构的转变，提高喷丝微孔表面硬度和耐摩擦性能。
采用本发明的喷丝微孔的喷丝板，清洗周期延长至原有的4倍以上。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种喷丝微孔的处理方法，首先按重量份计，将10份pH值为10.1、固含量为30wt％、平均粒径为30nm的碱性硅溶胶和10份pH值为9.4、固含量为20wt％、平均粒径为45nm的碱性铝溶胶混合，然后加入5份甲酸作催化剂调节体系pH值，使pH值维持在2，然后加入10份乙醇与水的混合溶剂，乙醇与水的体积比为1.25:1，然后再加入30份甲基三甲氧基硅烷，再在常温下进行水解15min，然后再把体系放入45℃进行高温缩合，反应维持30min，反应结束后再加入1份质量比为1:1:0.25的流平剂BYK 310、消泡剂BYK 025和表面增硬耐磨剂T801的混合物助剂，进行搅拌5min后，待体系冷却到室温，得到聚硅氧烷处理液。
以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在70℃条件下，使流动液在0.5min内以0.01L/min的流速从喷丝板的圆形喷丝微孔流出，然后在95℃条件下进行初步固化15min，再在200℃进行再次固化20min，最后在260℃进行终固化5min，自然冷却后得到低表面能的喷丝微孔。测试表明制备的低表面能的喷丝微孔的喷丝微孔的表面能En为35mJ/cm2，表面粗糙度Ra为0.2μm，表面静态接触角WCA为85°。
实施例2
一种喷丝微孔的处理方法，首先按重量份计，将20份pH值为10.5、固含量为45wt％、平均粒径为50nm的碱性硅溶胶和20份pH值为9.8、固含量为35wt％、平均粒径为65nm的碱性铝溶胶混合，然后加入8份乙酸作催化剂调节体系pH值，使pH值维持在4.5，然后加入20份异丙醇与水的混合溶剂，异丙醇与水的体积比为1.42:1，然后再加入40份甲基三乙氧基硅烷，再在常温下进行水解20min，然后再把体系放入80℃进行高温缩合，反应维持75min，反应结束后再加入3份质量比为1:5:0.5的流平剂BYK 310、消泡剂BYK 025和表面增硬耐磨剂T801的混合物助剂，进行搅拌10min后，待体系冷却到室温，得到聚硅氧烷处理液。
以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在85℃条件下，使流动液在5min内以10L/min的流速从喷丝板的三角型喷丝微孔流出，然后在120℃条件下进行初步固化20min，再在230℃进行再次固化25min，最后在280℃进行终固化10min，自然冷却后得到低表面能的喷丝微孔。测试表明制备的低表面能的喷丝微孔的喷丝微孔的表面能En为34mJ/cm2，表面粗糙度Ra为0.15μm，表面静态接触角WCA为86°。
实施例3
一种喷丝微孔的处理方法，首先按重量份计，将15份pH值为10.3、固含量为35wt％、平均粒径为40nm的碱性硅溶胶和15份pH值为9.6、固含量为30wt％、平均粒径为50nm的碱性铝溶胶混合，然后加入6份盐酸作催化剂调节体系pH值，使pH值维持在3，然后加入15份丁醇与水的混合溶剂，丁醇与水的体积比为1.60:1，然后再加入35份乙基三乙氧基硅烷，再在常温下进行水解18min，然后再把体系放入50℃进行高温缩合，反应维持40min，反应结束后再加入2份质量比为1:1:0.25的流平剂BYK 310、消泡剂BYK 025和表面增硬耐磨剂T801的混合物助剂，进行搅拌8min后，待体系冷却到室温，得到聚硅氧烷处理液。
以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在80℃条件下，使流动液在3min内以5L/min的流速从喷丝板的三叶型喷丝微孔流出，然后在100℃条件下进行初步固化18min，再在210℃进行再次固化22min，最后在270℃进行终固化8min，自然冷却后得到低表面能的喷丝微孔。测试表明制备的低表面能的喷丝微孔的喷丝微孔的表面能En为32mJ/cm2，表面粗糙度Ra为0.1μm，表面静态接触角WCA为88°。
实施例4
一种喷丝微孔的处理方法，首先按重量份计，将18份pH值为10.3、固含量为40wt％、平均粒径为45nm的碱性硅溶胶和18份pH值为9.6、固含量为30wt％、平均粒径为60nm的碱性铝溶胶混合，然后加入7份磷酸作催化剂调节体系pH值，使pH值维持在4.5，然后加入18份乙二醇与水的混合溶剂，乙二醇与水的体积比为0.75:1，然后再加入38份三甲基氯硅烷，再在常温下进行水解18min，然后再把体系放入70℃进行高温缩合，反应维持70min，反应结束后再加入3份质量比为1:5:0.5的流平剂BYK 310、消泡剂BYK 025和表面增硬耐磨剂T801的混合物助剂，进行搅拌10min后，待体系冷却到室温，得到聚硅氧烷处理液。
