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CN121006708A - 经硅油涂覆表面的包含离聚物的高分子材料单丝 - Google Patents

经硅油涂覆表面的包含离聚物的高分子材料单丝

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CN121006708A
CN121006708A CN202410659002.5A CN202410659002A CN121006708A CN 121006708 A CN121006708 A CN 121006708A CN 202410659002 A CN202410659002 A CN 202410659002A CN 121006708 A CN121006708 A CN 121006708A
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CN
China
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silicone oil
monofilament
ionomer
composite polymer
polymer material
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Pending
Application number
CN202410659002.5A
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English (en)
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付诚杰
危培玲
夏井兵
魏灵镭
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Celanese Xingda Wuxi Monofilament Co ltd
Original Assignee
Celanese Xingda Wuxi Monofilament Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US19/214,329 priority patent/US20250361654A1/en
Priority to EP25178195.1A priority patent/EP4671433A1/en
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Abstract

提供了一种具有改进的润滑性能的高分子材料单丝。更具体地，在现有的硅油涂覆的单丝的基础上，通过在用于单丝的聚酯和/或尼龙材料中加入离聚物，可以得到润滑性能进一步改善的高分子材料单丝。本发明还提供制备以上所述的单丝的方法；由该单丝制备的刷丝，以及由所述刷丝制得的牙刷。

Description

经硅油涂覆表面的包含离聚物的高分子材料单丝
技术领域
本发明涉及具有改进的润滑性能的高分子材料单丝。更具体地，本发明涉及经硅油涂覆表面的包含离聚物的高分子材料单丝。本发明还涉及该单丝材料的制备方法，以及该单丝材料用于牙刷等刷子类材料的用途。
背景技术
尼龙和聚酯是用于制造牙刷用的刷丝材料的典型的高分子材料。其通常可以经熔融挤出而加工成为单丝。
在传统的刷丝植毛工序中，希望的是单丝材料可以稳定地在植毛机器设备上传输。为此，人们开发了各种改进手段，以便改进单丝的润滑性能，从而使得刷丝植毛工序能够更顺利地进行。
