高强度丙烯聚合物纤维及其制造方法技术

一种高强度丙烯聚合物纤维的生产方法，包括：用基本由一种烯烃聚合物（Ⅰ）和高分子量丙烯聚合物（Ⅱ）组成的熔融丙烯聚合物纺成纤维，丙烯聚合物（Ⅱ）的支链化指数小于１，熔融强度为５－４０厘牛顿（ｃＮ）；所述高分子量丙烯聚合物（Ⅱ）相对于组合物的总重量的浓度为０．１－１０％（ｗｔ）；和拉伸如此获得的固体纤维，当纺丝步骤是连续的时，拉伸比大４．５；当纺丝步骤是间歇的时，拉伸比大于５。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种生产丙烯聚合物纤维的方法，这种纤维可以从所述方法得到，此外还涉及用于生产所述纤维的丙烯聚合物组合物。本专利技术特别涉及用连续或间歇纺丝方法和拉丝得到的短的或连续的高强度长丝，所述长丝是由含有高熔融强度的丙烯聚合物的烯烃聚合物制备的。纤维的定义也包括类似纤维的产品，如纤丝。本专利技术的的丙烯聚合物特别适合于用在需要高强度纤维的场合。例如，高强度连续长丝纤维在手袋和包装袋用的绳子、把手(handle)、带、条的生产上是有用的。高强度短纤维在，例如，记号笔和钢笔(pens)的毡制品，以及用于地用纺织品的无纺布、水泥增强剂和人造革的支撑材料的生产是有用的。在本领域中，纤维强度的提高是可以通过提高拉伸比来获得，特别是在用到纺和连续拉伸的长丝的生产中是这样的。然而，拉伸比的提高会导致一些不便。高拉伸比引起的主要不便是在拉伸过程中纤维断裂的可能性。此外，高拉伸比会引起拉伸力的提高，高拉伸力会减少同时拉伸的长丝的数目。现在已经发现高强度纤维可以用含有支链丙烯聚合物的丙烯聚合物组合物来生产，所述支链丙烯聚合物应具有高熔融强度。上面提及的丙烯聚合物组合物在纤维生产中的一个优点在于使纤维可以在拉伸步骤以高拉伸比拉伸，而不会提高拉伸张力。使用上面提及的组合物的另一优点在于为了获得给定的强度，可以在比为获得相同的强度用不含有支链的丙烯聚合物的组合物形成纤维时较低的拉伸力下操作。上述丙烯聚合物的再一优点在于，由于丙烯聚合物组合物可以用较高的拉伸比，因而提高了纤维的产量，因此，所获得的拉伸纤维在相同的旦数和纺丝速率下，可以在较高的孔流动速率下进行纺丝步骤。所以本专利技术的一个目的是提供一种制备高强度丙烯聚合物纤维的方法，所述方法包括- 用基本上由烯烃聚合物(I)和高分子量丙烯聚合物(II)组成的熔融丙烯聚合物组合物纺成纤维，丙烯聚合物(II)的支链化指数小于1，而且熔融强度为5到40厘牛顿(cN)，以组合物的总重量为基准，所述的丙烯聚合物(II)的浓度为0.1到10％(wt).其优选为0.1到5％，更优选为大于0.2且小于0.5％(wt)，最优选为0.25-0.45％(wt)；和- 当纺丝步骤为连续时以大于4.5的拉伸比，在纺丝步骤为间歇时以大于5的拉伸比，拉伸如此获得的固体纤维。本专利技术方法能提供高强度纤维，如其强度大于50cN/tex，优选等于或大于55cN/tex。因此，本专利技术的的另一目的是提供一种强度大于50cN/tex的丙烯聚合物纤维。纤维包括基本上由烯烃聚合物(I)和高分子量丙烯聚合物(II)组成的丙烯聚合物组合物，丙烯聚合物(II)的支链化指数小于1、熔融强度为5到40厘牛顿(cN)，以组合物的总重量为基准，所述的丙烯聚合物(II)的浓度，为0.1到10％(wt)，其优选为0.1到5％，更优选为大于0.2且小于0.5％(wt)，最优选为0.25-0.45％(wt)。能用在本专利技术方法中的特殊组合物是这样的以组合物的总重量为基准，其丙烯聚合物(II)的浓度应大于0.2且小于0.5％(wt)，优选为0.25到0.45％(wt)。因此，本专利技术的另一目的是提供一种基本上由掺混有支化指数小于1、熔融强度为5到40厘牛顿(cN)的高分子量丙烯聚合物(II)的烯烃聚合物(I)组成的丙烯聚合物组合物，以组合物的总重量为基准，所述的丙烯聚合物(II)的浓度大于0.2且小于0.5％(wt)。上面提及的烯烃聚合物(I)优选选自1>全同指数大于90的全同丙烯均聚物；2>丙烯与乙烯和/或一种C4-C8的α-烯烃的无规共聚物；3>包括如下组份(wt)的多相聚合物A>10-99.5份的丙烯均聚物或丙烯与乙烯和/或一种C4-C8的α-烯烃的共聚物，其中丙烯含量大于80％、全同指数大于80，或其混合物(组份A)；B>0-25份在环境温度下不溶于二甲苯的基本上为直链半结晶乙烯共聚物(组份B)；和C>0.5-87份的乙烯与丙烯和/或C4-C8的α-烯烃和任选的少量的二烯烃的共聚物组份，所述共聚物组份含有10-80％的乙烯，在环境温度下溶于二甲苯(组份C)；4>均聚物(1)和共聚物(2)的混合物。