以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在80℃条件下，使流动液在4min内以8L/min的流速从喷丝板的中空型喷丝微孔流出，然后在110℃条件下进行初步固化18min，再在220℃进行再次固化24min，最后在270℃进行终固化8min，自然冷却后得到低表面能的喷丝微孔。测试表明制备的低表面能的喷丝微孔的喷丝微孔的表面能En为34mJ/cm2，表面粗糙度Ra为0.2μm，表面静态接触角WCA为88°。
实施例5
一种喷丝微孔的处理方法，首先按重量份计，将10份pH值为10.1、固含量为30wt％、平均粒径为30nm的碱性硅溶胶和10份pH值为9.4、固含量为20wt％、平均粒径为45nm的碱性铝溶胶混合，然后加入5份硝酸作催化剂调节体系pH值，使pH值维持在2，然后加入10份1,3-丙二醇与水的混合溶剂，1,3-丙二醇与水的体积比为1.0:1，然后再加入30份苯基三乙氧基硅烷，再在常温下进行水解15min，然后再把体系放入45℃进行高温缩合，反应维持30min，反应结束后再加入1份质量比为1:1:0.25的流平剂BYK 310、消泡剂BYK 025和表面增硬耐磨剂T801的混合物助剂，进行搅拌5min后，待体系冷却到室温，得到聚硅氧烷处理液。
以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在70℃条件下，使流动液在0.5min内以0.01L/min的流速从喷丝板的扁平型喷丝微孔流出，然后在95℃条件下进行初步固化15min，再在200℃进行再次固化20min，最后在260℃进行终固化5min，自然冷却后得到低表面能的喷丝微孔。测试表明制备的低表面能的喷丝微孔的喷丝微孔的表面能En为32mJ/cm2，表面粗糙度Ra为0.2μm，表面静态接触角WCA为85°。
实施例6
一种喷丝微孔的处理方法，首先按重量份计，将15份pH值为10.3、固含量为40wt％、平均粒径为40nm的碱性硅溶胶和15份pH值为9.6、固含量为30wt％、平均粒径为60nm的碱性铝溶胶混合，然后加入6份甲酸和乙酸的混合物作催化剂调节体系pH值，使pH值维持在3，甲酸与乙酸的质量比为1:1，然后加入15份乙醇与水的混合溶剂，乙醇与水的体积比为1.25:1，然后再加入35份甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的混合物，相应的体积比为1:1，再在常温下进行水解18min，然后再把体系放入70℃进行高温缩合，反应维持60min，反应结束后再加入2份质量比为1:5:0.5的流平剂BYK 310、消泡剂BYK 025和表面增硬耐磨剂T801的混合物助剂，进行搅拌8min后，待体系冷却到室温，得到聚硅氧烷处理液。
以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在80℃条件下，使流动液在4min内以8L/min的流速从喷丝板的十字型喷丝微孔流出，然后在100℃条件下进行初步固化18min，再在220℃进行再次固化24min，最后在270℃进行终固化8min，自然冷却后得到低表面能的喷丝微孔。测试表明制备的低表面能的喷丝微孔的喷丝微孔的表面能En为33mJ/cm2，表面粗糙度Ra为0.2μm，表面静态接触角WCA为87°。
实施例7
一种喷丝微孔的处理方法，首先按重量份计，将10份pH值为10.1、固含量为30wt％、平均粒径为30nm的碱性硅溶胶和10份pH值为9.4、固含量为20wt％、平均粒径为45nm的碱性铝溶胶混合，然后加入5份盐酸和磷酸的混合物，作催化剂调节体系pH值，使pH值维持在2，盐酸与磷酸的质量比为1:2，然后加入10份异丙醇与水的混合溶剂，异丙醇与水的体积比为1.42:1，然后再加入30份甲基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和三甲基氯硅烷的混合物，相应的体积比为1:0.05:0.05，再在常温下进行水解15min，然后再把体系放入45℃进行高温缩合，反应维持30min，反应结束后再加入1份质量比为1:1:0.25的流平剂BYK 310、消泡剂BYK 025和表面增硬耐磨剂T801的混合物助剂，进行搅拌5min后，待体系冷却到室温，得到聚硅氧烷处理液。
以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在70℃条件下，使流动液在0.5min内以0.01L/min的流速从喷丝板的丰字型喷丝微孔流出，然后在95℃条件下进行初步固化15min，再在200℃进行再次固化20min，最后在260℃进行终固化5min，自然冷却后得到低表面能的喷丝微孔。测试表明制备的低表面能的喷丝微孔的喷丝微孔的表面能En为34.8mJ/cm2，表面粗糙度Ra为0.19μm，表面静态接触角WCA为85°。