一类经典的技术手段是对传统的高分子材料单丝用硅油进行涂覆，从而得到单丝表面经硅油涂覆的单丝。通过该硅油涂覆的后处理工艺，得到的单丝通常其润滑性能可以得到提升。
虽然尼龙或聚酯单丝通过在纺丝后期表面经涂覆硅油而改善润滑性能。但是，单丝表面的硅油含量过高或过低时，都有可能在实际生产中导致缺陷，例如涂覆硅油的量过多，单丝之间易发生粘连，在下游的后续加工工序如刷子的植毛工序中，单丝无法稳定地在机器设备上传输，易产生残次品；或者涂覆硅油的量过少，单丝表面过于干涩，摩擦力大，导致其在生产过程中的梳理效率低，单丝品质下降及次品率高。
人们还是希望开发出润滑性能能够得到进一步改进的单丝材料；更希望的是，该性能的提升建立在还能够克服原有技术路线如硅油涂覆技术的缺陷的基础上。
离聚物(Ionomer)通常是指包含为阳离子的羧酸盐的离子基团的聚合物，所述阳离子包括但不限于碱金属、碱土金属、过渡金属和铵阳离子中的至少一种。离聚物树脂通常被认为具有例如优异的低温抗冲击韧性、出色的抗磨损、刮擦性能等；据生产厂家报道，离聚物可应用于(1)化妆品领域：香水瓶盖，霜、膏容器等；(2)消费品领域：如各种手柄，玩具如宠物口嚼物，冰桶，地板；(3)运动器材领域：高尔夫球壳，冲浪板，滑雪板表层，滑雪靴，滑冰靴，雪曲棍球头盔；鞋后跟内衬，牛仔竞技保护背心等。
现有技术中，离聚物材料的一类典型应用是包装工业中，因为已经它们具有优异的热密封性能和粘合性能。离聚物的代表性例子是钠或锌中和的乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚的离聚物。例如，CN 101292793A公开了一种用于包装的高模量离聚物。
离聚物组合物作为防止威胁安全层压体夹层片材的用途在所属领域中是已知的。例如US 5759698公开了衍生自离聚物树脂的玻璃层压体夹层，其中离聚物用有机过氧化物和硅烷试剂进行过热固处理。
离聚物组合物作为太阳能电磁包封薄膜或片材的用途在所属领域中也是已知的，例如参见US 5476553等。
另外，JP 2002348732 A公开了一种包含离聚物的聚酰胺单丝及其制备方法，并具体公开了如下内容(参见说明书第[0021]-[0037]段)：聚酰胺单丝可以如下制造：在不使用预混炼粒料的情况下，将规定量的聚酰胺粒料与选自离聚物树脂、苯乙烯-2-异丙烯基-2-噁唑啉无规共聚物或苯乙烯-丙烯腈-2-异丙烯基-2-噁唑啉无规共聚物中的至少一种粒料或粉体等预先分别计量混合，在比所使用的聚酰胺的熔点高20-60℃的温度下进行熔融混炼后，从喷丝头直接纺出。据称虽然“聚酰胺单丝由于其与聚酯单丝等相比具有优异的耐磨性而被传统地用作各种应用，所述聚酰胺粒料与选自三种成分至少一种粒料或粉体的共混则是为了提高所述复合单丝的耐磨性能，以便可以更好地将所述复合尼龙单丝用作例如草地修剪线。
本发明人惊奇地发现，在经硅油涂覆的基于尼龙和/或聚酯的单丝材料中，通过加入离聚物，所得的复合单丝材料具有进一步提高的润滑性能，使所得到的复合单丝可以更好地用于制造刷子的植毛工序中；从而提高生产过程中的梳理效率，并进一步改善单丝品质及降低次品率等。其中所述离聚物优选是乙烯与和C3-C8的烯属不饱和单羧酸的共聚物的离聚物树脂，并且至少一部分的羧酸被金属离子中和。
发明内容
在本发明的一个方面，本发明提供了一种经硅油涂覆表面的包含离聚物的高分子材料单丝，其中所述离聚物是乙烯与和C3-C8的烯属不饱和单羧酸的共聚物的离聚物树脂，并且至少一部分的羧酸被金属离子中和；并且，其中所述硅油优选是食品级硅油，所述食品级硅油选自甲基硅油、氨基硅油、苯基硅油等。
在本发明的另一个方面，本发明还提供了如前所述的高分子材料单丝的制备方法，其包括如下步骤：
1)将基础树脂尼龙和/或聚酯与所述离聚物以及任选存在的其它添加剂在混合机混合均匀，得到预混合物；
