含稳定剂的烯烃聚合物和由其制备的聚烯烃纤维的制作方法

专利名称：含稳定剂的烯烃聚合物和由其制备的聚烯烃纤维的制作方法
技术领域：
本发明涉及包含稳定剂混合物的热塑性聚合物，具有改善的粘合性能的纤维，由所述聚合物生产的纤维制成的热粘合非织造织物，以及用于制备所述纤维的方法。具体地，本发明涉及聚烯烃基热塑性树脂，其包含稳定剂混合物，该混合物包含至少一种苯并呋喃-2-酮型化合物和酚类长效稳定剂，以及由这种被稳定的聚烯烃基热塑性树脂制成的可热粘合的纤维。
背景技术：
“纤维”定义也包括类似纤维的产品，如微纤和切断长丝(切断纤维)。
某些热塑性材料纤维被通过各种方法广泛用于制造热粘合制品，如非织造织物。所述方法主要是切断纤维梳理/轧光，以及它们的任何组合，其用于非织造织物复合结构的制造。
通过包含梳理/轧光的长纺和短纺制备热粘合切断纤维是被用于制备卫生非织造织物的主要技术之一。
用于热粘合非织造织物的聚烯烃纤维的基本要求是借助于作为热轧光方法基础的温度和压力的联合作用纤维能够被相互粘合。
众所周知，聚合物的添加剂对所述纤维的粘合性能以及非织造织物的机械性能有影响。较好粘合性能的纤维导致改善的非织造织物的机械性能，尤其是机械强度，其实质上通过粘合指数来定义。
差的机械性能有时可能是聚合物明显的氧化降解的结果，其证据是熔体流动速率的增加。
同样，众所周知，由包含最普遍被使用的稳定剂的聚合物获得的纤维具有差的焊接能力。因此，通过轧光上述纤维得到的非织造纺织品的机械性能是差的。
因此存在对于不受所述缺点影响的可热粘合纤维的制备的需求。
从国际专利WO 02/31038现有技术中可知，仲芳香族胺、位阻酚和选自2-苯基苯并呋喃-2-酮的内酯组成的共混物对聚合物的氧化降解具有好的稳定作用，其可通过熔体流动速率的保持来证实。使用所公开的共混物的聚合物的稳定化需要相当高含量的位阻酚，根据实施例，至少450ppm。
用含有苯并呋喃-2-酮型内酯的稳定剂混合物稳定的聚烯烃纤维已经是众所周知的。这种稳定剂混合物是不含酚的。例如，美国专利6521681公开了稳定剂混合物，其包含(i)苯并呋喃-2-酮型内酯和(ii)位阻胺。这种稳定剂混合物可以进一步包含第三组分，即(iii)一种有机亚膦酸酯或有机亚磷酸酯。
美国专利5834541公开了适合纤维的稳定剂烯烃聚合物。所述烯烃聚合物用包含亚磷酸酯和苯并呋喃酮和/或N，N-二烷基羟基胺的稳定体系稳定。
欧洲专利1260618公开了由丙烯聚合物制备的切断纤维，所述丙烯聚合物包含选自2-苯基苯并呋喃2-酮类的内酯和任选地亚磷酸酯或亚膦酸酯。
这类用于聚烯烃纤维的稳定剂混合物并不能在每个方面都满足所述纤维要求满足的需求。这类稳定剂混合物的使用导致具有差的机械性能，尤其是低的强度和断裂伸长率的纤维。
具有差的机械性能的聚合物也影响纺丝行为；事实上，在纺丝过程中发生一些长丝的断裂。
令人惊奇地，现已发现不存在上述缺点的热塑性聚烯烃，这要归功于形成具有协同效应混合物的稳定剂。本发明被稳定的聚合物获得了在挤出机中(熔化的稳定剂)好的稳定化水平和喷丝板(长期热老化)外控制的氧化降解程度，其导致所述熔体流动速率值适度增加。因此，本发明纤维和非织造织物也具有好的机械性能，尤其是高的强度和断裂伸长率。
令人惊奇地，用本发明被稳定的聚合物制备的纤维也具有高的热焊接性和粘合性能。
根据本发明被稳定的聚合物的显著优点是所述纤维热焊接性的提高并没有损伤所述纤维以及因此由其制备的非织造织物的机械性能。
根据本发明，所述稳定剂聚合物由于降低了纺丝过程中长丝的断裂，从而也提高了纺丝方法的可行性。
本发明的聚合物组合物和纤维没有显示变色性，尽管其含有酚类抗氧剂，这是因为这类抗氧剂的含量少。对于某些应用，如卫生应用，没有颜色变化是一个重要的要求。
因此，本发明涉及烯烃聚合物组合物，其包含(ppm，相对于聚合物)-呋喃-2-酮型内酯，-含量为50-200ppm的酚，-含量为50-300ppm的位阻胺，和-含量为50到低于280ppm的有机亚磷酸酯和/或有机亚膦酸酯。