上述聚合物优选具有0.5-60g/10min，进一步优选10-35g/10min的熔融流动速率(MFR)。在间歇纺丝过程中，MFR为10-15g/10min的聚合物是特别优选的，在连续纺丝过程中，MFR为20-35g/10min的聚合物是特别优选的。已经知道，高MFR可以在聚合过程中直接获得，或在纺丝线上或在烯烃聚合物的造粒(pelletizing)过程中添加如有机过氧化物以通过控制聚合物中的基团降解(radical degradation)来获得。包含于无规共聚物(2)和/或组份A中，以及任选的多相聚合物(3)的组份C中的C4-C8的α-烯烃是直链或支链烯烃，优选选自下列化合物；1-丁烯，1-戊烯，1-己烯，1-辛烯，和4-甲基-1-戊烯。优选的是1-丁烯α-烯烃。能够在本专利技术方法中以纯的形式用的无规共聚物(2)含有0.05-20％(wt)聚合的共聚单体，当共聚用单体的量超过了5％时，所述共聚物必须在纺丝前与丙烯均聚物掺混。多相聚合物(3)的A组份优选由全同指数大于90，进一步优选95-98的丙烯均聚物，或由含有优选大于85％，进一步优选90-99的上面提及的丙烯共聚物，或由上面提及的聚合物的混合物组成。多相聚合物(3)的组份B的优选量为0-15重量份，以DSC(差示扫描量热法)测定的结晶度为约20-60％。组份B的共聚物优选选自下列共聚物含有超过55％乙烯的乙烯/丙烯共聚物；含有1-10％所述α-烯烃和55-98％，优选80-9 5％乙烯和α-烯烃的乙烯/丙烯/C4-C8的α-烯烃共聚物，以及含有55-98％，优选80-95％所述α-烯烃的乙烯/C4-C8的α-烯烃共聚物。多相聚合物(3)的组份C优选为0.5-75重量份。优选组份C共聚物是含15％-70％，优选20％-60％聚合的乙烯的乙烯/丙烯共聚物；含有1-10％，优选1-5％聚合的α-烯烃的乙烯/丙烯/C4-C8的α-烯烃共聚物，其中聚合的乙烯和α-烯烃的总量为20-小于40％；含有20-小于40％，优选20-38％，进一步优选25-38％聚合的α-烯烃的乙烯/α-烯烃共聚物。组份C的共聚物可以有二烯烃其量优选等于或小于10％。优选的二烯烃是丁二烯，1，4-己二烯，1，5-己二烯，2-亚乙基-5-降冰片烯。多相聚合物(3)可以通过在熔融状态机械地掺入组份(A)、(B)、(C)来制备，或在两个或多个步骤中，使用高度立体特异性Ziegler-Natta催化剂分步聚合进行。上面提及的多相催聚合物(3)的例子，以及制备它们的聚合催化剂和常用的一般方法，公开在已出版的EP400,333和472,946中。混合物(4)可以用熔化、造粒或用非熔融掺混聚合物来制备。组份(II)是支链化指数为0.1-0.9，优选0.25-0.8的丙烯聚合物。支链化指数是指聚合物长链支链化程度，用如下通式来定义(I.V.)1/(I.V.)2其中，(I.V.)1代表支链聚合物的特性粘度，(I.V.)2代表基本上具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产高强度聚丙烯纤维的方法，包括：－　用基本由一种烯烃聚合物（Ｉ）和高分子量丙烯聚合物（ＩＩ）组成的熔融丙烯聚合物纺成纤维，丙烯聚合物（ＩＩ）的支链化指数小于１，熔融强度为５－４０厘牛顿（ｃＮ）；所述高分子量丙烯聚合物（ＩＩ）相对于组合物的总重量的浓度为０．１－１０％（ｗｔ）；和－　拉伸如此获得的固体纤维，当纺丝步骤是连续的时，拉伸比大于４．５；当纺丝步骤是间歇的时，拉伸比大于５。２．根据权利要求１的方法，其特征在于烯烃聚合物（Ｉ）选自：全同指数大于９０的全同丙烯均聚物；丙烯与乙烯和／或一种Ｃ４－Ｃ８的α－烯烃的无规共聚物；和包括如下组份（ｗｔ）的多相聚合物：Ａ；１０－９９．５份的丙烯均聚物或丙烯与乙烯和／或一　种Ｃ４－Ｃ８的α－烯烃的共聚物，其中丙烯含量大于８０　％、全同指数大于８０，或其混合物；Ｂ；０－２５份在环境温度下不溶于二甲苯的基本上为　直链半结晶乙烯共聚物；和Ｃ；０．５－８７份的乙烯与丙烯和／或Ｃ４－Ｃ８的α－烯烃　和任选的少量的二烯烃的共聚物组份，所述共聚物组份　含有１０－８０％的乙烯，在环境温度下溶于二甲苯；均聚物（１）和共聚物（２）的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L平诺卡，R阿弗里卡诺，G布拉卡，
申请(专利权)人：蒙特尔北美公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]