2)将步骤1)中制得的预混合物进料到螺杆挤出机中进行熔融挤出；熔体经挤出并由喷丝板喷出后，进行初步冷却，随后经历热牵伸、定型处理等后处理步骤，得到经熔融挤出的单丝；
3)使步骤2)中得到的经熔融挤出的单丝通过硅油乳液，经硅油涂覆后再进一步进行产品的卷绕，得到经硅油涂覆表面的包含离聚物的高分子材料的单丝。
在本发明的又另一个方面，本发明还提供了制备高分子材料单丝的另一种方法，其包括如下步骤：
1)将基础树脂尼龙和/或聚酯与所述离聚物以及任选存在的其它添加剂分别直接加料到螺杆挤出机中进行熔融挤出；熔体经挤出并由喷丝板喷出后，进行初步冷却，随后经历热牵伸、定型处理等后处理步骤，得到经熔融挤出的单丝；
2)使步骤1)中的经熔融挤出的单丝通过硅油乳液，经硅油涂覆后再进一步进行产品的卷绕，得到经硅油涂覆表面的包含离聚物的高分子材料单丝。
在本发明进一步的一个方面，本发明提供了一种提高经硅油涂覆表面的高分子材料单丝的润滑性能的方法，所述方法包括在所述高分子材料单丝中加入离聚物，其中所述硅油优选是食品级硅油，所述食品级硅油选自甲基硅油、氨基硅油、苯基硅油等；并且，其中所述离聚物是乙烯与和C3-C8的烯属不饱和单羧酸的共聚物的离聚物树脂，并且至少一部分的羧酸被金属离子中和。
相较于传统的仅涂覆硅油的尼龙或聚酯单丝，该特别包含离聚物的涂覆硅油的高分子材料单丝的润滑性能优异，易于梳理，可在后续工序中被植毛设备更稳定地输送。
发明详述
除了实施例中的，或者另外明确指出的之外，本说明书中表示材料的量或反应条件、材料的物理性质和/或用途的所有数字可任选地理解为由词语“约”修饰。
除非另有说明，否则所有量均按组合物的重量计。
应注意，在指定任何数值范围时，任何特定的上限值可与任何特定下限值相关联。
为了避免疑问，词语“包含”旨在表示“包括”，但不一定是“由……组成”或“由……构成”。换句话说，所列出的步骤或选项不必是详尽的。
在此发现的本发明的公开内容被认为覆盖了在权利要求中发现是彼此多重从属的所有实施方案，而与可以发现权利要求没有多重从属性或冗余性的事实无关。
在相对于本发明的特定方面(例如本发明的组合物)公开某特征的情况下，经必要的修正，此类公开内容也被认为适用于本发明的任何其它方面(例如本发明的方法)。
聚酰胺树脂
本发明中可用的单丝材料的一类基础树脂是尼龙，或称为聚酰胺PA。
用于本发明中的尼龙具有直链主链，可通过使二羧酸与二胺反应以形成直链缩合尼龙来产生。二羧酸的非限制性例子包括C6至C12脂肪族二羧酸如己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、以及芳香族二羧酸如对苯二甲酸、间苯二甲酸和2,6-萘二甲酸，二胺的非限制性例子包括直链脂肪族或脂环族二胺，例如乙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺和1,4-环己烷双(甲胺)、癸二胺，二胺的非限制性例子还可以包括直链芳香族二胺，例如苯二胺和联苯胺。在本领域中，举例来说，依据二羧酸与二胺单体分子中的碳原子数对所得到的聚酰胺或尼龙进行命名。例如，由己二酸与己二胺聚合所得到的聚酰胺命名为聚酰胺66或尼龙66或PA66，以此类推；本领域技术人员熟知这一方面的知识。
用于本发明中的尼龙也可以通过含氨基的羧酸化合物或其内酰胺的开环聚合反应产生。含氨基的羧酸化合物的非限制性例子包括C6至C12脂肪族端氨基羧酸化合物如6-氨基己酸、11-氨基十一酸、12-氨基十二酸。在本领域中，举例来说，依据所述内酰胺的总碳原子数而命名所述聚酰胺，典型的内酰胺源于具有6、11或12个碳原子的含氨基的羧酸化合物被命名为尼龙6、尼龙11和尼龙12，以此类推；而本领域技术人员熟知这一方面的知识。
在本发明的实施方案中，可以使用的尼龙选自PA612、PA610、PA512、PA510、PA6、PA66、PA46、PA1010、PA11、PA12或者组合。