所述聚合物组合物包含未被取代的呋喃-2-酮部分，其相对于聚合物的量为11到49ppm。
优选，所述聚合物组合物包含40到220ppm、更优选50到200ppm的所述呋喃-2-酮型内酯。
在本发明的一个优选实施方案中，所述内酯是苯并呋喃-2-酮型。合适的苯并呋喃-2-酮类以及制备它们的方法公开于US 4,325,863、4,338,224、5,175,312和5,344,860中。所述化合物已经被应用于稳定组合物或聚烯烃，如公开在GB 2322374中的。
这类苯并呋喃-2-酮类的例子是通式(I)的化合物 其中，R1基团是除H外的任何种类的取代基，优选未被取代的苯基或被取代的苯基基团；和R2到R5基团独立地是H或任何种类的其它取代基，优选烷基基团。
优选地，键接于所述苯基基团上的取代基是1-3个1-12个碳原子的烷基基团，更优选C1-C4的烷基基团，并且共同具有最多18个碳原子，1-12个碳原子的烷氧基、2-18个碳原子的烷氧基羰基基团或卤原子如氯。
优选地，R2是氢，R4是氢、具有1-12个碳原子的线性或支化的烷基、C4-C8环烷基如环戊基、环己基、或卤原子如氯；R3基团具有R2或R4基团的意义或是以下通式的基团-(CH2)n-CO-O-R6；-(CH2)n-CO-N(R7)2；-(CH2)n-CO-O-A-O-CO-(CH2)n-E；-(CH2)n-CO-NR8-A-NR8-CO-(CH2)n-E；-(CH2)n-CO-NR8-A-O-CO-(CH2)n-E； -CH2-S-R9；-CH(C6H5)-CO-O-R6；或-D-E，其中，R6是氢、含有1-18个碳原子的线性或支化烷基、含有2-18个碳原子的之间插入氧或硫的烷基、含有总数为3-16个碳原子的二烷基氨基烷基、C4-C8环烷基如环戊基，环己基、苯基或被共有最多18个碳原子的1-3个烷基取代的苯基；n是0、1或2；所述取代基R7，相互独立地，是氢、含有1-18个碳原子的线性或支化烷基、C4-C8环烷基如环戊基、环己基、苯基、被共有最多16个碳原子的1或2个烷基取代的苯基、以下通式的基团-C2H4OH；-C2H4-O-CmH2m+1或C2H4OCO-R10或与它们连接的氮原子一起形成哌啶或吗啉基团；m为1-18；R10是氢、含有1-22个碳原子的线性或支化烷基或5-12个碳原子的环烷基；A是含有2-22个碳原子的亚烷基基团，其中可以插入氮、氧或硫；R8是氢、含有1-18个碳原子的线性或支化烷基、C4-C8环烷基如环戊基、环己基、苯基、被共有最多16个碳原子的1或2个线性或支化烷基取代的苯基、或苄基；R9是含有1-18个碳原子的烷基基团；D是-O-；-S-；-SO-；-SO2-或-C(R11)2-；所述取代基R11，相互独立地，是氢、C1-C16烷基，两个R11共含有1-16个碳原子，R11进一步是苯基基团或以下通式的基团-(CH2)n-CO-O-R6或-(CH2)n-CO-N(R7)2；其中n、R6和R7基团如上述定义；E是通式(II)的基团
其中，R1、R2和R4基团如上述通式(I)中所定义；和R5是氢、含有1-20个碳原子的线性或支化烷基、C4-C8环烷基如环戊基、环己基基团、卤原子如氯、或以下通式的基团-(CH2)n-CO-O-R6或-(CH2)n-CO-N(R7)2；其中，R6和R7基团如上述定义，或R5基团与R4基团共同形成四亚甲基基团。
优选那些苯并呋喃-2-酮，其中R3是氢、含有1-12个碳原子的烷基、环戊基、环己基、氯或以下通式的基团-(CH2)n-CO-O-R6；-(CH2)n-CO-N(R7)2或-D-E，其中，n、R6、R7、D和E基团如上述定义，R6尤其是氢、含有1-18个碳原子的烷基、C4-C8环烷基如环戊基或环己基基团。
进一步优选那些苯并呋喃-2-酮，其中，R1是苯基基团或被共有最多12个碳原子的1或2个线性或支化烷基取代的苯基；R2是氢；R4是氢或含有1-12个碳原子的线性或支化烷基；R3是氢、含有1-12个碳原子的线性或支化烷基、或以下通式的基团-(CH2)n-CO-O-R6；-(CH2)n-CO-N(R7)2或-D-E；R5是氢、含有1-20个碳原子的线性或支化烷基、或以下通式的基团-CH2-CO-O-R6或-CH2-CO-N(R7)2；或R5基团与R4基团共同形成四亚甲基基团，n、R6、R7、D和E基团如开始的定义。
