具有改进性能的熔喷网制造技术

具有加宽的工艺窗口和更好的阻隔性能(第三次压降，cm H2O或毫巴)的熔喷网。熔喷网由所谓的“受控流变”丙烯(CR‑PP)制成，其已经在不使用过氧化物但是使用特定类型的减粘裂化添加剂的情况下被减粘裂化。

Melted spray network with improved performance

It has a wider process window and better barrier properties (third times pressure drop, cm H2O or MB). The melt blown net is made from the so-called \controlled rheological\ propylene (CR PP), which has been reduced to visco - cracking in the absence of peroxide but using a specific type of visbreaking additive.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进性能的熔喷网
本专利技术涉及具有加宽的工艺窗口和更好的阻隔性能(第三次压降，cmH2O或毫巴)的熔喷网。本专利技术的熔喷网由所谓的“受控流变”丙烯(CR-PP)制成，其已经在不使用过氧化物但是使用特定类型的减粘裂化添加剂的情况下被减粘裂化。
技术介绍
为由熔喷纤维组成的非织造结构的熔喷网典型地以一步法制造，其中高速空气将熔融的热塑性树脂从挤出机模头尖端吹送到输送机或导出屏上，以形成精细的纤维自粘网。加工温度是最终织物性能的一个因素。“最佳”加工温度是达到织物理想性能时的温度，例如具有良好的手感和高的阻隔性能的低喷丸量或良好的过滤性能。网质量受许多因素控制，例如气流中纤维分布的均匀性和其他制造变量(如加工温度)的调整。控制织物质量的另一个因素是聚丙烯的性能。多个缺陷可起因于聚合物的物理特性(如绳捆，飞行和喷丸)选择不当。喷丸是织物中的针尖尺寸的聚丙烯珠粒(其影响织物的孔隙率、均匀性和手感(质地))，并且是造成织物质量不合格的主要原因。喷丸的存在降低了网的静水压(hydrohead)，静水压是孔隙率的间接测量并与织物的液体阻隔性成比例。熔喷网广泛应用于卫生和过滤行业，其关键性能是阻隔性能，意味着静水压(水/液体阻隔性)和过滤效率(含颗粒)。尽管许多类型的聚合物可用于熔喷纤维和织物，但聚丙烯是最常用的聚合物之一。使用多相齐格勒-纳塔催化剂或茂金属催化剂制备聚丙烯。通常，由于催化剂上活性位点的宽分布，故由齐格勒-纳塔催化剂制造的商业PP树脂具有宽分子量分布(MWD)。MWD是难以控制的特性，特别是在使用齐格勒-纳塔催化剂时。由于MWD显著决定了加工特性和性能，故必须控制这一特性。常规反应器中PP的MWD的控制是困难的，这是因为它需要添加链终止剂和链转移剂。这些操作减少了反应器的产量，且常常是不经济的。因此，作为替选，通过通常称为聚丙烯(PP)的受控降解的后反应器操作，实现该控制。PP的受控降解是聚合物加工工程和塑料行业中众所周知的过程。其重要性基于该事实：通过热分解并因此减小PP的碳链的长度，可以获得具有受控流变特性的不同产品。因此，这些产品被称为可控流变聚丙烯(CR-PP)。通常，可以得出结论：与降解之前的基体树脂相比，CR-PP树脂具有较低的分子量、较窄的MWD及降低的粘度。降解工艺需要所谓的“自由基引发剂”。这是化学物质，在特定情况下将促进诱导链降解的自由基的形成。特别是对于PP树脂，过氧化物作为自由基引发剂占主导地位；数年来在工业上一直使用采用过氧化物作为自由基引发剂的反应挤出工艺制备CR-PP树脂。过氧化物的使用具有缺点，因为由于它们的分解温度，仅受限的“加工温度窗口”是可用的，这通常低于聚合物加工的常规温度。此外，通过使用过氧化物，不利的气味被引入到最终产品中，这限制了该CR-PP树脂的使用可能性。另外，在过氧化物的储存、处理和加工期间必须遵守严格的安全规定。过氧化物的另一个缺点是与聚合物熔融配混不可能无分解。除了过氧化物之外，由于一些年份，使用NOR-HALS(HALS：受阻胺光稳定剂)化合物和其它羟胺酯作为自由基的无过氧化物源是已知的。该其它合适的羟胺酯的一个示例是由CibaSpecialtyChemicalsCorporation(现在由BASF)商业销售的CR76。遗憾地，如果使用该羟胺酯来形成减粘裂化的PP，则在较高温度下制备网期间容易形成喷丸，这限制了工艺窗口的宽度。因此，尽管在本领域很多年来已知通过使用过氧化物或使用羟胺酯而减粘裂化的称为“受控流变”丙烯(CR-PP)制成的熔喷网，仍然需要通过加宽工艺窗口以及改善阻隔性能来改善网质量。