在根据本发明的特别优选的实施方案中，所述尼龙选自PA612。PA612的示例性实例为购自塞拉尼斯公司的尼龙PA612。
聚酯树脂
本发明中可用的单丝材料的另一类基础树脂是聚酯。
用于本发明中的聚酯具有直链主链，可通过使二羧酸与二元醇反应以形成直链缩合聚酯来产生。二羧酸的非限制性例子包括C6至C12脂肪族二羧酸如己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、以及芳香族二羧酸如对苯二甲酸、间苯二甲酸和2,6-萘二甲酸。
聚酯的非限制性例子包括对苯二甲酸和乙二醇的反应产物，即聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，类似地，还包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。共聚酯例如包括聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚癸二酸/己二酸丁二醇酯(PBSA)、共聚羟基烷酸酯等。
在本发明优选的实施方案中，其中所述聚酯选自PET、PBT、PTT、PBS或其混合物等。在本发明特别优选的实施方案中，所述聚酯是聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT。
所述PBT的示例性代表包括购自BASF的PBT B2520等、购自中国石化仪征化纤的PBT L2100等、购自长春化工的PBT 1200 211D/211M等、购自恒力化纤的纺丝级PBT等。
离聚物
如本文所用的“术语”离聚物(Ionomer)是指包含为阳离子的羧酸盐的离子基团的聚合物，所述阳离子包括但不限于碱金属、碱土金属、过渡金属和铵阳离子中的至少一种。
如本文所用，术语“离聚物”是指包含为阳离子的羧酸盐的离子基团的聚合物，所述阳离子包括但不限于碱金属、碱土金属、过渡金属和铵阳离子中的一种或多种。如本文所定义，此类聚合物通常通过部分或完全中和前体或“母体”聚合物的羧酸基团来制备，例如通过与碱反应，所述前体或“母体”聚合物为酸性共聚物。离聚物通常由用于进行羧酸中和的阳离子来命名。例如，使用氢氧化钠中和乙烯和甲基丙烯酸的共聚物的羧酸基团的至少一部分产生包含羧酸钠的钠离聚物(或经钠中和的离聚物)。
广义而言，根据本发明所述的离聚物为包含共聚α-烯烃单元和α,β-烯键式不饱和羧酸单元的母体酸共聚物(另选地被命名为前体酸共聚物)的离子化部分中和的衍生物。合适的离聚物的示例包括例如美国专利7,763,360和美国专利申请公布2010/0112253中所述的那些。
在本发明的一个实施方案中，前体酸共聚物的α-烯烃单元具有2至10个碳,并且α,β-烯键式不饱和羧酸单元具有3至8个碳原子。共聚α-烯烃的量与α,β-烯键式不饱和羧酸的量以及当存在时一种或多种其它共聚单体的量互补，使得前体酸共聚物中的共聚单体的重量百分比之和为100重量％。在代表性的非限制性实施例中，前体酸共聚物包含共聚的约15至约30重量％、或约18至约25重量％、或约19至约23重量％的α,β-烯键式不饱和羧酸。
合适的α-烯烃共聚单体单元包括但不限于乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯等以及它们中两种或更多种的混合物。在一个可能的实施例中，α-烯烃为乙烯。
合适的α,β-烯键式不饱和羧酸共聚单体单元包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、一甲基马来酸、以及它们中两种或更多种的混合物。
在可能的实施方案中，α,β-烯键式不饱和羧酸选自丙烯酸、甲基丙烯酸以及它们的混合物。