在上述酮类中优选的内酯是苯并呋喃-3-苯基-2-酮型。这类化合物由通式(I)所表示，其中，R1是苯基基团和R2到R5独立地是氢或线性的或支化的烷基，优选氢或C1-C6烷基基团。
进一步优选的，所述内酯包括5，7-二叔丁基-苯并呋喃-3-苯基-2-酮、其被甲基取代的衍生物或任何这类化合物的混合物。这类化合物由通式(I)表示，其中R3和R5是叔丁基基团、R2和R4基团是氢、R1是苯基基团，其可以进一步被一个或多个甲基基团取代。
在一个尤其优选的实施方案中，所述内酯包括选自以下的化合物5，7-二叔丁基-苯并呋喃-3-苯基-2-酮、5，7-二叔丁基-苯并呋喃-3-(3，4-二-甲基-苯基)-2-酮和5，7-二叔丁基-苯并呋喃-3-(2，3-二-甲基-苯基)-2-酮或任何这类化合物的混合物。最优选的，所述内酯包括Ciba Speciality Chemicals的Irganox HP136，其是上述最后两种化合物的混合物。
合适的酚类抗氧剂，其通常具有高分子量，具有以下通式(III) 其中，R12和R14基团是相互相同或不同的，并且是含有1-12个碳原子的线性或支化的烷基基团，和R3是单价或多价基团，其选自烷基、芳基、烷芳基和可以任选地含有杂原子如硫的环烷基基团。
优选的酚类抗氧剂的例子是2，6-二甲基-3-羟基-4-叔丁基苄基松香酯；三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-s-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮，其购自Cyanamid，商标为Cyanox 1790；双[单乙基(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)膦酸]钙；1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-s-三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)-三酮；1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯；季戊四醇-四[3(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]，和十八烷基3-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯，它们全部都购自Ciba Speciality Chemicals公司，商标分别为Irganox 1425、Irganox 3114、Irganox 1330、Irganox 1010和Irganox 1076。
根据本发明，可以用作聚烯烃的添加剂的有机亚磷酸酯，优选地选自以下通式(IV)
其中R15、R16、R17，相同或不同，是含有1-18个碳原子的烷基、芳基或芳烷基基团(V) 其中R18和R19，相同或不同，是具有上述基团R15意义的基团；Q是四价烷基基团，如C(CH2-)4；(VI) 其中R20、R21、R22、R23，相同或不同，是具有已经为基团R15说明的含义的基团。X是二价烷基、芳基或芳烷基基团。
通式IV包含的有机亚磷酸酯的例子公开于美国专利4,187,212和4,290,941，在此将其引入参考。
