[发明专利]拉伸强度提高的纺粘材料的制造方法

说明书

本发明涉及用聚丙烯材料制造纺粘材料的方法。

聚丙烯树脂被用于制造尿片衬里、手术衣和吸油纸等非织造织物。这类材料最重要的特性之一是其拉伸强度。虽然熔体流动速率(MFR)较低(粘度或分子量较高)的树脂能够产生较高的织物拉伸强度，但是制备一般的纺粘材料，通常在较低的纺丝温度下使用熔体流动速率(MFR)较高的树脂(粘度或分子量较低)。如果使用低MFR树脂，会因为纺丝断裂次数太多而无法在普通纺丝温度下进行加工。目前制备纺粘纤维所用树脂的MFR约为40，在约210℃的纺丝温度下可维持足够的纺丝连续性。

目前，常使用各种组合的稳定剂来防止聚烯烃的热降解，以及提高对光降解的耐受性和改善加工性。日本专利公开61-133251揭示了一种耐热聚烯烃树脂模压组合物，其中包含酚类防老剂、有机亚磷酸盐和水滑石。美国专利4,611,024揭示了一种注模级树脂，该树脂也可用于制备纤维和薄膜。该树脂含有缩醛类澄清剂和水滑石。可选成份包括酚类防老剂、有机亚磷酸盐和金属皂质如硬脂酸钙。美国专利4,965,301揭示了一种适用于聚烯烃纤维的组合稳定剂，其中包括(a)至少一种受阻酚，(b)至少一种有机亚磷酸盐，(c)至少一种受阻胺，(d)至少一种长链脂肪酸金属盐，和(e)一种碱金属磷酸盐。美国专利5,246,777揭示了一种成纤聚烯烃组合物，具有对热、氧化、光和燃气褪色作用的稳定性。稳定剂包括受阻酚、受阻哌啶化合物，或者还包括有机磷化合物类防老剂。所以，需要一种能够提高纺粘材料拉伸强度的添加剂组合物。

本发明制备纺粘材料的方法包括：

a)将熔体流动速率为3至30克/10分钟、选自以下物质组的丙烯聚合物在500°F以上通过喷丝板连续挤塑成散开的长丝，所述的物质组为(i)丙烯均聚物和(ii)乙烯含量低于10(重量)％的丙烯与乙烯的无规共聚物，

(b)通过牵伸长丝使聚合物长丝分子取向，

(c)基本随机地将长丝沉积在载体带上形成纤维网，

其中的丙烯聚合物材料含有主要由以下物质组成的添加剂：

(i)约250份至约2500份季戊四醇二亚磷酸盐，

(ii)约250份至约2500份受阻酚化合物，

(iii)约100份至约1500份硬脂酸钙，或者还含有

(iv)约5至约500份水滑石化合物，

以上份数都是相对于每一百万份丙烯聚合物材料的份数。

由本发明方法制造的纺粘材料与使用低MFR树脂制备的常规纺粘材料相比，拉伸强度被提高。

图1是MD拉伸强度(公斤/osy)对粘合温度(°F)所做的图，其中将用本发明方法制造的材料与常规纺粘条件下制造的和使用本发明的聚合物和纺丝温度但是含有较少有效组合添加剂的材料相比较。osy＝盎司/平方码

图2是CD拉伸强度(公斤/osy)对粘合温度(°F)所做的图，用本发明方法制造的材料与常规纺粘条件下制造的材料以及使用本发明的聚合物和纺丝温度但是含有较少有效组合添加剂的材料进行了比较。

本发明所用丙烯均聚物或丙烯/乙烯无规共聚物的熔体流动速率(MFR)约为3至30克/10分钟(ASTM D-1238，2.16公斤，230℃)，约3至25克/10分钟更好，约3至约20克/10分钟则最好。共聚物中乙烯含量以低于10％为佳。

MFR在上述范围内的丙烯聚合物材料可以通过对低MFR聚合物的减粘裂化得到，即对聚合物进行断链。该过程不仅降低分子量，提高聚合物的熔体流动速率，而且使得分子量分布变窄。一般说来，分子量较高则物理性能较好但加工性较差。相反，分子量较低则物理性能较差而加工性较好。分子量低而且分子量分布窄的聚合物在许多制品中同时提供优良的物理性能和加工性。所以，通常的做法是将丙烯或丙烯与乙烯聚合至高于最终用途所需的分子量，然后再减粘裂化到所需的分子量。

在工业过程中，减粘裂化通常是通过在造粒前向聚合物中添加降解助剂进行的。或者，可在加热的同时在挤塑机中将聚合物和降解助剂相混合。降解助剂是一种与聚合物混合，然后在挤塑条件下加热聚合物时能促进断链的物质。目前工业生产中使用的降解助剂主要是烷基氢过氧化物或二烷基过氧化物。此类物质在高温下引发自由基链式反应，造成丙烯聚合物分子的断裂。