在本发明的一个实施方案中，α,β-烯键式不饱和羧酸为甲基丙烯酸。值得注意的是基本上由共聚的乙烯单元和a,β-烯键式不饱和羧酸单元组成的酸共聚物；即乙烯和α,β-烯键式不饱和羧酸的二聚物。
在本发明的一个优选的实施方案中，所述离聚物是乙烯与和C3-C8的α,β-烯键式不饱和单羧酸的共聚物的离聚物树脂，并且至少一部分的羧酸被金属离子中和。
在本发明的一个特别优选的实施方案中，所述α,β-烯键式不饱和是甲基丙烯酸或丙烯酸。请注意的是，在本申请的上下文中，表述(甲基)丙烯酸意指丙烯酸和/或甲基丙烯酸。换言之，在本发明最优选的实施方案中，本发明离聚物为乙烯-甲基丙烯酸二聚物、乙烯-丙烯酸二聚物、或它们的混合物。
在本发明的一个优选的实施方案中，所述离聚物树脂中的酸部分被选自钠、锌、锂、镁、钙及其任何混合物的金属离子所中和。
在本发明的一个特别优选的实施方案中，其中所述离聚物树脂中的酸部分被选自钠、锌及其任何混合物的金属离子所中和。
可用于本发明中的离聚物包括可商购获得的离聚物，例如，所述可商购的离聚物包括源自Exxon的IotekTM(乙烯–丙烯酸)；源自陶氏公司的AmplifyTM(乙烯–丙烯酸共聚物)；以及源自陶氏公司的(乙烯–甲基丙烯酸共聚物)。
在本发明特别优选的实施方案中，所述离聚物选自陶氏公司的系列产品，具体的示例性实例包括8920，9910等；其分别是乙烯–甲基丙烯酸共聚物树脂的钠盐和锌盐。
硅油
在本发明的实施方案中，鉴于目标产品的希望的牙刷刷丝应用领域，可适用的硅油主要包括食品级硅油。
硅油通常指室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品，通常具有如下所示的结构式：
其中，R为烷基、芳基，R'为烷基、芳基、氢、碳官能基、含氨基的烷基及聚醚链等；X为烷基、芳基、链烯基、氢、羟基、烷氧基、乙酰氧基、氯v、碳官能基及聚醚链等；n、m＝0、1、2、3等
根据本发明，在以上所示的结构中，当所有有机基团全部为甲基时，所述硅油称为甲基硅油。有机基团也可以采用其它有机基团代替部分甲基基团，以改进硅油的某种性能和适用各种不同的用途。常见的其它基团包括氢、乙基、苯基、氯苯基、三氟丙基等。
在本发明的实施方案中，所述硅油通常可以以乳液的形式使用，即，在本发明中可以使用硅油乳液。在本发明的优选的实施方案中，硅油乳液通常经过水稀释后被涂覆在单丝的表面。
在本发明的实施例方案中，可用于本发明中的硅油的示例性实例有：源自DowInc.的DOWSILTMSH 7024、DOWSILTM8024、DOWSILTMMEM 0024；源自Elkem Silicones的ElkemSILCOLAPSETM7140；源自Momentive Performance Materials Inc的Momentive SM2128；源自GE Silicones的GE SM 2128；源自Dow Corning的Dow24Emulsion、源自DowPerformance Silicones的MEM-0024等。
其它添加剂
在本发明的高分子单丝中，还可以根据需要添加其它添加剂，所述添加剂包括但不限于抗氧化剂、光稳定剂、抗静电剂、润滑剂、增塑剂、填料、抗菌剂等。
在本发明中，抗氧化剂可以是本领域常用的任何抗氧化剂，在本发明的一个优选实施方式中，抗氧化剂选自二丁基羟基甲苯(BHT)、苯基-β-萘胺、烷基对醌、硫醚、水杨酸苯酯、巯基硫醚、硫代-丙酸酯、受阻酚等。
在本发明中，抗静电剂可以是本领域常用的任何抗静电剂，在本发明的一个优选实施方式中，抗静电剂选自季铵盐、乙氧基化胺、脂族酯和磺化石蜡以及它们的组合。
在本发明中，润滑剂可以是本领域常用的任何润滑剂。在本发明的一个优选实施方式中，润滑剂选自脂族酯类(例如，脂肪酸的单甘油酯)以及它们的组合。