实施例8
一种喷丝微孔的制备方法，首先按重量份计，将20份pH值为10.5、固含量为45wt％、平均粒径为50nm的碱性硅溶胶和20份pH值为9.8、固含量为35wt％、平均粒径为65nm的碱性铝溶胶混合，然后加入8份磷酸和硝酸的混合物作催化剂调节体系pH值，使pH值维持在4.5，磷酸与硝酸的质量比为2:1，然后加入20份1,3-丙二醇与水的混合溶剂，1,3-丙二醇与水的体积比为1.0:1，然后再加入38份甲基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和三甲基氯硅烷的混合物，且相应的体积比为1:0.25:0.1，再在常温下进行水解20min，然后再把体系放入80℃进行高温缩合，反应维持75min，反应结束后再加入3份质量比为1:5:0.5的流平剂BYK 310、消泡剂BYK 025和表面增硬耐磨剂T801的混合物助剂，进行搅拌10min后，待体系冷却到室温，得到聚硅氧烷处理液。
以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在85℃条件下，使流动液在5min内以10L/min的流速从喷丝板的“8”字型喷丝微孔流出，然后在120℃条件下进行初步固化20min，再在230℃进行再次固化25min，最后在280℃进行终固化10min，自然冷却后得到低表面能的喷丝微孔。测试表明制备的低表面能的喷丝微孔的喷丝微孔的表面能En为35mJ/cm2，表面粗糙度Ra为0.18μm，表面静态接触角WCA为86°。
实施例9
一种喷丝微孔的制备方法，首先按重量份计，将20份pH值为10.5、固含量为45wt％、平均粒径为50nm的碱性硅溶胶和20份pH值为9.8、固含量为35wt％、平均粒径为65nm的碱性铝溶胶混合，然后加入8份磷酸和硝酸的混合物作催化剂调节体系pH值，使pH值维持在4.5，磷酸与硝酸的质量比为2:1，然后加入20份1,3-丙二醇与水的混合溶剂，1,3-丙二醇与水的体积比为1.0:1，然后再加入34份甲基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷和三甲基氯硅烷的混合物，且相应的体积比为1:0.15:0.08，再在常温下进行水解20min，然后再把体系放入80℃进行高温缩合，反应维持75min，反应结束后再加入3份质量比为1:5:0.5的流平剂BYK 310、消泡剂BYK 025和表面增硬耐磨剂T801的混合物助剂，进行搅拌10min后，待体系冷却到室温，得到聚硅氧烷处理液。
以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在85℃条件下，使流动液在5min内以10L/min的流速从喷丝板的“Y”型喷丝微孔流出，然后在120℃条件下进行初步固化20min，再在230℃进行再次固化25min，最后在280℃进行终固化10min，自然冷却后得到低表面能的喷丝微孔。测试表明制备的低表面能的喷丝微孔的喷丝微孔的表面能En为34.5mJ/cm2，表面粗糙度Ra为0.17μm，表面静态接触角WCA为85.6°。
实施例10
一种喷丝微孔的处理方法，首先按重量份计，将16份pH值为10.3、固含量为40wt％、平均粒径为40nm的碱性硅溶胶和17份pH值为9.6、固含量为30wt％、平均粒径为60nm的碱性铝溶胶混合，然后加入6份甲酸和硝酸的混合物作催化剂调节体系pH值，使pH值维持在3，甲酸与硝酸的质量比为1:1，然后加入18份乙醇与水的混合溶剂，乙醇与水的体积比为1.25:1，然后再加入35份甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的混合物，相应的体积比为1:1，再在常温下进行水解18min，然后再把体系放入70℃进行高温缩合，反应维持60min，反应结束后再加入2份质量比为1:3:0.3的流平剂BYK 310、消泡剂BYK 025和表面增硬耐磨剂T801的混合物助剂，进行搅拌8min后，待体系冷却到室温，得到聚硅氧烷处理液。
以喷丝板为固定床，以聚硅氧烷处理液为流动液，在80℃条件下，使流动液在4min内以8L/min的流速从喷丝板的“H”型喷丝微孔流出，然后在100℃条件下进行初步固化18min，再在220℃进行再次固化24min，最后在270℃进行终固化8min，自然冷却后得到低表面能的喷丝微孔。测试表明制备的低表面能的喷丝微孔的喷丝微孔的表面能En为34mJ/cm2，表面粗糙度Ra为0.19μm，表面静态接触角WCA为86°。