技术实现思路
因此，本专利技术的第一方面涉及熔喷网，包括由至少80重量％的聚丙烯组合物制成的熔喷纤维，所述聚丙烯组合物包括：(A)聚丙烯聚合物，和(B)任选地聚合物成核剂，其中所述聚丙烯组合物已经被至少一种化合物(C)减粘裂化，所述至少一种化合物(C)能够通过破坏至少一个单键而热分解成式(I)的碳基自由基：其中在所述式(I)中，R1、R2和R3能够独立地选自氢，具有1至12个C原子的取代或未被取代的直链、支链和环状的饱和烃或单不饱和烃，具有5至12个C原子的取代或未被取代的芳香烃或羧酸酯基团COOX，其中X是C1-C6-烷基，其中R1、R2和R3中的至少一种是具有5至12个C原子的取代或未被取代的芳香烃，其中基于所述聚丙烯组合物，添加至所述聚丙烯组合物中的用于减粘裂化的化合物(C)的量在0.01至10重量％的范围内。该熔喷网可以在宽的工艺窗口(即高达320℃)下制备，无喷丸，并与基于根据现有技术已经减粘裂化(例如，通过使用羟胺酯或过氧化物)的聚丙烯材料的熔喷网相比，具有改善的阻隔性能，即具有较好的静水压值。在本专利技术的另一方面中，聚丙烯组合物不含邻苯二甲酸化合物以及它们各自的分解产物。本专利技术进一步涉及如本文所限定的聚丙烯组合物用于改善熔喷网质量的用途，其特征在于对于250℃至320℃的工艺温度窗口，不存在喷丸。在另一个实施方案中，本专利技术涉及至少一种式(II)的化合物(C)作为用于聚丙烯聚合物的减粘裂化添加剂的用途，其中R1、R3、R4和R6中的每一种独立地选自由氢，具有1至12个C原子的取代和未被取代的直链、支链和环状的烃，以及具有5至12个碳原子的取代和未被取代的芳香烃组成的组，和R2和R5中的每一种独立地选自由具有1至12个C原子的取代和未被取代的直链、支链和环状的烃，以及具有5至12个C原子的取代和未被取代的芳香烃组成的组，并且其中R1、R2、R3、R4、R5和R6中的至少一种是具有5至12个碳原子的取代或未被取代的芳香烃。下文更详细地描述本专利技术。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任选组分(B)的聚合物成核剂。组分(A)：聚丙烯聚合物作为组分(A)，使用聚丙烯聚合物。合适的聚丙烯聚合物是聚丙烯均聚物或包括三元共聚物的无规丙烯共聚物。根据本专利技术，表述“丙烯均聚物”涉及基本上由至少99.0重量％、更优选至少99.5重量％、更优选至少99.8重量％(例如至少99.9重量％的)的丙烯单元组成的聚丙烯。在另一个实施方案中，只有丙烯单元是可检测的，即仅丙烯已经聚合。表述“包括三元共聚物的无规丙烯共聚物”优选理解为包括衍生自以下物质的单元，优选由衍生自以下物质的单元组成：(a)丙烯和(b)乙烯和/或C4至C12α-烯烃。因此，根据本专利技术的丙烯共聚物或三元共聚物优选包括可与丙烯共聚的单体，例如以下共聚单体：例如乙烯和/或C4至C12α-烯烃，特别是乙烯和/或C4至C8α-烯烃，例如1-丁烯和/或1-己烯。优选地，根据本专利技术的丙烯共聚物或三元共聚物包括来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的可与丙烯共聚的单体，尤其由来自由乙烯、1-丁烯和1-己烯组成的组的可与丙烯共聚的单体组成。更具体地，除了丙烯外，本专利技术的丙烯共聚物或三元共聚物还包括衍生自乙烯和/或1-丁烯的单元。在优选的实施方案中，根据本专利技术的丙烯共聚物包括衍生自乙烯和丙烯的单元。此外，可以理解，丙烯共聚物或三元共聚物优选具有在1.0至低于20.0重量％的范围内，优选在1.5至低于10.0重量％的范围内，更优选在2.0至低于9.5重量％，更优选在2.5至9.0重量％，更优选在3.