在本发明中，增塑剂可以是本领域常用的任何增塑剂，在本发明的一个优选实施方式中，增塑剂选自对苯二甲酸酯、邻苯二甲酸酯、脂族二元酸酯、磷酸酯、氯化石蜡以及它们的组合。
在本发明中，填料可以是本领域的常用的任何填料，包括但不限于碳酸钙、玻璃纤维、玻璃片、铝片、玻璃珠、碳纤维、滑石粉、云母、硅灰石、煅烧粘土、高岭土、硅藻土、氟化钠、硫酸镁、硅酸镁、硫酸钡、二氧化钛、碳酸铝钠、钛酸钾以及它们的混合物。
单丝的制备
本发明中所用单丝可采用本领域常规的熔融纺丝技术实现。
一般而言，根据本发明所述的单丝制备如下：基础聚合物和其他组分如离聚物在螺杆挤出机中经加热熔融，熔体通过计量泵从喷丝孔挤出形成细流，熔体细流经冷却固化、再经加热被拉伸变细，再经过涂覆硅油和卷绕而得成品单丝。
例如，根据本发明的实施方案，基础聚合物和其他所有组分可以在螺杆挤出机之前进行混合，然后经混合的预混合物再一起通过进料口进入到挤出机中，以进行熔融共混。或者，基础聚合物和其他所有组分可以直接通过各自的进料口进入到螺杆挤出机，然后进行熔融共混；再或者，基础聚合物和部分组分先进行混合，然后再和其它剩余组分通过各自的进料口进入到螺杆挤出机，以进行熔融共混。本领域技术人员可以根据实际需求进行以上所述的常规步骤。
根据本发明的优选的实施方案，基础聚合物和其他所有组分可以在螺杆挤出机之前进行混合，然后经混合的预混合物再一起进入到挤出机中，进行包括熔融共混的后续步骤。
根据本发明的优选的另一个实施方案，基础聚合物和其他所有组分可以直接通过各自的进料口进入到螺杆挤出机，然后进行进行包括熔融共混的其它后续步骤。
硅油的涂覆
在根据本发明的具体实施方案中，在通过本领域熔融挤出纺丝制得单丝之后，需要使前面步骤所得的单丝经过硅油乳液而进行涂覆硅油的处理步骤。特别具体地：卷绕前，在单丝表面均匀涂上一层硅油乳液的薄膜，以使所述硅油乳液可以渗透到单丝纤维内，但大部分的硅油乳液仍然停留在单丝纤维表面，其可以使单丝丝束容易梳理，获得单丝排布整齐的丝束。单丝纤维的涂覆硅油的量要适当，涂覆硅油的量过多，会引起单丝之间的粘连以及在后续的植毛工序中单丝无法在植毛设备上正常传输；油剂量过少，会导致丝束干涩难以梳理，丝束中单丝的缠结和交叠未被清除，这些单丝的缠结和交叠会导致下游产品，即毛刷的缺陷。
以下将结合实施例更详细地描述本发明，本发明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的范围。本领域普通技术人员可以在不背离本发明精神的前提下对所述技术方案进行改进和调整，而本发明的具体保护范围将由所附的权利要求限定。
具体实施方式
基础原料描述
聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT：采用市售的聚对苯二甲酸丁二醇酯：购自中国石化仪征化纤的PBT L2100；
尼龙612：购自购自塞拉尼斯公司的尼龙PA612151NC010；
离聚物：均购自陶氏公司，实施例中具体编号分别为9910(乙烯-甲基丙烯酸共聚物的锌盐)、8920(乙烯-甲基丙烯酸共聚物的钠盐)；
硅油：采用食品级聚二甲基硅氧烷的水性乳液：例如购自Dow Inc.的DOWSILTMSH7024。
测试方法描述
压入力
采用Instron万能材料试验机，取直径30-60mm的相同规格的丝饼去除纸皮后平铺在半圆形样品凹槽中，将丝的端面码齐，然后将半圆形样品凹槽装至Instron设备夹具上，再利用装有力传感器的端部直径～11mm的半圆形探头测试从丝饼表面以3mm/min的速度缓慢压入到单丝丝饼内部13mm时受到的最大力，记为压入力。该压入力的数值反映了单丝的润滑性能，所述压入力数值以牛顿(N)计。
在根据本发明的实施方案中，单丝的所述润滑性能越好，则探头受到的压入力数值就越小；反之，单丝的润滑性能越差，则探头受到的压入力数值就越高。