包括在通式IV、V、VI中的化合物的特定例子是三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，其购自于Ciba Speciality Chemicals公司，商标为Irgafos 168；二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯，其购自于Borg-Warner Chemical，商标为Wcston 618；4，4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基phenil-双十三烷基)亚磷酸酯，其购自于Adeka ArgusChemical，商标为Mark P；三(单壬基苯基)亚磷酸酯；双(2，4-二叔丁基)季戊四醇二亚磷酸酯，其购自于Borg-Warner Chemical，商标为Ultranox 626。
根据本发明，可以用作添加剂的有机亚膦酸酯优选地选自以下通式的化合物(VII)
其中，R24、R25、R26，相同或不同地，是含有1-18个碳原子的烷基、芳基或芳烷基基团。
可选择地，并且这是优选的，所述R24基团可以被下述基团取代(VIII) 其中R23和R24，相同或不同，是具有上述为R20基团指定的含义的基团，和X是二价烷基、芳基或芳烷基基团。
包括在通式VII中的有机亚膦酸酯的例子，其可以方便地用于本发明，公开于GB专利1,372,528。
包含在通式VII中的化合物的优选的例子是四(2，4-二叔丁基苯基)4，4min-二亚苯基二亚膦酸酯，购自于Sandoz，商标为SandostabP-EPQ。
所述有机亚磷酸酯和亚膦酸酯通常用于阻止熔融状态中聚烯烃的降解和氧化(加工稳定剂)，因此，根据现有技术，需要高含量的酚类稳定剂的加入，以便获得完全稳定化。
所述HALS，其在本发明中也被用作聚烯烃稳定剂，是具有胺官能(aminic function)位阻的胺类化合物，其通常被用作固态聚烯烃的稳定剂，以防止光诱导的氧化。
也是在所述情况下，根据现有技术，为了满足由聚烯烃制备的制件稳定化的要求，所述高含量酚类稳定剂的加入是必须的。
本发明使用的HALS是单体或低聚的化合物，其在分子中含有具有以下通式的-个或多个被取代的哌啶基团(IX) 其中，所述R29基团，相同或不同，是C1-C4烷基基团、或四甲基哌啶基团、或所述烷基基团与同它们相连接的哌啶碳原子形成C5-C9环烷基基团；所述R30基团，相同或不同，是氢或C1-C18烷基基团、C7-C18芳烷基基团、或所述烷基基团与同它们相连接的哌啶碳原子形成C5-C10环烷基基团；所述R31基团，相同或不同，是氢或C1-C18烷基基团、或C7-C18芳烷基基团；所述R32基团是氢、或C1-C18烷基基团、或苄基基团；Z是氢、或C1-C18烷基、C1-C12亚烷基、C3-C12链烯基、C3-C5炔基、C7-C18芳烷基、C2-C4酰基、C2-C18烷酰基、C3-C18烷氧基烷基、C3-C18烯酰基、oxylic、氰甲基、亚二甲苯基团、或具有1-4个化学价且包含1-4个羟基基团的基团，并且任选地醚、酯、或杂环基团，是连接到哌啶基团的氮原子上的所述基团的化学价，或包含一个或多个酯或酰胺基团的二价基团，或-CO-N(R33)(R34)基团，其中R33和R34是烃基团。
优选地，Z是C1-C12烷基基团，或C3-C8链烯基，C7-C11芳烷基基团，或包含一个或多个酯基团的二价基团，其是连接到哌啶基团的氮原子上的所述基团的化学价。
本发明优选的HALS的特定例子包括聚[[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]-1，6-己烷二基[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]；N，N’，N”，N”’-四(4，6-双(丁基-(N-甲基-2，2，6，6-四甲基哌啶-4-基)-氨基)三嗪-2-基)-4，7-二氮癸烷-1，10-二胺；(1，6-己二胺，N，N’-双(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-聚合物，和聚-(N-β-羟乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基-哌啶基琥珀酸酯。它们购自于C ibaSpeciality Chemicals公司，商标分别为Chimassorb 944、Chimassorb 119、Chimassorb 2020和Tinuvin 622。
