用于熔喷纤维的成核的不含邻苯二甲酸酯的PP均聚物制造技术

本发明专利技术涉及包括丙烯均聚物和聚合物成核剂的新型聚丙烯组合物、包括该聚丙烯组合物的熔喷纤维、包括该熔喷纤维和/或该聚丙烯组合物的熔喷网、包括该熔喷纤维和/或该熔喷网的制品以及聚丙烯组合物在改善熔喷网的压降和静水压之间的关系和改善熔喷网在纵向(MD)和横向(TD)上的热机械性能的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括丙烯均聚物和聚合物成核剂的新型聚丙烯组合物、包括该聚丙烯组合物的熔喷纤维、包括该熔喷纤维和/或所述聚丙烯组合物的熔喷网、包括该熔喷纤维和/或熔喷网的制品以及改善熔喷网的压降和静水压之间的关系和热机械性能的聚丙烯组合物的用途。
技术介绍
由熔喷纤维组成的非织造结构的熔喷网通常用一步法制备，在一步法中高速空气将熔融的热塑性树脂从挤出机模头喷射到传送器或卷取屏上形成精细的纤维质自粘结网。虽然许多类型的聚合物都可以用于熔喷纤维和织物，但聚丙烯是最常用的聚合物之一。通常为了制造熔喷纤维和熔喷网，采用通过使用齐格勒-纳塔(ZN)催化剂制备丙烯均聚物；齐格勒-纳塔(ZN)催化剂尤其是包括特定种类内部给体(即邻苯二甲酸酯类化合物)的齐格勒-纳塔(ZN)催化剂。然而，这些化合物中的一些有产生负面的健康和环境影响的嫌疑，并且将来可能会被欧盟禁止。此外，市场上对于适用于卫生/个人护理市场和过滤领域中的“不含邻苯二甲酸酯的聚丙烯”的纤维应用的需求不断增加。另一方面，基于熔喷(MB)纤维或SMS织物(纺粘/熔喷/纺粘)的聚丙烯非织造网的性能仍然需要得到改善。例如，在这类体系中期望得到压降和静水压(水阻隔)之间的良好平衡。进一步期望的是，尤其是在较高的使用温度下，这些网在纵向(MD)和横向(TD)上的热机械性能得到改善。例如在过滤领域需要更高的耐热性。正如现有技术中已知的，成核是提高耐热性的方法之一。然而，纤维成核中的一个问题是成核剂的性质。成核剂的典型尺寸为约3至5微米，如在WO2012055797中被公开的适用于制备熔喷PP纤维的α-成核剂的2,2'-亚甲基双-(4,6-二叔丁基苯基)磷酸钠(例如NA-11；供应商Adeka公司)，其比适用于过滤和卫生领域的熔喷纤维的通常的1至2微米的纤维直径大，这限制了其在这些应用中的使用并也降低了制备较薄纤维的可能性。此外，另一个挑战是将该成核剂分散在具有低粘度的熔体中。正如在WO2012055797中也有所描述，在采用β-成核剂制备熔喷PP纤维的情况下，除了上述问题之外，通过β改性的PP固有的低熔点将降低其各自的热机械稳定性。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供基于不含邻苯二甲酸酯的ZN催化剂的聚合物组合物，其适于压降和静水压之间的关系得到改善或优化的以及改善了热机械性能的熔喷纤维和熔喷网的制备。本专利技术的发现是，采用在含有不属于邻苯二甲酸酯化合物类的内部给体(ID)的齐格勒-纳塔催化剂的存在下制备并包括聚合物成核剂的丙烯均聚物制备熔喷纤维和熔喷网时，实现了改善或优化的压降和静水压之间的关系和改善的热机械性能。因此，本专利技术涉及适于制备熔喷PP纤维的聚丙烯组合物，其包括：(A)用齐格勒-纳塔催化剂(ZN-C)制备的丙烯均聚物，和(B)聚合物成核剂，其中该聚丙烯组合物具有i)根据ISO1133测量的90至5000g/10min的熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)，和ii)<45℃的熔融温度(Tm)与结晶温度(Tc)的差(Tm-Tc)。在优选的实施方案中，聚丙烯组合物不含邻苯二甲酸化合物和它们各自的分解产物。在本专利技术的另一个实施方案中，聚丙烯组合物和/或丙烯均聚物已经被减粘裂化。