梳丝评估
利用齿高38mm、齿间距4.5mm、齿径2mm左右的梳丝专用梳子，对直径50±2mm、长度1200±15cm的丝棒进梳理。若梳子能从丝棒的一端梳到另外一端，则测试结果记录为可以顺利梳理；反之，则记为无法顺利梳理。
实施例1
表面涂覆硅油乳液的尼龙612/离聚物的复合高分子单丝
制备过程的一般性描述如下：
1)将0.5～15重量％的离聚物与85～99.5重量％的尼龙612树脂在高速混合机中均匀混合，然后加入单(双)螺杆挤出机中熔融共混并挤出；
2)熔体挤出并由喷丝板喷出后进入冷却液中冷却，经慢辊后进入热水箱中牵伸，拉伸倍数3-5倍；拉伸后进行热定型处理，得到初步的单丝；
3)在固定的牵拉速度下，使步骤2)中制得的单丝通过硅油乳液，并在经过卷绕等工序，制备得经硅油涂覆的含尼龙612/离聚物的尼龙基单丝。
4)将步骤3)中获得的单丝都裁切成1-3米长，进行如上所描述的梳丝工艺，并在期间进行梳丝评估；经梳丝工艺后包装成50-80mm粗的丝棒，切出一定尺寸的丝饼以进行压入力测试。
具体地：其中，步骤1)中具体组分的重量配比见表1中记载，挤出过程在单螺杆挤出机中进行；步骤2)中的拉伸倍数为4倍；步骤3)中使步骤2)中制得的单丝在固定的高速牵拉下通过硅油乳液；步骤4)中将步骤3)中获得的单丝都裁切成2米长以进行梳丝工艺，并进行梳丝评估；经梳丝工艺后将其包装成直径50mm粗的丝棒；然后切出得到高度29.5mm的丝饼，利用Instron万能材料试验机对丝饼进行有关润滑性能的压入力测试。
结果见下表1中所示。
表1
*硅油涂覆的量使用Bruker Minispec核磁分析仪进行测定：利用NMR信号强度是核磁矩数目的函数关系，计算出一定重量(约5.5g)单丝中的硅油含量。
实施例2
表面涂覆硅油乳液的聚酯PBT/离聚物的复合高分子单丝
表面涂覆硅油的PBT/离聚物单丝的熔融纺丝以及涂覆硅油乳液的工艺流程与实施例1中尼龙基单丝类似，区别在于分别改变纺丝挤出树脂组分、离聚物组分(9910、8920)等，制备得以下相同单丝直径的PBT单丝。重复实施例1中所述梳丝工艺，进行梳丝评估，并进一步进行压入力测试。
结果见下表2中所示。
表2
*硅油涂覆的量使用Bruker Minispec核磁分析仪进行测定：利用NMR信号强度是核磁矩数目的函数关系，计算出一定重量(约5.5g)单丝中的硅油含量。
结果显示，对于尼龙基单丝和PBT基单丝，在未涂覆硅油的情况下，所得单丝的压入力数值非常高，表明所得单丝的润滑性能非常不好；通过对以上单丝表面进行涂覆硅油的处理，将可以改进所得单丝的压入力数值(降低压入力)，并且梳丝评估也得到积极的结果。而通过进一步在所述基于尼龙和聚酯PBT的单丝中加入离聚物树脂，所得的经表面涂覆硅油的包含离聚物的单丝其压入力可以得到进一步改善(数值进一步降低)，梳丝评估也进一步支持所得单丝的润滑性能得到了改进。
其中具体地，涂覆相同硅油的尼龙/离聚物单丝的压入力数值为1.9N，相比于未特别添加离聚物的尼龙单丝，虽也经过硅油涂覆，其压入力数值为4.1N。通过添加离聚物，使得尼龙/离聚物单丝的压入力数值降低了一倍多。就涂覆相同硅油的PBT/离聚物单丝而言，其压入力数值最低可低至0.8N。而就不含离聚物的PBT单丝而言，虽然也经过硅油的涂覆，其压入力数值为1.6N；通过添加离聚物，使得PBT/离聚物单丝的压入力数值降低了约一倍。
现有技术中没有关于离聚物具有这一方面性能的任何教导。

Claims (17)

1.一种经硅油涂覆表面的复合高分子材料单丝，所述单丝包含离聚物和尼龙(PA)和/或聚酯；其中所述离聚物是乙烯与和C3-C8的烯属不饱和单羧酸的共聚物的离聚物树脂，并且至少一部分的羧酸被金属离子中和；并且，所述离聚物的含量为0.5-15重量％，优选1-10重量％，以所述复合高分子材料单丝的总重量计。