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔喷网，包括由至少80重量％的聚丙烯组合物制成的熔喷纤维，所述聚丙烯组合物包括：(A)聚丙烯聚合物，和(B)任选地聚合物成核剂，其中所述聚丙烯组合物已经被至少一种化合物(C)减粘裂化，所述至少一种化合物(C)能够通过破坏至少一个单键而热分解成式(I)的碳基自由基：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.02 EP 15188119.01.一种熔喷网，包括由至少80重量％的聚丙烯组合物制成的熔喷纤维，所述聚丙烯组合物包括：(A)聚丙烯聚合物，和(B)任选地聚合物成核剂，其中所述聚丙烯组合物已经被至少一种化合物(C)减粘裂化，所述至少一种化合物(C)能够通过破坏至少一个单键而热分解成式(I)的碳基自由基：其中在所述式(I)中，R1、R2和R3能够独立地选自氢，具有1至12个C原子的取代和未被取代的直链、支链和环状的饱和烃或单不饱和烃，具有5至12个C原子的取代和未被取代的芳香烃或羧酸酯基团COOX，其中X是C1-C6-烷基，其中R1、R2和R3中的至少一种是具有5至12个C原子的取代或未被取代的芳香烃，其中基于所述聚丙烯组合物，添加至所述聚丙烯组合物中的用于减粘裂化的化合物(C)的量在0.01至10重量％的范围内。2.根据权利要求1所述的熔喷网，其中式(I)的所述碳基自由基由一种或多种式(II)的化合物(C)生成：其中R1、R3、R4和R6中的每一种独立地选自由氢，具有1至12个C原子的取代和未被取代的直链、支链和环状的烃，以及具有5至12个碳原子的取代和未被取代的芳香烃组成的组，和R2和R5中的每一种独立地选自由具有1至12个C原子的取代和未被取代的直链、支链和环状的烃，以及具有5至12个C原子的取代和未被取代的芳香烃组成的组，并且其中R1、R2、R3、R4、R5和R6中的至少一种是具有5至12个碳原子的取代或未被取代的芳香烃。3.根据权利要求2所述的熔喷网，其中在化合物(C)的所述式(II)中，R2和R5独立地选自由具有6至10个C原子的取代和未被取代的芳基组成的组，且R1、R3、R4和R6中的每一种独立地选自由氢和C1-C6烷基组成的组。4.根据权利要求1至3中任一项所述的熔喷网，其中所述化合物(C)具有式(III)：其中R7、R8、R9和R10中的每一种独立地选自由氢原子、C1-6烷基、C1-2烷氧基、腈基和卤素原子组成的组，并且其中R1、R3、R4和R6中的每一种独立地选自由氢和C1-6烷基组成的组。5.根据权利要求4所述的熔喷网，其中所述化合物(C)选自由2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷，2,3-二丙基-2,3-二苯基丁烷，2,3-二丁基-2,3-二苯基丁烷，2,3-二己基-2,3-二苯基丁烷，2-甲基-3-乙基-2,3-二苯基丁烷，2-甲基-2,3-二苯基丁烷，2,3-二苯基丁烷，2,3-二甲基-2,3-二(对甲氧基苯基)丁烷，2,3-二甲基-2,3-二(对甲基苯基)丁烷，2,3-二甲基-2-甲基苯基-3-(对2'3'-二甲基-3'-甲基苯基-丁基)-苯基-丁烷，3,4-二甲基-3,4-二苯基己烷，3,4-二乙基-3,4-二苯基己烷，3,4-二丙基-3,4-二苯基己烷，4,5-二丙基-4,5-二苯基辛烷，2,3-二异丁基-2,3-二苯基丁烷，3,4-二异丁基-3,4-5二苯基己烷，2,3-二甲基-2,3-二对(叔丁基)-苯基-丁烷，5,6-二甲基-5,6-二苯基癸烷，6,7-二甲基-6,7-二苯基十二烷，7,8-二甲基-7,8-二(甲氧基苯基)-十四烷，2,3-二乙基-2,3-二苯基丁烷，2,3-二甲基-2,3-二(对氯苯基)丁烷，2,3-二甲基-2,3-二(对碘苯基)丁烷和2,3-二甲基-2,3-二(对硝基苯基)丁烷组成的组。6.根据权利要求5所述的熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王静波，约阿希姆·菲比格，亨克·范·帕里丹，马库斯·加莱特纳，格奥尔格·格雷斯特恩贝尔格尔，杰伦·瓦努特，
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