專利名稱：聚烯烴纖維的制作方法
聚烯烴纖維本發(fā)明涉及聚烯烴纖維、由所述纖維制成的制品和用來制造所述纖維的聚烯烴組合物。具體地，本發(fā)明涉及這樣的聚烯烴組合物，其顯示出由它制成的纖維在力學性能之間良好的平衡，更特別地良好的韌度和斷裂伸長率、形變后的彈性回復和改進的熱粘合性能。 更具體地，本發(fā)明涉及由均相的丙烯聚合物與丁烯-1共聚物材料共混而制成的具有自彈性體行為至塑性體行為的組合物。纖維的定義包括紡粘纖維和/或長絲。本發(fā)明的聚烯烴纖維特別適合于應用中要求兼具彈性(彈性回復)和韌性的柔軟非織造織物，如能以尺寸種類較少或甚至單一尺寸生產(chǎn)的一次性尿布。在現(xiàn)有技術(shù)中已知丙烯聚合物塑性體或彈性體能與丙烯聚合物樹脂共混并且由此獲得的組合物用來生產(chǎn)具有韌性和彈性良好平衡的纖維。國際專利申請W02005/111282 Al (Dow)公開了包含從全同立構(gòu)丙烯和反應器級丙烯基彈性體或塑性體的共混物所制成纖維的柔軟且耐磨的非織造纖網(wǎng)或織物。共混物內(nèi)未添加丁烯-1聚合物。國際專利申請W093/06168 Al (Exxon)公開了包含結(jié)晶聚丙烯與聚(1_ 丁烯)的共混物(Shell以商品名600SA銷售)，用來制造平衡了丙烯的強度性能和聚(1_ 丁烯)所提供的織物手感的纖維，密度為約0. 89 約0. 92 g/cm3, MFR為1 100 dg/min。該文獻未提及由這種共混物獲得的纖維的彈性性能和熱粘合性性能。現(xiàn)已意外地發(fā)現(xiàn)，通過按照本發(fā)明將丁烯-1共聚物共混進均相的丙烯聚合物樹脂，得到的聚烯烴組合物能被轉(zhuǎn)化為其性能平衡比單用樹脂生產(chǎn)的纖維和相對于包含丙烯基共聚物塑性體和彈性體的已知共混物改進的纖維。本發(fā)明的組合物保持了特別高的韌度值且仍顯示出良好的斷裂伸長率和韌度，以及保持的或提高的彈性回復和改進的熱粘合力。如上所述本發(fā)明的一個優(yōu)點是，當生產(chǎn)壓延物品(紡粘非織造)時，由于改進的熱粘合性，纖維的柔軟度，及因而其非織造織物的柔軟度，也被提高了，而且還能加速生產(chǎn)循環(huán)時間和/或降低保持所需粘合強度的壓延溫度，卻不劣化物品的柔軟度和彈性。用戶尤其贊賞某些制品，尤其是一次性的衛(wèi)生制品，顯示出合適的柔軟度及良好的抗撕性和韌度。因此本發(fā)明的一個實施方案是聚烯烴組合物，包含(相對于組分A和組分B總量的重量百分數(shù))
A)20 95 wt%,優(yōu)選40 95 wt%,更優(yōu)選55 90 wt%,甚至更優(yōu)選65 75 wt%的全同立構(gòu)指數(shù)(在沸騰正庚烷中不溶級分的重量百分數(shù))高于80，優(yōu)選為90 98的丙烯均聚物，或含有85 wt%或更多丙烯以及全同立構(gòu)指數(shù)等于或高于80的丙烯與乙烯和/或具有4 10個碳原子的α -烯烴的結(jié)晶共聚物；
B)5 80 wt%,優(yōu)選5 60 wt%,更優(yōu)選10 45 wt%,甚至更優(yōu)選25 ；35 wt%的丁烯-1與乙烯和/或具有3 10個碳原子的α -烯烴的共聚物，其具有