所述烯烃聚合物可以是聚乙烯如HDPE、LLDPE、LDPE，或优选地是结晶丙烯聚合物，最优选地是结晶丙烯均聚物，其在环境温度下溶于二甲苯的部分大于90、最优选大于93，或丙烯与乙烯和/或线性或支化C4-C10α-烯烃的半结晶无规聚合物，其在环境温度下溶于二甲苯的部分大于85，或它们的混合物。所述优选的α-烯烃是1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯。在所述聚合物中，总的共聚单体含量为0.05wt％到20wt％。上述结晶聚合物优选地具有丙烯序列的全同立构类型的立构规整度。
也可以使用多相烯烃聚合物组合物，其由(A)上述结晶烯烃聚合物和(B)弹性体烯烃聚合物构成。所述组合物通常包含重量百分数为5％-80％的聚合物组分(B)，和重量百分数为20％-95％的结晶聚合物(A)。所述弹性体烯烃聚合物通常是乙烯与C3-C10α-烯烃以及任选地二烯的聚合物，其中，乙烯含量通常为15-85wt％，当存在时，二烯含量为0.5-5wt％。聚合物(B)优选地选自乙烯-丙烯共聚物和乙烯-丙烯-二烯橡胶三元聚合物。所述多相聚合物组合物根据已知方法制备在熔融状态下，将上述组分混合，或在立构有择催化剂如Ziegler-Natta催化剂存在下，进行序列共聚合。
所述结晶丙烯聚合物也可以具有丙烯序列间同类型的立构规整度。
通常，用于制备本发明纤维的含添加剂的聚烯烃的熔体流动指数值，根据下面的方法确定，在0.5和100g/10min之间，更优选在1.5和35g/10min之间，其在聚合过程中直接获得或通过控制自由基降解来获得。
所述稳定剂混合物组分可以通过任何传统方法加入到所述烯烃聚合物中，如通过将稳定剂直接与聚合物粒料进行干混，通过滚桶混合器和Henschel共混机。所述稳定剂混合物组分的溶液、乳液或浆液可以喷雾到或与粒状聚合物掺混，进行或不进行溶剂的后续蒸发。例如，根据US专利5,141,772方法，可以在流化床中用稳定剂组分涂覆或浸渍所述烯烃聚合物粒子。所述稳定剂组分也可以通过Banbury混合器、Brabender混合器、辊炼机或螺杆挤出机与熔融聚合物共混。
根据US专利5,236,962公开的传统技术，所述稳定剂混合物组分也可以母料的形式加入到所述烯烃聚合物中。
除上述稳定剂混合物外，根据所述聚合物组合物对于预定用途如纤维是否适合，本发明的烯烃聚合物可以包含其它添加剂，条件是加入的添加剂不是稳定剂。在现有技术中常规使用的合适的其它添加剂是例如防滑剂、抗静电剂、阻燃剂、填料、成核剂、颜料、抗污染剂、光敏剂。
另一方面，本发明涉及由烯烃聚合物制备的可热焊接纤维，所述聚合物包含上述量的稳定剂。更具体地，其涉及切断纤维。
典型地，本发明的纤维具有至少16cN/tex的强度和/或至少200％的断裂伸长率和/或150℃条件下至少350cN的粘合力。
典型地，本发明的纤维具有1.5-2.5分特的纤度。
本发明的纤维可以通过现有技术中已知的任何熔融纺丝方法制备。具体地，通过使用长纺和短纺装置，它们可以制备为切断纤维形式。
长纺装置通常包括第一纺丝段，在此处，挤出所述纤维并且在相对高的纺丝速度下将其在骤冷柱中进行空气冷却。然后，这些纤维进入到后加工步骤，在这个过程中，它们被拉伸、卷曲-膨松化和切割。通常，上述后加工步骤与纺丝分开进行，在一个特殊段，将所述纤维粗纱收集成一个单地的粗的粗纱。然后，所述粗的粗纱被送到拉伸、卷曲-膨松化和切割装置，该装置运行速度为100-200m/min。
在其他类型的长纺装置中，上述后加工步骤与纺丝步骤连续进行。在这种情况下，所述纤维从收集辊直接到拉伸辊，在此处，它们被拉伸。