根据本专利技术的该实施方案，聚丙烯组合物和/或丙烯均聚物已经以5至50的减粘裂化比[最终MFR2(230℃/2.16kg)/初始MFR2(230℃/2.16kg)]减粘裂化，其中“最终MFR2(230℃/2.16kg)”是减粘裂化后聚丙烯组合物和/或丙烯均聚物的MFR2(230℃/2.16kg)，且“初始MFR2(230℃/2.16kg)”是减粘裂化前聚丙烯组合物和/或丙烯均聚物的MFR2(230℃/2.16kg)。在本专利技术的另一个实施方案中，丙烯均聚物已经在a)包括IUPAC的第4至6族的过渡金属化合物(TC)、第2族金属化合物(MC)和内部给体(ID)的齐格勒-纳塔催化剂(ZN-C)，其中所述内部给体(ID)优选地为非邻苯二甲酸化合物，更优选非邻苯二甲酸酯；b)任选地助催化剂(Co)和c)任选地外部给体(ED)的存在下聚合。最优选的是，a)内部给体(ID)选自任选取代的丙二酸酯类、马来酸酯类、琥珀酸酯类、戊二酸酯类、环己烯-1,2-二羧酸酯类、苯甲酸酯类和它们的衍生物和/或混合物，优选地内部给体(ID)是柠康酸酯；b)助催化剂(Co)与外部给体(ED)[Co/ED]的摩尔比为5至45。在本专利技术的另一个实施方案中，该丙烯均聚物是在至少一个反应器(R1)或包括至少两个反应器(R1)和(R2)的连续聚合法制备的，其中在第一反应器(R1)中制备第一丙烯均聚物级分(H-PP1)并且随后转移到第二反应器(R2)，并且其中在第二反应器(R2)中在该第一丙烯均聚物级分(H-PP1)的存在下制备第二丙烯均聚物级分(H-PP2)。本专利技术还涉及到具有平均直径不超过5.0微米的熔喷纤维，所述纤维包括、优选地包括至少95.0重量％的如本文所定义的聚丙烯组合物。本专利技术进一步涉及包括本文所定义的熔喷纤维和/或聚丙烯组合物的熔喷网。本专利技术还涉及包括该熔喷纤维和/或熔喷网的制品，其中所述制品选自大体上由过滤介质、尿布、卫生巾、卫生护垫、成人失禁产品、防护服、呼吸保护面罩、手术单、手术长外衣和手术衣组成的组。本专利技术进一步涉及到如本文定义的聚丙烯组合物在透气度在500至2000mm/s范围内改善熔喷网的压降和静水压之间的关系中的用途，其中该改善是由不等式(I)所定义(PD-网)/(HH-网)≤0.88(I)其中(PD-网)是根据DINISO9237测得的具有9.5±1.0g/m2的单位面积重量的熔喷网的压降(Pa)，(HH-网)是根据标准测试WSP80.6(09)测得的具有9.5±1.0g/m2的单位面积重量的熔喷网的静水压(第3次压降，每毫巴cmH2O)，和在改善熔喷网在纵向(MD)和横向(TD)上的热机械性能的用途。具体实施方式本专利技术在以下会进行更详细的说明。根据本专利技术的聚丙烯组合物包括作为组分(A)的丙烯均聚物和作为组分(B)的聚合物成核剂。组分(A)：丙烯均聚物根据本专利技术，表述“丙烯均聚物”涉及基本上由，即至少99.0重量％、更优选至少99.5重量％、甚至更优选为至少99.8重量％、如至少99.9重量％的丙烯单元组成的聚丙烯。在另一个实施方案中，仅检测到丙烯单元，即只有丙烯被聚合。对该丙烯均聚物的一个要求是，根据ISO1133测量，该丙烯均聚物的熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)在90至5000g/10min范围内，优选在100至4500g/10min范围内，更优选在120至4000g/10min范围内，还更优选在140至3500g/10min范围内。在优选的实施方案中，该丙烯均聚物已被减粘裂化。在这种情况下，丙烯均聚物具有相当高的熔体流动速率，这不同于例如在熔喷技术中用于制备纤维的其它聚合物。