[发明专利]生烟少的烯烃聚合物组合物及由其制得的纤维、薄膜和织物

说明书

发明背景

烯烃聚合物(尤其是聚丙烯)通常用下述方法纺成纤维、薄膜或片材：将熔融的聚合物挤塑通过模孔(如喷丝板、薄膜或挤片模头)，使熔融的长丝、薄膜或片材骤冷，使该长丝、薄膜或片材取向，以及在缠绕到线轴上之前使该取向的长丝、薄膜或片材热定型。纺织品和无纺织物通常由这些长丝、薄膜或片材制得。

对于使用齐格勒-纳塔型催化剂生产的聚烯烃存在一个问题，即在纤维纺丝和薄膜挤塑操作时，当熔融挤塑聚烯烃时产生可见的“烟雾”。该“烟雾”在模头处放出，且认为它含有20-50个碳原子的挥发性有机化合物。这些放出的挥发性有机化合物随后冷凝并覆盖在设备上，由于这些挥发性有机化合物沉积在模头上，导致由这些纤维形成的无纺织物或薄膜的不均匀性。对于减少或消除烟雾的努力最多只取得了部分成功。熔融温度和在挤塑机中停留时间降到一定水平以下加工的话会引起麻烦。在挤塑之前通过加热使聚合物原料脱除挥发成份可使生烟减少约20％。而本发明能使烟雾减少高达86％或86％以上。

向烯烃聚合物材料中和/或这些材料上加入各种添加剂，以提高热稳定性、耐紫外性和加工性能是已知的。例如，必须在烯烃聚合物组合物中包含酸中和剂，这是因为在烯烃聚合物中含有少量催化剂残留物。这些催化剂残留物会腐蚀加工设备(如模具表面和模口边)。加入适宜的酸中和剂可消除或至少减少由这些残留物导致腐蚀的可能性。

选择酸中和剂是重要的，这是因为它会影响烯烃聚合物组合物的总酸度或碱度，并影响聚合物组合物中许多有机添加剂的反应。另外，聚烯烃的剥离性能会受酸中和剂的影响。

实际上，通常将硬脂酸金属盐(如钠盐、钙盐和锌盐)加入烯烃聚合物材料中作为酸中和剂，其中硬脂酸钙是最常用的。以用硬脂酸钙为主，这是因为它除了能用作酸中和剂之外，还能起外部润滑剂和加工助剂的作用。一般来说，硬脂酸钙的加入量必需至少为500ppm，以确保它能有效地用作酸中和剂。

通常向聚烯烃组合物中加入亚磷酸酯化合物(包括2，2’，2”-次氮基[三乙基-三(3，3’，5，5’-四叔丁基-1，1-联苯-2，2’-二基)]亚磷酸酯)，使聚烯烃组合物稳定，以抗热降解和氧化降解。各种形式的2，2’，2”-次氮基[三乙基-三(3，3’，5，5’-四叔丁基-1，1-联苯-2，2’-二基)]亚磷酸酯是已知的。例如，在美国专利No.5,326,802中揭示了2，2’，2”-次氮基[三乙基-三(3，3’，5，5’-四叔丁基-1，1-联苯-2，2’-二基)]亚磷酸酯的一种β晶体变性。实施例6揭示了也含有750ppm硬脂酸钙的聚丙烯的稳定化。美国专利No.5,331,031和5,405,893揭示了2，2’，2”-次氮基[三乙基-三(3，3’，5，5’-四叔丁基-1，1-联苯-2，2’-二基)]亚磷酸酯的一种γ晶体变态。实施例4说明了也含有750ppm硬脂酸钙的聚丙烯的稳定化。美国专利No.5,276,076揭示了2，2’，2”-次氮基[三乙基-三(3，3’，5，5’-四叔丁基-1，1-联苯-2，2’-二基)]亚磷酸酯的一种无定形固体变态。实施例3说明了也含有750ppm硬脂酸钙的聚丙烯的稳定化。

使用N，N-二烷基羟基胺稳定聚烯烃也是已知的。所以美国专利4,668,721揭示了羟胺衍生物可用于稳定聚烯烃组合物，使聚烯烃组合物抵抗在挤塑、暴露于天然气燃烧产物、受γ射线照射或储存时的降解。羟胺衍生物的化学结构可以与十四种结构式中一种一致。在实施例21中提到在260℃加工时，共同使用羟胺和硬脂酸钙(1000ppm)的话，聚丙烯的耐泛黄性比单独使用羟胺要好得多。

美国专利No.4,876,300揭示了长链N，N-二烷基羟胺可用作聚烯烃组合物的加工稳定剂，以尽可能减少由于挤塑导致的色变和熔体流动速率增加。实施例16-18和20说明了含1000ppm硬脂酸钙的聚丙烯的加工稳定性，而实施例19说明了含1000ppm硬脂酸锌的聚丙烯的加工稳定性。

国际专利公开No.WO94/24344揭示了用有效量的经选择的受阻胺、经选择的N，N-二烷基羟胺和亚磷酸酯(可以是2，2’，2”-次氮基[三乙基-三(3，3’，5，5’-四叔丁基-1，1-联苯-2，2’-二基)]亚磷酸酯)稳定的聚丙烯。该聚丙烯组合物不含或基本不含任何通常所用的酚类抗氧剂，并据说该聚丙烯具有提高了的光稳定性、提高了的长期热稳定性和特别提高了的气熏褪色稳定性。在实施例中提到所有配方中都含有750ppm硬脂酸钙。

本发明的一个目的是提供一种稳定烯烃聚合物组合物，它具有良好的加工特性，并且在挤塑成纤维或薄膜时产生最少量的烟雾。