当使用长纺装置时，通常采用的加工条件如下-每孔产量大于0.1g/min、优选0.15-1g/min、更优选0.2-0.5g/min；-卷取速度等于或高于500m/min、优选500-3500m/min、更优选600-2000m/min；-纤维离开喷丝口后冷却与固化的间距大于0.5m。
此外，拉伸比为1.1-4是优选的。
对于长纺装置的进一步详述可以参考Friedelm Hauser的“Plastics Extrusion Technology”，Hauser Publishers，1988，17章。
所述短纺装置允许连续操作，因为其纺丝速度与拉伸、卷曲和切割速度相匹配。
使用短纺装置时最适用于本发明的加工条件如下。每孔产量范围为0.005-0.18g/min、优选0.008-0.07g/min、更优选0.01-0.03g/min。卷取速度范围为30-500m/min、优选40-250m/min、更优选50-100m/min。拉伸比范围为1.1-3.5、优选1.2-2.5。此外，所述纤维离开喷丝口后冷却与固化的间距(冷却距离)优选大于2mm、更优选大于10mm，尤其在10-350mm之间。所述冷却通常通过空气喷射或流动达到。
对于短纺装置的进一步详述可以参考M.Ahmed，“Polypropylenefibers science and technology”，Elsevier ScientificPublishing Company(1982)344-346页。
上述长纺和短纺装置中纺丝温度通常为220-340℃，优选250-300℃。特别是，所述挤出温度可以在260-275℃范围内，这对纤维的相互粘接能力没有负面影响。
在第一步骤中所述切断纤维被制备后，形成纤维纤网，其是将切断纤维通过梳理机，然后通过轧光机(使用轧光辊)进行热粘合而形成的。
独立于使用的特殊热粘合方法，所述粘合温度优选在120°-160℃范围内、更优选130°-145℃。
本发明的另一个实施方案涉及热粘合制品，特别是由本发明切断纤维制备的非织造织物。
在另一个实施方案中，本发明涉及由两层或多层构成的多层非织造织物，其中至少一层由上述热粘合非织造织物制成。所述其它层可以是非织造织物以及由其它种类的聚合物或聚合物组合物制成。
本发明的非织造织物也可以与流延膜层压用于制备其它类型的复合结构。
典型地，根据本发明制备的重量为20克/m2的非织造织物的CD强度至少为8N/5cm和/或MD强度至少为30N/5cm，和CD断裂伸长率至少为35％和/或MD断裂伸长率至少为30％。典型地，热粘合指数值至少为15N/5cm。
缩写“MD”意指“纵向”，和指“沿着纤维长度”的方向即纤维方向；缩写“CD”指“横向”，和指与纤维交叉的方向，垂直于机器或纵向方向。
下述实施例说明但不限制本发明。
涉及实施例中聚合物和纤维的数据通过下述方法确定。
-MFR根据ISO方法1133(230℃，2.16kg)。
-纤维纤度从10cm长的粗纱中随机地选取50根纤维，然后称重。所述50根纤维的总重量，以mg表示，乘以2，因此得到了以dtex表示的纤度。
-纤维的强度和断裂伸长率从500m长的粗纱中截取100mm长的部分。从这部分中随机地选取要测试的单根纤维。将要测试的单根纤维固定在Instron dinamometer(型号1122)的夹具上，然后，以20mm/min(伸长率低于100％)和50mm/min(伸长率高于100)的牵引速度拉伸至断裂，夹具之间的初始距离为20mm。极限强度(断裂时的载荷)和断裂伸长率被确定。
所述强度由下述公式得到强度＝极限强度(cN)×10/纤度(dtex)-纤维的粘合力从由连续纤维构成的0.4米长的400特粗纱中制备样品(ASTM D1577-7)。将所述粗纱捻转80次后，将两个端点连接起来，因此获得了由粗纱的两个一半部分缠绕形成的绳子的样品。使用Bruggel HSC-ETK热粘合机对所述样品进行热粘合，使用0.28MPa的夹具压力和1秒的粘合时间在不同的板温条件下(见表)进行。使用上述测力仪，以2cm/min的牵引速度，测定在热粘合点条件下分开构成每个样品的粗纱的两个一半部分所需的平均力。获得的图表明力从最小到最大值的变化(获得峰)。由显示在图中的最小和最大值平均出来的值表示所述平均力。通过平均至少8个测试获得了以cN表示的结果，这代表所述纤维的粘合强度。当制备非织造织物样品时，其粘合强度用长20cm和宽5cm的试样测定。将5cm宽的端点固定在测力仪的夹具上，然后，以100mm/min的夹具速度拉伸(夹具之间的初始距离为10cm)。在对于轧光步骤而言的纵向(MD)和横向(CD)测得的最大力代表所述纤维的强度。
-热粘合指数按照下式计算，其中X是非织造织物的重量，和20是参考重量。
(TenCD×TenMD)×20/X]]>实施例1在双螺杆挤出机中，在200ppm硬脂酸钙抗酸剂和稳定剂组合物存在下，将丙烯均聚物(MFR 11g/10min和室温下在二甲苯中的溶解度为3.2wt％)混合、熔融和切粒，所述稳定剂组合物由以下物质组成-125ppm的十八烷基3-(3’，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯，购自Ciba Speciality Chemicals公司，商标为Irganox 1076，-110ppm的5，7-二叔丁基-3-(3，4-二-甲基苯基)-3H-苯并呋喃-2-酮，购自Ciba Speciality Chemicals公司，商标为IrganoxHP136，-220ppm的三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，其购自于CibaSpeciality Chemicals公司，商标为Irgafos 168，200ppm的聚(N-β-羟甲基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基-哌啶基琥珀酸酯)。购自于Ciba Speciality Chemicals公司，商标为Tinuvin622。
将所述被稳定的聚合物在传统的长纺线上纺丝，操作条件如表1所示。将所述长丝在线拉伸和卷曲。拉伸条件如表2所示。
如此得到的40mm的切断纤维具有的机械特征和纺丝行为如表3所示。
表1

表2

表3

1)纺丝过程中某些长丝断裂。
对比例1重复实施例1，唯一的差别是所述稳定剂组合物不含酚。
得到的切断纤维具有的机械特征和纺丝行为列于表3中。
实施例1的纤维比对比例的纤维具有更高的强度和伸长率，后者受明显的聚合物降解的影响。
实施例2使用传统的梳理/轧光机对实施例1制备的切断纤维进行梳理/轧光，以便制备重量为20g/m2的非织造织物，使用的条件如表4所示。
表4

对比例2使用相同的传统的梳理/轧光机对对比例1制备的切断纤维进行梳理/轧光，使用与实施例1相同的条件。
表5分别包含实施例2和对比例2中制备的非织造织物的性能。
用Edana标准方法测试非织造织物的性能。
表5

表5中列出了所述非织造织物的一些性能。尤其是，本发明非织造织物的热粘合指数和强度得到明显改善。所述热粘合指数几乎是对比织物的2倍，和CD强度几乎是对比织物CD强度的3倍。
尽管含有酚类抗氧剂，实施例1的纤维和实施例2的非织造织物均显示无颜色变化(气体退色)。
实施例3和对比例3将实施例1和对比例1得到的组合物在Leonard 25纺丝中试生产线上纺丝，该生产线螺杆长度/直径比为25，螺杆直径为25mm和压缩比为1∶3。所述生产线购自Costruzioni Meccaniche Leonard-Sumirago(VA)。
纺丝试验按照如下条件进行孔径0.4mm，产量0.4g/min×孔数，和在牵伸比为1∶1.5、1500m/min卷绕速度测得机械值。
如此得到的所述纤维的性能列于表6中。
在表6中，数据表明，相对于对比例，本发明的聚合物组合物可容易地和稳定地加工，而且同时所得到的纤维具有好的强度值和特别是粘合力，然而，对比例的聚合物组合物由于严重的熔融降解，导致熔体强度不足，加工甚至是不可能的，因此，不能稳定地进行纺丝加工。无法收集到相关纤维进行测试。
表6