-80 wt%或更多的丁烯-1衍生單元的含量， -小于3的分子量分布Mw/Mn，-60 MPa或更低，優(yōu)選40 MPa或更低，更優(yōu)選30 MPa或更低的彎曲模量(MEF)。術(shù)語“共聚物”，如本文所用，是指鏈內(nèi)含2種不同重復單元的聚合物和含多于2種不同重復單元的聚合物，如三元共聚物。因此，按照本發(fā)明的另一個實施方案是由所述聚烯烴組合物制成的纖維。相對于單獨的聚合物(A)的值，按照本發(fā)明的纖維典型地具有改進或保持的柔軟度和彈性回復。尤其意外的是，相對于單獨的聚合物(A)，韌度基本不劣化。改進的熱粘合力及保持的或甚至改進的彈性回復有助于有利的性能平衡。相對于用單獨的組分(A)在相同紡絲條件下獲得的纖維的韌度，該纖維韌度的下降典型地少于25%，優(yōu)選少于20%，更優(yōu)選少于10%。上述丙烯均聚物或共聚物組分(A)優(yōu)選具有10 50，更優(yōu)選20 35 g/10 min 的熔體流動速率值，按ISO 1133在230°C和2. 16 Kg下測定。正如已知，高MFR值在聚合中直接得到，或通過在紡絲生產(chǎn)線上或在之前的烯烴聚合物的造粒期間加入自由基生成劑， 如有機過氧化物，來控制聚合物的自由基降解而得到。聚合物組分(A)優(yōu)選顯示出2 8的分子量分布(Mw/Mn)，按下文所述方法測定。尤其當聚合物組分(A)是用Ziegler Natta催化劑生產(chǎn)時，Mw/Mn為3 4，優(yōu)選 3 · 2 3 · 4 ο尤其當聚合物組分(A)是用茂金屬催化劑生產(chǎn)時，Mw/Mn為2 3，優(yōu)選2. 4 2. 6。聚合物組分(A)顯示出全同立構(gòu)型立體規(guī)整度。該組分是丙烯均聚物或丙烯與選自乙烯和線形或支化C4 C8 α -烯烴的α -烯烴的無規(guī)聚合物，如丙烯的共聚物和三元共聚物。聚合物樹脂(A)也可以是所述聚合物的混合物，在這種情況下，混合比并不重要。優(yōu)選α-烯烴選自下列一組乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯和4-甲基-1-戊烯。共聚單體的優(yōu)選含量為至多15 wt%0按照本發(fā)明的共聚物組分(B)具有自彈性體行為至塑性體行為，而且也被稱做 “塑性體”。組分(B)顯示出低彎曲模量，并且還優(yōu)選
-低結(jié)晶度(用X-射線法測定，小于40%，優(yōu)選小于30%)和 -低于90的低邵氏A硬度(ISO 868)，
-在100%形變下，低于30%，優(yōu)選低于20%的拉伸永久變形(ISO 2285) 組分(B)，按照下文所述的DSC法測定時，優(yōu)選在DSC上無可檢測到的熔點(Tm II )，但老化后，可具有可測的熔融焓。尤其在室溫下老化10天后，(B)的熔融焓可以小于25 J/g， 優(yōu)選4 20 J/g。優(yōu)選共聚物組分(B)選自丁烯-1與乙烯的共聚物和丁烯-1與丙烯和乙烯的三元共聚物。作為共聚物組分(B)，尤其優(yōu)選
(Bi) 丁烯-1/乙烯共聚物，其具有的乙烯衍生單元的含量為5 10 wt% (15.10 mol% 18. 00 mol%)，優(yōu)選15. 50 mol% 16. 50 mol%，優(yōu)選具有下列性能
a)邵氏A硬度(按ISO868測定)低于65 ；優(yōu)選低于60 ；
b)在室溫下老化10天后，按照本文所述的方法測定，熔融焓為4 15J/g;優(yōu)選5 10 J/g ；
作為組分(B)，甚至更優(yōu)選
(B2) 丁烯-1/乙烯/丙烯三元共聚物，其在聚合物鏈內(nèi)具有的乙烯衍生單元的含量為3 10 wt% (7. 5 mol% 18 mol%)，優(yōu)選 4 8 wt% (7. 5 mol% 15 mol%)，并且在聚合物鏈內(nèi)具有的丙烯衍生單元的含量為2 10 wt% (2.51 mol% 12 mol%)，優(yōu)選4 7 wt% (5 mol% 8· 5 mol%)；
