[发明专利]阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物及由其制备的纤维和无纺布

说明书

本发明提供了一种阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物，以重量份数计，包括：阻燃抗静电聚丙烯组合物75‑95份，聚烯烃和/或弹性体5‑25份；爽滑剂0.01‑0.25份；其中，所述阻燃抗静电聚丙烯组合物包含阻燃剂，所述阻燃剂包括氧化膦与过渡金属盐形成的配合物。本发明同时还提供了一种通过将本发明提供的阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物经纺粘纺丝法制得的阻燃抗静电聚丙烯纤维以及由该纤维制成的阻燃抗静电聚丙烯无纺布。本发明提供的阻燃抗静电聚丙烯无纺布过滤性能佳、残余变形小、具有良好触感、且具有阻燃抗静电性能。

技术领域

本发明属于高分子材料和塑料加工技术领域，具体涉及一种阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物及由其制备的纤维和无纺布。

背景技术

聚丙烯树脂因其优异的机械加工可成型性、力学性能、高耐热性、高性价比和可循环利用性，被广泛用于制造无纺布，并应用于医药卫生(医用口罩、手术服)，劳动保护及个人防护(防尘口罩、空气净化器滤芯)，个人卫生用品(卫生巾、尿不湿、棉湿巾)等领域。

其中，近年来社会在环境保护领域(如PM2.5防护)及健康卫生领域(可空气飞沫传播传染性疾病，如H1N1、H5N6)对无纺布产品的可过滤性能有较高要求。例如，一种无纺布N95型口罩，是NIOSH(美国国家职业安全卫生研究所)认证的一种防颗粒物口罩。“N”的意思是不适合油性的颗粒；“95”是指，在NIOSH标准规定的检测条件下，过滤效率达到95％。只要符合N95标准，并且通过NIOSH审查的产品就可以称为“N95型口罩”。N95口罩的最大特点就是可以预防由患者体液或血液飞溅引起的飞沫传染。飞沫的大小为直径1-5微米。美国职业安全与健康管理局(OSHA)针对医疗机构规定，暴露在结核病菌下的医务人员必须佩戴N95标准以上的口罩。过滤效率达到95％，实现手段主要有：提高无纺布网眼密度，使用多层复合无纺布，加入活性炭等吸附剂等。其中提高无纺布网眼密度是最为简便，生产成本提高较低，工艺简便的方式。实现无纺布网眼密度的提高的主要方式是减小无纺布丝束旦数，也就是使用较细的丝束。

工业上制备较细的丝束主要通过调整聚丙烯的分子量分布得到，即降低聚丙烯的分子量分布宽度。制备窄分子量分布聚丙烯的方法通常是通过过氧化物降解得到，但使用过氧化物除了会增加生产成本以外，残留的过氧化物还容易引起最终制品产生味道，这影响了无纺布产品的使用。因此，为提高聚丙烯制品性能，拓展应用领域，人们开始关注窄分子量分布聚丙烯新产品的开发，以满足不同领域对聚丙烯树脂的需求。窄分子量分布的聚丙烯在流动过程中具有更宽的牛顿平台区，其粘度随剪切速率的变化波动较小，挤出量更容易稳定控制。无纺布的原料纤维制品，通常要求聚合物具有改善的物理-机械性能，如抗弯强度、耐冲击性和耐热形变性能等，就需要使用分子量分布较窄的聚丙烯树脂来生产。在纺丝应用方面，如果控制聚丙烯的分子量分布为窄分布，则可以提高喷丝口压力的稳定性，确保喷出丝的细密均匀。

聚合物的分子量分布直接受聚合反应采用的催化剂的性能影响。例如，采用茂金属催化剂能够生产窄分子量分布的聚丙烯，其分子量分布为2.3-2.7。由于其低聚物含量明显降低，不仅可以减少树脂加工过程中产生的异味，材料性能也得到了显著提高。但茂金属催化剂负载化成本较为昂贵，而且负载后的催化剂活性偏低，在一定程度上限制了其应用范围。与茂金属催化剂相比，Ziegler-Natta催化剂制备的聚丙烯的分子量分布较宽，MWD范围一般在5-7之间，但其具有成本低、催化活性高等优点，因此制备高活性的负载化Ziegler-Natta催化剂并得到具有优异材料性能的窄分子量分布聚丙烯具有广阔的应用前景。