[发明专利]聚烯烃构件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚烯烃构件，例如包含聚烯烃材料的纤维、带或片材构件，的制备。更具体地，本发明涉及所述构件的凝胶挤出。此外，本发明还涉及一种用于制备所述构件的方法。

背景技术

聚烯烃构件可以通过如下方法制备：挤出聚烯烃在溶剂中的溶液，随后拉伸。这种方法被称为凝胶挤出法(geltrusion process)，将产生高强度的纤维材料，例如纤维、带和片材构件。凝胶挤出从根本上不同于制备高性能聚烯烃纤维用的其他主要方法，例如熔融纺丝和固态成形。用于制备纤维的凝胶挤出法在例如EP 1699954中公开了，而用于制备片材构件的凝胶挤出法在例如EP 0500173和EP 0504954中公开了。

发明目的

本发明的目标是提供一种改善的聚烯烃构件。

本发明的另一个目标是提供一种用于制备聚烯烃构件的改进方法。

所述改进可以例如为增大构件或制备方法的再现性并且/或者改善构件或制备方法的质量。

发明内容

本发明上述和/或其他目标中的一个或更多个通过一种用于制备聚烯烃构件的方法实现，所述方法包括：制备包含聚烯烃和溶剂的溶液，使该溶液挤出或纺丝进入空气隙从而形成流体构件。流体构件随后被冷却形成含溶剂的凝胶构件，继而形成固体构件。从构件中至少部分除去溶剂之前、期间和/或之后，进一步拉伸构件。所述冷却包括将流体构件转移到冷却浴中。在本发明的第一实施方式中，冷却浴包含有机相和水基相以及含芳基磺酸的消泡剂。优选地，所述消泡剂包含烷基苯磺酸或烷基萘磺酸，例如二壬基萘磺酸或十二烷基苯磺酸。

已令人惊讶地发现：这种消泡剂的加入改善了所制构件的质量。例如，芳基磺酸的加入降低了聚合物片材构件的表面缺陷的数量。已发现使用包含烷基苯磺酸和/或芳基萘磺酸的消泡剂很有效，并且可以推测，较少的芳族部分与烷基部分的组合为高亲水的磺基提供适当的平衡，但并不限于此。该组中特别优选的实例为包含二壬基萘磺酸和/或十二烷基苯磺酸的消泡剂，如那些以下列商品名可商购的Innospec Inc的产品：例如Stadis(诸如Stadis450)、Statsafe(诸如Statsafe6000)。在这些之中，商品名为Statsafe6000的十二烷基苯磺酸是优选的，这是因为由于制备稳定的工业用溶液使用最多的溶剂是庚烷并且不需要大量苯或甲苯因而从环境的观点来说它更可接受。

消泡剂可以包含一种或更多种其他组分。例如，消泡剂可以包含其他活性组分，例如消泡试剂(如十二烷基苯磺酸与另一种烷基苯磺酸或另一种消泡剂的组合)、表面活性剂、溶剂、悬浮助剂、防污剂等。

优选地，冷却浴为两相冷却浴，具有主要的水基相和有机相。消泡剂应以活性量(active amount)添加。通常，活性量大于约3ppm。换句话说，每kg冷却液(水基相和有机相之和)中包含多于约3mg的含至少一种上述化合物的消泡剂。在一个优选的实施方式中，加入消泡剂使其在冷却浴中的浓度介于4ppm和20ppm(基于质量)之间。该浓度适合大部分聚烯烃。为了制备高性能聚乙烯和聚丙烯纤维基构件，优选使用在冷却浴中为5ppm-15ppm的消泡剂浓度，因为这样能实现所需的消泡效果同时使所制构件和回收利用的有机材料(溶剂和/或冷却液)的污染限制在可接受的水平。

冷却浴也可以是单相冷却浴，其中水相是优选的，因为水的高热容和热传导。在这种情况下也可以加入消泡剂以防止溶剂液滴或泡沫在冷却浴的表面上形成。

加入之后，消泡剂的浓度可能难以测定，特别是当所述方法在过程环境下回收利用该过程的一个或更多组分(例如聚烯烃或溶剂和/或冷却浴中的有机相)进行时。因此要认识到本发明人还规定了活性量为冷却浴中有机相的电导率。已发现：活性量导致至少为800pS/m[皮西门子/米]的电导率。按实验部分描述的方法测量电导率。在一个优选的实施方式中，有机相的电导率为1000pS/m-3000pS/m。该电导率适合大部分聚烯烃。为了制备高性能的聚乙烯和聚丙烯纤维基构件，优选地将冷却浴中有机相的电导率调至1500pS/m-2500pS/m，最优选地，有机相的电导率为2000pS/m-2300pS/m，因为这样能实现所需的消泡效果同时使所制构件和回收利用的有机材料(溶剂和/或冷却液)的污染限制在可接受的水平。

挤出之后，从聚烯烃构件中至少部分除去溶剂。这可以在拉伸聚烯烃构件之前、期间和/或之后进行。溶剂可以例如通过蒸发或挤出而被至少部分除去。