[发明专利]一种聚硅氧烷纤维及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于合成纤维技术领域，特别涉及一种聚硅氧烷纤维及其制备方法。

背景技术：

目前，我们常用的合成纤维有聚丙烯纤维(丙纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚乙烯醇缩甲醛纤维(维尼纶)、聚酰胺纤维(锦纶)、聚对苯二甲酸乙二酯(涤纶)等等，生产合成纤维的基本原料源于石油。而石油的资源的有限，价格的频繁波动，给作为纺织品原料的合成纤维带来价格的不稳定性，不能迅速降解和回收循环利用，也造成环境的负担。

聚硅氧烷具有优异的耐高低温性能，耐候性，电气绝缘性以及生理惰性等。它具有硅油，硅橡胶和硅树脂等等的各种形态，广泛应用于航空航天，电子电气，建筑，汽车机械等工业以及医疗卫生，日常生活的各个领域，可以循环回收再利用。其主要原料是单质硅，氯化钠和甲醇，来源广泛，容易获取。

公开号为CN1710162A的中国专利也公开了一种有机硅聚合物合成纤维的生产方法，其中的有机硅聚合物橡胶合成纤维配液是加成型硅橡胶组合物体系，铂系化合物硫化催化剂当遇到含有S，N，P，Sn等的化合物时，容易中毒而失去催化活性，使得组合物无法固化。其生产工艺中喷丝装置在常温下进行喷丝，因为该配液组合物在常温下依然是能够流动的液体，所以在进入加热装置之前，容易变形或者断裂，非常不适合的喷丝生产工艺，而且固化后，不可以重新熔融再喷丝。

公开号为CN101177595A的中国专利公开了一种湿固化有机硅压敏胶的制备方法，使用端羟基硅橡胶与纳米MQ硅树脂反应合成的有机硅压敏胶，由于羟基之间的缩合反应不彻底，使得产生的有机硅聚合物在初始有很强的粘性，不适合纺丝。

发明内容：

针对以上有机硅合成纤维生产过程中存在的问题，本发明的目的是提供了一种新的聚硅氧烷热熔性聚合物，和方便的纺丝制造工艺，纺丝时可纺性好，不易断丝，生产简单。为解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种聚硅氧烷纤维的热熔料合成，其原料由α，ω-二有机基聚硅氧烷，有机硅树脂，催化剂，聚二烃基硅氧烷和颜料组成，合成时所用原料的质量比例为：α，ω-二有机基聚基硅氧烷10％～78％，有机硅树脂10％～70％，催化剂0.01％～10％，聚二烃基硅氧烷0％～30％，颜料0％～10％。

所述的α，ω-二有机基聚硅氧烷，是线性的聚硅氧烷，其结构式如下所示：

其中，R¹为1～6个碳的烃基，可以是相同的或不同的，n＝1000～50000，R²为烷氧基和氨烃基的其中的一种，最佳为甲氧基或者氨丙基。

原料中所述的有机硅树脂，其平均单元分子式如下所示：

〔R₃SiO_1/2〕_a〔R₂SiO_2/2〕_b〔RSiO_3/2〕_c〔SiO_4/2〕_d

其中，R可以是相同或不同的任选被取代的一价有机基团，包括甲基，苯基，缩水甘油醚丙基，氨丙基，三氟丙基等有机基团，(a+b+c)/d＝0.4～4.0，a/b/c/d＝0.1～1.5/0～0.5/0.1～2.0/1。有机硅树脂与α，ω-二有机基聚硅氧烷进行缩聚反应，生成高分子量，具有一定网络结构的聚合物。α，ω-二甲氧基聚硅氧烷或者α，ω-二氨丙基聚硅氧烷具有较好的反应活性，与硅树脂上的Si-OH进行的缩聚反应，速度更快，反应更彻底。

所述的聚二烃基硅氧烷的粘度为50～500000mm²/s，其结构式如下所示：

其中，R¹为1～6个碳的烃基，可以是相同的或不同的，包括：甲基，乙基，苯基等等。聚二烃基硅氧烷起到调节粘度和增加流动性的作用，利于纺丝的顺利进行。

所述的催化剂是用于缩聚合成反应的催化剂，可以加快缩合反应速度，主要为含氨(胺)基化合物，和硼酸酯化合物，包括氨气，乙醇胺，氨丙基三乙氧基硅烷，氨丙基甲基二乙氧基硅烷，硼酸三丙酯等等。

本发明还提供了一种聚硅氧烷纤维的制备方法，先制备热熔型聚硅氧烷聚合物，然后将热熔聚合物进行纺丝，制备方法包括如下步骤：

步骤一、热熔型聚硅氧烷聚合物的制备：