所述三元共聚物(B》優(yōu)選具有下列性能
a)邵氏A硬度值(按ISO868測定)低于90 ；優(yōu)選低于85 ；和
b)在室溫下老化10天后，按照本文所述方法測定，熔融焓為12 20J/g;優(yōu)選14 18 J/g。丙烯均聚物或共聚物組分(A)可以用傳統(tǒng)法生產(chǎn)在適當?shù)拇呋瘎缌Ⅲw有擇齊格勒納塔催化劑或茂金屬催化劑，存在下，使丙烯和，任選地，上述α -烯烴聚合。由茂金屬基催化劑獲得的聚合物組分(A)優(yōu)選通過使用橋接苯并茚基二氯化鋯作為茂金屬化合物獲得。然后，按本領(lǐng)域已知的步驟，使所述化合物負載在二氧化硅上并使用鋁氧烷，優(yōu)選甲基鋁氧烷活化之。丙烯聚合物用淤漿法獲得，使用丙烯單體作為稀釋劑以及2個串聯(lián)的反應器。該種方法和催化劑的實例見諸于國際專利申請W02005/005495 Al。丙烯聚合物(A)是通過使用液態(tài)單體(丙烯)作為稀釋劑，在立體有擇齊格勒納塔催化劑存在下聚合丙烯獲得的。立體有擇齊格勒納塔催化劑包含固體催化劑組分，它包含至少一種具有至少一個鈦-氫鍵的鈦化合物和至少一種電子給體化合物(內(nèi)給體)，兩者都負載在氯化鎂化合物上。齊格勒納塔催化劑體系還包含有機鋁化合物作為必不可少的助催化劑和任選的外電子給體化合物。優(yōu)選內(nèi)電子給體化合物選自1，3_ 二醚。如上所述，可優(yōu)選在液相中進行聚合工藝，使用液態(tài)丙烯作為主稀釋劑(本體聚合)。優(yōu)選本體聚合在一個或多個串聯(lián)的回路反應器內(nèi)進行。這種工藝和催化劑的實例見諸于國際專利申請 W02006/042815 Al。丁烯-1共聚物(B)可以通過在聚合條件下，在催化劑體系存在下，使丁烯-1與乙烯和最終與丙烯接觸來獲得，所述催化劑體系可通過下列化合物的接觸而獲得
(A)立體剛性茂金屬化合物；
(B)鋁氧烷或能形成烷基茂金屬陽離子的化合物；和，任選地，
(C)有機鋁化合物。優(yōu)選立體剛性的茂金屬化合物㈧具有下式(I )
其中，M是選自4族元素的過渡金屬原子；優(yōu)選M是鋯；
X，彼此相同或不同，是氫原子、鹵原子、R、OR、OR’ 0、OSO2CF3> 0C0R、SR、NR2或基，其
中，R是線形或支化的，飽和或不飽和的C1 C2tl-烷基、C3 C2tl-環(huán)烷基、C6 C2tl-芳基、 C7 C2tl-烷基芳基或C7 C2tl-芳基烷基，任選地含有屬于元素周期表13 17族的雜原子； R’是C1 C2tl-亞烷基、C6 C2tl-亞芳基、C7 C2tl-烷基亞芳基或C7 C2tl-芳基亞烷基；優(yōu)選X是氫原子、鹵原子、OR’ 0或R基；更優(yōu)選X是氯或甲基；
R1 > R2> R5> R6> R7> R8和R9，彼此相同或不同，都是氫原子，或線形或支化的，飽和或不飽和的C1 C2tl-烷基、C3 C2tl-環(huán)烷基、C6 C2tl-芳基、C7 C2tl-烷基芳基或C7 C2tl-芳基烷基，任選地含有屬于元素周期表13 17族的雜原子；或R5和R6，和/或R8和R9可任選地形成飽和或不飽和的5或6元環(huán)，所述環(huán)可帶有C1 C2tl-烷基作為取代基；條件是至少一個R6或R7是線形或支化的，飽和或不飽和的C1 C2tl-烷基，任選地含有屬于元素周期表 13 17族的雜原子；優(yōu)選C1 Cltl-烷基；