实施例4和5将实施例1的组合物在Leonard 25纺丝中试生产线上纺丝，该生产线螺杆长度/直径比为5，购自Costruzioni MeccanicheLeonard-Sumirago(VA)。
纺丝条件与实施例3相同，除使用如表8中所示的较低的挤出温度外。
如此得到的纤维的性能如表7所示。
对比例4和5重复实施例4和5，除了用对比例1的组合物代替实施例1的组合物外。
表7

在表7中，数据表明，相对于对比例，本发明的聚合物组合物可容易地加工，而且所获得的纤维甚至在较低的挤出温度获得的较低纤维MFR条件下仍保持了好的粘合力值。相反，尽管较低的挤出温度应该增加熔体强度，但对比例聚合物不能加工，因其易化学降解。
本发明的组合物能够获得具有高粘合力值的纤维，这是由于其低的聚合物降解，而且在宽的挤出温度范围(265-280℃)内显示了强度和伸长率之间好的平衡。
实施例6对实施例1的组合物进行多次挤出加工实验。挤出前测定聚合物的MFR值，然后，在COMACPLAST 19挤出机中重新挤出切粒，测定第三次和第五次挤出后聚合物的MFR。挤出加工的操作条件如下-熔融温度287℃，-机头压力1.9×10-4Pa，-螺杆速度150rpm。
对比例6重复实施例6，除了用对比例1的组合物代替实施例1的组合物外。
本发明稳定剂混合物组分好的熔体保持性由多次挤出试验得到证实。
表8

在第三次挤出后的MFR

在第五次挤出后的MFR

在表8中，数据表明本发明的聚合物组合物比对比例中聚合物组合物具有更好的熔体稳定性，正如多次挤出试验后所显示的低MFR值增加所说明的。
权利要求
1.一种烯烃聚合物组合物，其包含(ppm，相对于所述聚合物)-呋喃-2-酮型内酯，-含量为50-200ppm的酚，-含量为50-300ppm的位阻胺，和-含量为50到低于280ppm的有机亚磷酸酯和/或有机亚膦酸酯，所述聚合物组合物包含未被取代的呋喃-2-酮部分，其相对于所述聚合物的量为11到49ppm。
2.权利要求1的烯烃聚合物组合物，其中所述聚合物组合物包含40到220ppm的所述呋喃-2-酮型内酯。
3.权利要求1的烯烃聚合物组合物，其中所述内酯选自5，7-二叔丁基-苯并呋喃-3-苯基-2-酮，5，7-二叔丁基-苯并呋喃-3-(3，4-二-甲基-苯基)-2-酮和5，7-二叔丁基-苯并呋喃-3-(2，3-二-甲基-苯基)-2-酮或任何这类化合物的混合物。
4.权利要求1-3的烯烃聚合物组合物，其中所述烯烃聚合物选自1)丙烯的全同立构均聚物；2)聚乙烯；3)丙烯与乙烯和/或其它直链或支链C4-C10α-烯烃的结晶聚合物，其中总的共聚单体含量在0.05％wt到20wt％之间；和4)多相烯烃聚合物组合物，其由以下物质构成(A)选自丙烯全同立构均聚物或上述(3)中的聚合物之一的结晶聚合物，和(B)弹性体烯烃聚合物。
5.用于制备权利要求1-4的烯烃聚合物组合物的方法，其中权利要求1的稳定剂组分被引入所述烯烃聚合物中。
6.可热焊接的纤维，其由权利要求1-4的烯烃聚合物组合物制成。
7.权利要求6的可热焊接的纤维，其中所述纤维是切断纤维。
8.用于制备权利要求6和7的纤维的方法，其包括在熔融状态下将权利要求1-4的烯烃聚合物组合物纺丝纤维和拉伸固态纤维。
9.非织造织物，其由权利要求6和7的可热焊接的纤维制造。
10.多层非织造织物，其由权利要求6和7的可热焊接的纤维制造。
全文摘要
烯烃聚合物组合物，其包含(ppm，基于聚合物)呋喃－2－酮型内酯，含量为50到200ppm的酚，含量为50到300ppm的位阻胺，和含量为50到低于280ppm的有机亚磷酸酯和/或有机亚膦酸酯。所述聚合物组合物包含未被取代的呋喃－2－酮部分，其相对于所述聚合物的量为11到49ppm。由这种烯烃聚合物组合物制备了具有高的强度和断裂伸长率的切断纤维和非织造织物。
文档编号D01F6/06GK1809610SQ200480017126
公开日2006年7月26日 申请日期2004年6月16日 优先权日2003年6月19日
发明者F·萨托里, G·萨托里 申请人:巴塞尔聚烯烃意大利有限责任公司