2.根据权利要求1所述的复合高分子材料单丝，其中所述离聚物树脂是乙烯与和(甲基)丙烯酸的共聚物的离聚物树脂。
3.根据权利要求1所述的复合高分子材料单丝，其中所述离聚物树脂中的酸部分被选自钠、锌、锂、镁、钙及其任何混合物的金属离子所中和。
4.根据权利要求3所述的复合高分子材料单丝，其中所述离聚物树脂中的酸部分被选自钠、锌及其任何混合物的金属离子所中和。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合高分子材料单丝，其中所述尼龙选自PA612、PA610、PA512、PA510、PA6、PA66、PA46、PA1010、PA11、PA12或者其组合。
6.根据权利要求5所述的复合高分子材料单丝，其中所述尼龙是PA612。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的复合高分子材料单丝，其中所述聚酯选自PET、PBT、PTT、PBS或其组合。
8.根据权利要求7所述的复合高分子材料单丝，其中所述聚酯是PBT。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的复合高分子材料单丝，其中所述硅油为食品级硅油；所述食品级硅油包括甲基硅油、氨基硅油、苯基硅油。
10.根据权利要求9所述的复合高分子材料单丝，其中所述食品级硅油选自聚二甲基硅氧烷的水性乳液。
11.如前述权利要求任一项所述的高分子材料单丝，其中，所述高分子材料单丝还包含添加剂，所述添加剂包括抗氧化剂、光稳定剂、抗静电剂、抗菌剂、填料。
12.制备如前述权利要求任一项所述的复合高分子材料单丝的方法，其包括如下步骤：
1)将基础树脂尼龙和/或聚酯与所述离聚物以及任选存在的其它添加剂在混合机混合均匀，得到预混合物；
2)将步骤1)中制得的预混合物进料到螺杆挤出机中进行熔融挤出；熔体经挤出并由喷丝板喷出后，进行初步冷却，随后经历热牵伸、定型处理等后处理步骤，得到经熔融挤出的单丝；
3)使步骤2)中的经熔融挤出的单丝通过硅油乳液，经硅油涂覆后再进一步进行产品的卷绕，得到经硅油涂覆表面的包含离聚物的高分子材料单丝。
13.制备如权利要求1至11任一项所述的复合高分子材料单丝的方法，其包括如下步骤：
1)将基础树脂尼龙和/或聚酯与所述离聚物以及任选存在的其它添加剂分别直接加料到螺杆挤出机中进行熔融挤出；熔体经挤出并由喷丝板喷出后，进行初步冷却，随后经历热牵伸、定型处理等后处理步骤，得到经熔融挤出的单丝；
2)使步骤1)中的经熔融挤出的单丝通过硅油乳液，经硅油涂覆后再进一步进行产品的卷绕，得到经硅油涂覆表面的包含离聚物的高分子材料单丝。
14.一种经硅油涂覆表面的复合高分子材料单丝，所述高分子材料单丝包含离聚物和尼龙(PA)和/或聚酯，并且所述高分子材料单丝具有皮-芯结构，其中所述皮-芯结构的皮层或芯层分别由所述尼龙或聚酯构成，并且所述离聚物至少存在于所述皮层中；其中所述离聚物是乙烯与和C3-C8的烯属不饱和单羧酸的共聚物的离聚物树脂，并且至少一部分的羧酸被金属离子中和。
15.一种提高经硅油涂覆表面的复合高分子材料单丝的润滑性能的方法，所述方法包括在所述高分子材料单丝中加入离聚物，其中所述硅油优选是食品级硅油，所述食品级硅油选自甲基硅油、氨基硅油、苯基硅油等；并且，其中所述离聚物是乙烯与和C3-C8的烯属不饱和单羧酸的共聚物的离聚物树脂，并且至少一部分的羧酸被金属离子中和。
16.刷子，所述刷子由如前述权利要求1至11和14之一所述的复合高分子材料单丝或由如权利要求12或13所述的方法制备的高分子材料单丝制得。
17.如权利要求16所述的刷子，其中，所述刷子是牙刷。
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