優(yōu)選R1、! 2相同并是C1 Cltl-烷基，任選地含有一個或多個硅原子；更優(yōu)選R1和R2是甲基；
R8和R9，彼此相同或不同，優(yōu)選是C1 Cltl-烷基或C6 C2tl-芳基；更優(yōu)選它們是甲基； R5優(yōu)選是氫原子或甲基；或可以與R6結(jié)合而形成飽和或不飽和的5或6元環(huán)，所述環(huán)可帶有C1 C2tl-烷基作為取代基；
R6優(yōu)選是氫原子或甲基、乙基或異丙基；或如上所述，它可以與R5結(jié)合而形成飽和或不飽和的5或6元環(huán)；
R7優(yōu)選是線形或支化的，飽和或不飽和的C1 C2tl-烷基，任選地含有屬于元素周期表 13 17族的雜原子；優(yōu)選C1 Cltl-烷基；更優(yōu)選R7是甲基或乙基；或者，當R6不同于氫原子時，R7優(yōu)選是氫原子；
R3和R4，彼此相同或不同，是線形或支化的，飽和不飽和的C1 C2tl-烷基，任選地含有屬于元素周期表13 17族的雜原子；優(yōu)選彼此相同或不同的R3和R4是C1 Cltl-烷基；更優(yōu)選R3是甲基或乙基；以及R4是甲基、乙基或異丙基。
優(yōu)選式(I )的化合物具有式(I a)或(I b)
其中
權(quán)利要求
1.聚烯烴組合物，包含A)20 95 wt%的丙烯均聚物或丙烯與乙烯和/或具有4 10個碳原子的α -烯烴的共聚物，所述共聚物含有85 wt%或更多的丙烯，具有等于或高于80的全同立構(gòu)指數(shù)；和B)5 80 wt%的丁烯-1與乙烯和/或具有3 10個碳原子的α -烯烴的共聚物，其具有-80 wt%或更多的丁烯-1衍生單元的含量， -小于3的分子量分布Mw/Mn， -60 MPa或更低的彎曲模量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的聚烯烴組合物，其中共聚物組分⑶是丁烯-1/乙烯共聚物，其具有的乙烯衍生單元的含量為5 wt% 10 wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的聚烯烴組合物，其中共聚物組分(B)是丁烯-1/乙烯/丙烯三元共聚物，其在聚合物鏈中具有的乙烯衍生單元的含量為3 10 wt%，并且在聚合物鏈中具有的丙烯衍生單元的含量為2 10 wt%0
4.由根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項的組合物制成的纖維。
5.包含根據(jù)權(quán)利要求4的纖維的非織造織物。
6.包含根據(jù)權(quán)利要求4的纖維的尿布。
全文摘要
聚烯烴組合物，包含A)20～95wt%的丙烯均聚物或丙烯與乙烯和/或具有4～10個碳原子的α-烯烴的結(jié)晶共聚物，所述共聚物含以85wt%或更多的丙烯，具有等于或高于80的全同立構(gòu)指數(shù)；B)5～80wt%的丁烯-1與乙烯和/或具有3～10個碳原子的α-烯烴的共聚物，其具有-80wt%或更多的丁烯-1衍生單元的含量，-小于3的分子量分布Mw/Mn，-60MPa或更低的彎曲模量。其纖維和紡粘(織造非織造)的一次性衛(wèi)生用品(如尿布)。
文檔編號D01F6/46GK102257060SQ200980150660
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者迪皮特羅 F., 德帕洛 R. 申請人:巴塞爾聚烯烴意大利有限責任公司