因此，优选的是，在本专利技术中该丙烯均聚物具有根据ISO1133测量的400g/10min至3000g/10min、更优选地在400至2500g/10min范围内且最优选地在500至2000g/10min范围内的熔体流动速率MFR2(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚丙烯组合物，适用于制备熔喷PP纤维，其包括(A)用齐格勒‑纳塔催化剂(ZN‑C)制备的丙烯均聚物，和(B)聚合物成核剂，其中所述聚丙烯组合物具有i)根据ISO 1133测量的90至5000g/10min的熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)，和ii)<45℃的熔融温度(Tm)与结晶温度(Tc)的差(Tm‑Tc)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.15 EP 14177132.91.一种聚丙烯组合物，适用于制备熔喷PP纤维，其包括(A)用齐格勒-纳塔催化剂(ZN-C)制备的丙烯均聚物，和(B)聚合物成核剂，其中所述聚丙烯组合物具有i)根据ISO1133测量的90至5000g/10min的熔体流动速率MFR2(230℃/2.16kg)，和ii)<45℃的熔融温度(Tm)与结晶温度(Tc)的差(Tm-Tc)。2.根据权利要求1所述的聚丙烯组合物，其中所述聚丙烯组合物不含邻苯二甲酸化合物和它们各自的分解产物。3.根据权利要求1或2所述的聚丙烯组合物，其中所述聚丙烯组合物和/或丙烯均聚物已经被减粘裂化。4.根据权利要求3所述的聚丙烯组合物，其中所述聚丙烯组合物和/或丙烯均聚物已经以5至50的减粘裂化比[最终MFR2(230℃/2.16kg)/初始MFR2(230℃/2.16kg)]被减粘裂化，其中“最终MFR2(230℃/2.16kg)”是所述聚丙烯组合物和/或丙烯均聚物减粘裂化后的MFR2(230℃/2.16kg)且“初始MFR2(230℃/2.16kg)”是所述聚丙烯组合物和/或丙烯均聚物减粘裂化前的MFR2(230℃/2.16kg)。5.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物，其中所述聚丙烯组合物和/或丙烯均聚物具有a)通过13C-NMR光谱测定的等于或低于0.4摩尔％的2,1赤式区域缺陷，和/或b)大于90.0％的五单元组等规度(mmmm)，和/或c)根据ISO16152(25℃)测定的至少1.8重量％的二甲苯冷可溶物含量(XCS)，和/或d)≥110℃的结晶温度Tc。6.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物，其中所述聚合物成核剂是下式的化合物CH2＝CH–CHR1R2其中R1和R2共同形成任选含有取代基的5-或6-元饱和、不饱和或芳香族的环，或独立地表示包括1至4个碳原子的烷基基团，其中在R1和R2形成芳环的情况下，–CHR1R2部分的氢原子不存在。7.根据权利要求6所述的聚丙烯组合物，其中所述聚合物成核剂选自乙烯基环烷烃聚合物，优选乙烯基环己烷(VCH)聚合物、乙烯基环戊烷聚合物、3-甲基-1-丁烯聚合物和乙烯基-2-甲基环己烷聚合物。8.根据前述权利要求中任一项所述的聚丙烯组合物，其中所述丙烯均聚物已经在下列的存在下被聚合：(a)包括IUPAC的第4至6族的过渡金属化合物(TC)、第2族金属化合物(MC)和内部给体(ID)的齐格勒-纳塔催化剂(ZN-C)，其中所述内部给体(ID)为非邻苯二甲酸化合物，优选非邻苯二甲酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静波，威赫尔姆斯·亨里克斯·阿道夫·萨斯，约阿希姆·菲比格，亨克·范·帕里丹，马库斯·加莱特纳，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT