丙烯聚合物的制造方法与工艺

文档序号:11434222阅读:395来源:国知局
丙烯聚合物的制造方法与工艺
丙烯聚合物相关申请的交叉引用本申请要求于2012年12月3日提交的U.S.S.N.61/732,451的优先权。技术领域本发明涉及可用于挤出应用(例如模塑部件、膜、纤维和织物)的具有熔体流变性和立构规整性能的有利组合的丙烯聚合物。

背景技术:
聚丙烯常规用于制备用于广泛制品,例如一次性卫生商品,包括尿布、卫生棉、训练罩、成人失禁产品、住院袍、婴儿擦拭物、湿巾、清洁布等的纤维和纺粘非织造物。典型的聚丙烯非织造织物可以模仿织造织物的外观、质地和强度。它们与其它材料结合提供一定范围的具有多样性能的产品,并且还单独使用或用作服装、家居用品、卫生保健、工程、工业和消费品的组件。通常,基于丙烯的材料,例如呈现优异可纺性(例如稳定制造而没有约为0.7-2旦尼尔,尤其是1-1.5旦尼尔的细纤维的断裂)的聚丙烯受困于差的纤维和/或织物性能(例如,低的拉伸强度/韧性)。相反地,显示可接受的纤维/织物性能,例如好的拉伸强度的聚丙烯组合物具有与纺丝生产线中的纤维断裂和滴落相联系的差的可加工性,尤其是当制造细纤维(例如,<20微米或相当于<2旦尼尔)时。因此,感兴趣的是沿聚丙烯非织造织物的纵向(MD)和横向(TD,也称为交叉方向,CD)赋予优异的拉伸强度,同时显示优异的可加工性和可纺性,尤其是对于要求改进的机械强度的应用例如一次性卫生制品。同样地,一般而言,在低的织物基重(例如,<15g/m2)、高的生产线速度(例如,>600m/min)和高的生产率下,常规的聚丙烯树脂不提供期望的织物强度性能。因此,开发在低的织物基重和高的生产线速度下显示高的织物强度的基于丙烯的树脂是合乎需要的。这允许织物转化器为纺粘方法减薄(downgauge),使用更少聚丙烯树脂(更低基重织物)而不牺牲织物机械性能。当用来以高生产线速度(例如9000m/min或更高)制备低基重(小于15g/m2)纺粘织物时,典型的聚丙烯树脂往往显示大致1N/5cm/gsm或更低(其中当在三束纺粘构造中运转时,gsm是沿横向(交叉)方向的g/m2)的比拉伸强度(以N/5cm织物幅宽为单位的拉伸强度除以织物基重)。所关心的其它参考文献包括:US7,105,603;US6,583,076;US5,723,217;US5,726,103;US2010/233927;US2010/0228214;2011/059668;US2011/081817;US2012/0116338;US2010/0233928;US2008/0182940;US2008/0172840;US2009/0022956;WO2010/087921;WO2006/044083;WO2006/118794;WO2007/024447;WO2005/111282;WO2001/94462;JP2007-023398A(JapanPolychemCorp.,February1,2007);和80(8)JournalOfAppliedPolymerScience1243-1252(JohnWileyandSonsInc.,NewYork,May,2001)。

技术实现要素:
发明概述本发明涉及优选用非金属茂催化剂,但是在一些实施方案中用其它类型的催化剂制得的丙烯聚合物组合物,包含至少90wt%丙烯,所述聚合物组合物具有:10dg/min-25dg/min的熔体流动速率(MFR,ASTM1238,230℃,2.16kg);1.5或2.0的在190℃下的无量纲应力比/损耗角正切指数R2;和至少70的通过13CNMR测定的平均内消旋运行长度(anaveragemesorunlength),或具有大于0.935的百分率摩尔内消旋五单元组(mmmm)含量;和其中所述组合物具有至少1.0或1.5或3.0或4.0的MFR比。本发明丙烯聚合物组合物在模制品及其它制品例如纤维和织物中是合乎需要的。附图简述图1描绘了在冷却SAOS流变性实验下损耗角正切(tanδ)的演化。图2描绘了在冷却SAOS流变性实验下实施例1、3、10、12、13、14、16和18的复数粘度的演化。发明详述发明人惊奇地发现以特定熔体流变性、立构规整度分子参数的独特组合为特征的基于丙烯的组合物导致可纺性和纤维/织物拉伸性能的优异组合。另外,本发明组合物令人希望地具有独特的流变性(包括熔体弹性)、剪切变稀和链立构规整度特性。与以前的聚丙烯相反,本发明组合物不要求较低的分子量和/或窄的分子量分布(Mw/Mn)来实现提高的可纺性和纤维性能。因此,本发明组合物不必用金属茂催化剂制备以获得窄Mw/Mn。本发明组合物尤其可用于形成纺粘织物、熔喷织物、纺粘和熔喷织物结构的组合以及部分取向纱线、全取向纱线和短纤维。本发明组合物还有利于制备具有高挠曲模量、高屈服拉伸强度和高热畸变温度的模塑部件。在本发明的一个优选的实施方案中,待形成纤维和/或非织造物的丙烯聚合物通过减粘裂化丙烯聚合物,典型地通过减粘裂化具有0.1-8dg/min(优选0.6-6dg/min,优选0.8-3dg/min)的MFR的丙烯聚合物制备。在本发明的一个优选的实施方案中,组合物包含减粘裂化(受控流变性)丙烯聚合物或反应器级丙烯聚合物(即,没有被处理以减粘裂化的丙烯聚合物)或它们的组合。在减粘裂化丙烯组合物的情况下,初始聚合物在减粘裂化步骤之前将被称为“基础”或“反应器级”聚合物。减粘裂化聚合物或反应器级聚合物(在转化之前没有被减粘裂化)可以转变成有用的制品,包括但不限于纤维、织物、膜幅、模塑部件等。定义“烯烃”是碳和氢的具有至少一个双键的线性、支化或环状化合物。对本说明书及其所附权利要求来说,当聚合物或共聚物称为含烯烃,包括但不限于乙烯、丙烯和丁烯时,存在于此类聚合物或共聚物中的烯烃是所述烯烃的聚合形成。例如,当共聚物被说成具有35wt%-55wt%的“丙烯”含量时,应该理解的是,所述共聚物中的单体单元衍生自聚合反应中的丙烯并且所述衍生的单元按35wt%-55wt%存在,基于所述共聚物的重量。“聚合物”具有两个或更多个相同或不同的单体单元。“均聚物”是含相同单体单元的聚合物。“共聚物”是具有两种或更多种彼此不同的单体单元的聚合物。“三元共聚物”是具有三种彼此不同的单体单元的聚合物。用于涉及单体单元的术语“不同”指示所述单体单元彼此不同在于至少一个原子或是异构不同的。因此,本文所使用的共聚物的定义包括三元共聚物和类似物。“丙烯聚合物”、也称为“聚丙烯”是包含90或95或98wt%或更多衍生自丙烯的单元的聚合物,或优选是丙烯均聚物,是指它含有至多0.01或0.001wt%衍生自除丙烯以外的任何单体的单元。本文所使用的元素周期表各族的新的编号方案按照ChemicalandEngineeringNews,63(5),27,(1985)中所述那样。术语“催化剂”和“催化剂化合物”定义为是指能够引发催化的化合物。在本文的描述中,催化剂可以描述为催化剂前体、前催化剂化合物或过渡金属化合物,并且这些术语可互换地使用。本文所使用的“齐格勒-纳塔”催化剂定义为带有金属-碳键(排除环戊二烯基或与环戊二烯基等瓣相似(isolobal)的配体)并能够进行烯烃单元的重复插入的过渡金属化合物。用于丙烯聚合物的齐格勒-纳塔催化剂的定义和实例可以参见NelloPasquini的“PolypropyleneHandbook”,第二版,CarlHansenVerlag,Munich2005的第2章。齐格勒-纳塔催化剂的实例包括N.Pasquini的“PolypropyleneHandbook”,或US2003/0088022A1或US7,807,769中所述的第一和第二代基于TiCl2的催化剂,MgCl2负载型催化剂等。本文所使用的“金属茂催化剂”是指第4或5族过渡金属化合物,其具有能够引发烯烃催化(通常与活化剂结合)的至少一个与其连接的环戊二烯基、茚基或芴基,或与那些配体等瓣相似的配体。金属茂催化剂的定义和实例可以参见NelloPasquini的“PolypropyleneHandbook”,第二版,CarlHansenVerlag,Munich2005的第2章。这里所使用的“单中心催化剂”是指不是“金属茂催化剂”且能够引发烯烃催化的第4至10族过渡金属化合物,例如二亚胺-连接的Ni和Pd络合物;吡啶二亚胺-连接的Fe络合物;吡啶基胺-连接的Hf络合物;双(苯氧基亚胺)-连接的Ti、Zr和Hf络合物。单中心催化剂的其它实例描述在G.H.Hlatky“HeterogenousSingle-SiteCatalystsforOlefinPolymerization,”100CHEM.REV.1347-1376(2000)和K.Press,A.Cohen,I.Goldberg,V.Venditto,M.Mazzeo,M.Kol,“SalalenTitaniumComplexesintheHighlyIsospecificPolymerizationof1-HexeneandPropylene,”在50Angew.Chem.Int.Ed.3529-3532(2011)和其中的参考文献中。单中心催化剂的实例包括含叔丁基-取代的酚盐的络合物([Lig1–3TiBn2])、特征为带有庞大金刚烷基的络合物[Lig4TiBn2]、空间无位阻络合物[Lig5TiBn2]。这里所使用的“非金属茂”催化剂是非金属茂基的任何催化剂。“齐格勒-纳塔”和“单中心催化剂”是本发明中的“非金属茂”催化剂的实例。这里所使用的“反应器级聚合物”是指通过烯烃之间的碳-碳键的催化形成而制备的聚合物以形成具有某个分子量分布(profile)(Mw、Mn和Mz)且没有按任何其它方式另外处理来影响其平均分子量分布的聚合物。这里所使用的“减粘裂化”(或“受控流变性”)是指聚合物已经被热或化学处理以使聚合物中的一个或多个碳-碳键断裂而产生较短的链长度并改变其分子量分布,最优选降低Mw,此类处理优选通过用本领域中众所周知的断链剂例如过氧化物处理聚合物,通常在温和加热和剪切条件下例如在双或单螺杆挤出机中来进行。可用于减粘裂化的丙烯聚合物在本发明的一个优选的实施方案中,本发明丙烯聚合物组合物通过减粘裂化具有大约0.1-大约8dg/min的MFR的基础(或“反应器级”)丙烯聚合物制备。这里可用于制备减粘裂化聚合物的基础丙烯聚合物包括聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物和它们的共混物。均聚物可以是全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯或它们的共混物(包括与无规立构聚丙烯的共混物)。共聚物可以是无规共聚物、统计学共聚物、嵌段共聚物或它们的共混物。基础丙烯聚合物的制造方法不是关键的,因为它可以通过淤浆、溶液、气相、超临界聚合方法如US7,807,769中描述的超临界聚合方法、超溶液均相聚合方法如US2010/0113718中描述的超溶液均相聚合方法或其它适合的方法,和通过使用适合于聚烯烃聚合的催化剂体系,例如齐格勒-纳塔催化剂、及其它合适的催化剂体系或它们的组合制备。优选地,基础丙烯聚合物是单峰反应器级、双峰反应器级、反应器内共混物,或两种或更多种丙烯聚合物的挤出机共混物(例如,具有0.8dg/min和2dg/min的MFR的聚合物的共混物),最优选单峰反应器级。基础聚合物可以具有通过GPC测定的聚合物物质的单峰、双峰或多峰态分子量分布(Mw/Mn)。所谓双峰或多峰是指GPC-SEC轨迹具有多于一个的峰或拐点。拐点是其中曲线的二阶导数符号发生改变所在的点(例如由负到正,或反之亦然)。典型地,将基础聚合物减粘裂化到优选在10-25dg/min,更优选14-19dg/min范围内的最终MFR。在本发明的另一个实施方案中,基础聚合物可以不要求过氧化物裂化来提高MFR,只要反应器内基础聚合物具有合乎需要的MFR(例如,在10-25dg/min的范围内)和流变特性。本发明组合物还可以是两种或更多种丙烯聚合物的有或者没有过氧化物裂化步骤的挤出机共混物,只要满足关键熔体流变参数、结晶和立构规整度属性的组合。可用于制备本发明减粘裂化聚合物的优选的反应器级丙烯聚合物典型地具有:1.通过试验方法部分中描述的GPC方法测量的240,000-2,000,000g/mol,优选265,000-800,000g/mol,更优选300,000-600,000g/mol的Mw;和/或2.通过试验方法部分中描述的GPC方法测量的1-25,优选1.6-15,更优选2-8,更优选3-6的Mw/Mn;和/或3.通过下面试验方法中描述的DSC方法测量的100℃-200℃,优选120℃-185℃,优选130℃-175℃,更优选140℃-170℃,甚至更优选155℃-167℃的Tm(第二次熔融,1℃/min升降温速度(rampspeed),也称为“Tmp”);和/或4.通过下面试验方法中描述的DSC方法测量的20%-80%,优选10%-70%,更优选35%-55%的百分率结晶度(基于结晶热);和/或5.通过下面试验方法中描述的DSC方法测定的-50℃至120℃,优选-20℃至100℃,更优选0℃至90℃的玻璃化转变温度(Tg);和/或6.通过下面试验方法中描述的DSC方法测量的50℃-170℃,优选100℃-150℃,更优选110℃-145℃,优选115℃-135℃的具有0%成核剂情况下的结晶温度(Tc1℃/min升降温速度,也称为“Tcp”);和/或7.通过试验方法部分中描述的GPC方法测量的0.85或更多,优选0.90或更多,优选0.95或更多,优选0.99或更多的支化指数(g'vis);和/或8.0.1-8dg/min,优选0.5-5dg/min,更优选0.8-3dg/min的MFR(ASTM1238,230℃,2.16kg);和/或9.至少10%立构规整度(例如,至少间同立构或至少10%全同立构)。可用于本发明的基础丙烯均聚物或丙烯共聚物优选具有一定水平的全同立构规整度。因此,在本发明的一个实施方案中,使用全同立构聚丙烯作为这里的基础丙烯聚合物。类似地,高度全同立构聚丙烯可以在另一个实施方案中用作基础聚合物。在本发明的另一个实施方案中,基础丙烯聚合物可以具有通过13CNMR(试验方法部分中描述)测定的高于大约50,更优选高于大约80,更优选高于大约100,更优选高于大约105的平均内消旋运行长度MRL(由下面等式(16)定义)。在本发明的另一个实施方案中,这里有用的反应器级丙烯聚合物是间同立构的,优选高度间同立构的。本文所使用的“间同立构”定义为根据通过13CNMR的分析具有至少10%间同立构五单元组。本文所使用的“高度间同立构”定义为根据通过13CNMR的分析具有至少60%间同立构五单元组。在本发明的另一个实施方案中,这里有用的反应器级丙烯聚合物可以包含立体异构聚合物(例如全同立构聚丙烯或高度全同立构聚丙烯)与无规立构丙烯聚合物的共混物。无规立构聚丙烯定义为少于10%全同立构或间同立构五单元组。有用的无规立构聚丙烯典型地具有10,000至1,000,000g/mol的Mw。减粘裂化/断链术语“减粘裂化”和“断链”可互换地使用,并定义为是使用一种或多种自由基引发剂提高聚合物熔体流动速率(MFR)的方法。这描述在US6,747,114中。“自由基引发剂”定义为具有一个或多个未配对电子的分子片段。当基础聚合物,或聚合物的共混物用自由基引发剂例如过氧化物处理时,优选在该聚合物处于熔化状态下,更优选处于完全熔化状态下,该聚合物会发生根据本发明所述的断链。优选,该断链加以控制。例如,当使用自由基引发剂时,被处理的聚合物的自由基是通过过氧化物的热分裂所产生的。还可以使用其它来源的自由基,例如重氮化合物、氧或其它化合物。在任何情况下,可以考虑,从引发剂(例如过氧化物)产生的自由基提取聚合物的丙烯残基上的叔氢。所得的自由基歧化成两个较低分子量的链,一个有接近末端的烯烃,另一个是饱和聚合物。这一方法可以继续产生连续较低分子量的聚合物。因此,在合适的条件下,引发断链引起聚合物或聚合物共混物发生受控降解。交联是在断链过程中发生的竞争过程。在交联反应中,自由基相结合以形成更高分子量的支化高分子。最后,这一合成反应可以导致聚合物的硫化。在乙烯和丙烯的共聚物中,交联和降解的这一平衡主要取决于共聚物的组成。因为降解反应与丙烯残基独特地相关联,在共聚物中较低量的丙烯倾向于让交联超过降解。然而,应该认识到,断链和交联反应不是互相排斥的。也就是说,甚至在降解过程中,也可以发生一些量的支化。在一些情形下,支化和断链反应是随机的,并不导致Mw/Mn增加。支化的量取决于许多变量,主要是反应条件,聚合物的组成和降解的程度。具有更高乙烯含量的无规共聚物应该产生更高水平的支化,与具有较低乙烯含量的那些相比。因此,在本发明的某些实施方案中,降解的速率或程度与丙烯和乙烯位点的相对量基本上成正比。例如,如果存在太多的乙烯位点,则过氧化物或其它自由基引发剂的使用可能导致交联而不是断链,并且被处理的材料不降解到较高的MFR。因此,本发明的某些特定实施方案的重要方面涉及在共混物中使用的聚合物的相对量。在基础丙烯聚合物的共混物中,对于两种聚合物彼此独立地发生这些降解过程。自由基引发剂(例如,过氧化物)可以在聚合物处于固体形式时被添加到聚合物上,例如用引发剂如过氧化物(它可以是粉末、液体或其它形式)涂覆聚合物粒料,在这种情况下当引发剂变成活性(这通常在高于聚合物熔点的温度下发生)时,该聚合物被说成是用引发剂“处理的”。然而,优选地,在聚合物已经形成之后,但在聚合物处于熔融状态下的同时,例如,在聚合后加工过程中,例如当聚合物混合物(它可以包括溶剂)被引入到脱挥发分装置或挤出机中时,将自由基引发剂添加到聚合物中(典型地在升高的温度下进行)。术语“熔融”是指当聚合物的任何部分熔融时聚合物的状况,并包括完全熔融和部分熔融。优选地,在聚合物的温度高于其熔点的同时,聚合物由自由基引发剂进行处理。优选,减粘裂化剂是过氧化物和在另一个实施方案中是有机过氧化物,其中至少甲基或更高级烷基或芳基与所述过氧化物的一个或两个氧原子键接。在又一个实施方案中,减粘裂化剂是空间受阻过氧化物,其中与每个氧原子连接的烷基或芳基至少是仲碳,在另一个实施方案中,是叔碳。空间受阻过氧化物(“减粘裂化剂”)的非限制性实例包括2,5-双(叔丁基过氧)-2,5-二甲基己烷、2,5-二甲基-2,5-双-(叔丁基过氧)-己炔-3,4-甲基-4-叔丁基过氧-2-戊酮、3,6,6,9,9-五甲基-3-(乙酸乙酯)-1,2,4,5-四氧环壬烷和α,α'-双-(叔丁基过氧)二异丙基苯,和它们的混合物和任何其它仲-或叔受阻过氧化物。优选的过氧化物是2,5-双(叔丁基过氧)-2,5-二甲基己烷,也已知具有商品名称:Luperox101或Trigonox101。Luperox101或Trigonox101可以纯呈液体形式或作为在矿物油中的母料共混物(例如,Trigonox101/矿物油的50/50(重量/重量)共混物)供给挤出机。用作聚丙烯用减粘裂化剂的另一种常用的过氧化物是二-叔戊基过氧化物,最通常已知具有商品名称DTAP。或者,自由基引发剂可以包括重氮化合物,或促进自由基产生的任何其它化合物或化学物质,含量足以引起这里所述的降解。可用于本发明的优选的丙烯聚合物包括已经用减粘裂化剂处理以致其MFR增加至少10%,优选至少50%,优选至少100%,优选至少300%,优选至少500%,优选至少650%的那些。如果聚合物是不同丙烯聚合物的共混物,则各共混物组分的MFR的基于对数重量共混规则(Robeson,L.M.,“PolymerBlends”,第6章,p.368(CarlHanserVerlag,Munich2007))的平均MFR用来测定共混物的MFR,并发现得到所研究体系的共混物MFR的优异估算值。例如,对于二组分体系,ln(共混物的熔体流动速率)=(组分1的重量分数×ln(组分1的熔体流动速率)+组分2的重量分数×ln(组分2的熔体流动速率)。本发明的聚合物组合物这里描述的本发明丙烯聚合物组合物可以用任何烯烃聚合催化剂制成,但是优选,本发明丙烯聚合物组合物用非金属茂催化剂,最优选齐格勒-纳塔催化剂制成。所述丙烯聚合物组合物包含至少90或95或98wt%丙烯(最优选丙烯均聚物),所述聚合物组合物具有10或14或16或19dg/min-25dg/min的熔体流动速率(MFR,ASTM1238,230℃,2.16kg);1.5或2.0或2.5或3.0或4.0或5.0至8.0或10.0或14.0或16.0或20.0或28.0的在190℃下的无量纲应力比/损耗角正切指数R2;和至少70或更高,或在70或80至105或110或120或130或150或170或200或250内的通过13CNMR测定的平均内消旋运行长度,或具有大于0.935的百分率摩尔内消旋五单元组(mmmm)含量。优选地,所述组合物具有1至2.4和/或大于4.5的范围内(即,在1至2.4的范围内和4.5至7.0的范围内),或至少1.0或1.5或3.0或4.0或4.5或6或7;或在1.0或1.5或3.0或4.0或4.5或6或7至9或10或12或16或20的范围内的MFR比。这些及其它特征的试验方法详细描述在下面说明书中。组合物可以包含两种或更多种丙烯聚合物的组合,或者反应器内共混物或挤出机共混物或它们的组合。在任何情况下,不论它是一种聚合物或多种聚合物,减粘裂化丙烯聚合物组合物将具有这些性能。本发明丙烯聚合物组合物优选具有如上所述大于0.935的百分率摩尔内消旋五单元组(mmmm)含量,或在0.900或0.910或0.910或0.930至0.950或0.960或0.980的范围内的值。丙烯聚合物组合物还可以通过某些其它特征描述。优选地,丙烯聚合物组合物具有14或20或30至70或80或90或100的在0.1rad/s的角频率下在190℃下的损耗角正切tanδ。丙烯聚合物组合物还可以具有1.2或1.5至4.0或4.5或5.0的在190℃下的无量纲应力比指数R1。丙烯聚合物组合物还可以具有1.5或2.0至2.5或3.5或4.5或16或20或28的在190℃下的无量纲应力比指数R2。丙烯聚合物组合物还可以具有6或8至10或13或15的在190℃下的无量纲剪切变稀指数R3。此外,丙烯聚合物组合物还可以具有1.5或2.0或2.5至16或20或25的在190℃下的无量纲损耗角正切/弹性指数R4。最后,丙烯聚合物组合物还具有3.0或3.3或3.5至4.0或5.0或6.0的在500s-1的剪切速率下在190℃下的应力比(SR)。这里描述的丙烯聚合物组合物还可以通过其它熔体特征描述。优选地,丙烯聚合物组合物具有120℃或更高的Tmp(第二次熔融,1℃/min);或Tmp在140或145或150℃至170或175或180或185℃的范围内。优选地,丙烯聚合物组合物具有20%-80%的百分率结晶度。优选地,丙烯聚合物组合物还具有-50℃至120℃的玻璃化转变温度Tg。优选地,丙烯聚合物组合物还可以具有0.85或更高的支化指数(g'vis)。优选地,丙烯聚合物组合物具有120℃或更高的Tc,rheol;或在120或125或130℃至145或150或155或160℃的范围内。最后,丙烯聚合物组合物优选具有115℃或更高的Tcp(1℃/分钟);或Tcp在105或110℃至130或135或140或145或150或155℃的范围内。本发明丙烯聚合物组合物还可以具有合乎需要的分子量分布。优选,丙烯聚合物组合物具有190或185kg/mol至260kg/mol的Mw。丙烯聚合物组合物还优选具有250kg/mol至600kg/mol的Mz。此外,丙烯聚合物组合物优选具有1.0或2.0或2.5至4.0或5.0或6.0或7.0的Mw/Mn,优选具有1.5或2.0至2.5或3.5或4.5的Mz/Mw。发明人还发现,丙烯聚合物组合物优选具有-1℃或更低,或在-25或-20或-15℃至-10或-7或-4或-1℃的范围内的超冷参数SCP(1℃/分钟);和10℃或更低,或在-10或-8或-2℃至2或5或10或16℃的范围内的SCP(10℃/分钟)。丙烯聚合物组合物还优选具有190kpsi或更高的1%正割挠曲模量;或在180或190kpsi至220或280或300或350或400kpsi的范围内的1%正割挠曲模量。此外,丙烯聚合物组合物优选具有95℃或更高,或在80或85或90℃至100或110或115或120℃的范围内的在66psi下的热畸变温度(HDT)。在一个实施方案中,为了形成本发明丙烯聚合物组合物,将具有小于8.0或6.0或4.0或3.0g/10min的MFR的反应器级丙烯聚合物减粘裂化,同时在剪切/拉伸流动力下和在190或200或210℃至250或260或280℃的范围内的熔体温度下以形成丙烯聚合物组合物。优选地,没有外部成核剂存在于丙烯聚合物组合物中,是指没有试剂例如苯甲酸钠添加到组合物中。在另一个实施方案中,包含至少90或95或98wt%丙烯的本发明丙烯聚合物组合物由任何聚烯烃聚合催化剂制成,在这种情况下所述聚合物组合物将具有10或14或16或19dg/min至25dg/min的MFR,和a)至少90或92或更高的,或在92或94至98或100或108或112的范围内的通过13CNMR测定的平均内消旋运行长度;和/或小于108或112,或在20或30或40至100或110或120的范围内的总缺陷(立体和区域)数/10,000个单体;和/或在0.935至0.980的范围内的百分率摩尔内消旋五单元组(mmmm)含量;和/或44至145的立体缺陷(stereodefect)数和0至80的区域缺陷(regiodefect)数;和b)以下性能中的至少一种:1)1.2-4.5或在给定的上述窄范围内的在190℃下的无量纲应力比指数R1;或2)1.5-28或在上面给定的窄范围内的在190℃下的无量纲应力比/损耗角正切指数R2;或3)6-13或在上面给定的窄范围内的在190℃下的无量纲剪切变稀指数R3;或4)1.5-20或在上面给定的窄范围内的在190℃下的无量纲损耗角正切/弹性指数R4;或5)14-90或在上面给定的窄范围内的在0.1rad/s的角频率下在190℃下的损耗角正切(tanδ);或6)3.0-6.0或在上面给定的窄范围内的在500s-1的剪切速率下在190℃下的应力比(SR)。如果减粘裂化,这种组合物具有1至2.4和/或大于4.5的范围内,或至少1.0或1.5或3.0或4.0或4.5或6或7;或在1.0或1.5或3.0或4.0或4.5或6或7至9或10或12或16或20的范围内的MFR比。所述组合物的这一实施方案还可以通过如上面所述的和整个说明书中的窄范围描述。在又一个实施方案中,本发明丙烯聚合物包含至少90或95或98wt%丙烯(最优选丙烯均聚物),所述聚合物组合物具有:a)10或14或16或19dg/min-25dg/min的熔体流动速率(MFR,ASTM1238,230℃,2.16kg);b)1.5或2.0或2.5或3.0或4.0或5.0至8.0或10.0或14.0或16.0或20.0或28.0的在190℃下的无量纲应力比/损耗角正切指数R2;和c)至少50或70或更高的或在70或80至105或110或120或130的范围内的通过13CNMR测定的平均内消旋运行长度,和/或大于0.920或0.935或在上面给定的窄范围内的百分率摩尔内消旋五单元组(mmmm)含量;和/或44-145的立体缺陷数和0-80的区域缺陷数;和d)153或155或158或160或165或170℃至180或185或190℃的熔融峰值温度Tmp(10℃/min)。如果减粘裂化,这种组合物具有1至2.4和/或大于4.5的范围内,或至少1.0或1.5或3.0或4.0或4.5或6或7;或在1.0或1.5或3.0或4.0或4.5或6或7至9或10或12或16或20的范围内的MFR比。本发明组合物的这一实施方案还可以通过如上面所述的和整个说明书中的窄范围描述。添加剂各种的添加剂可以引入到如上所述的用于制造各种用途的纤维和织物或模塑材料的丙烯共聚物组合物中。此类添加剂包括,例如,稳定剂、抗氧化剂、填料、着色剂、成核剂和滑爽添加剂。主和副抗氧化剂包括,例如,位阻酚、位阻胺和磷酸酯。成核剂包括,例如,苯甲酸钠、滑石及其它化学物质。此外,其它成核剂也可以使用,如齐格勒-纳塔烯烃产物或其它高度结晶聚合物。其它添加剂如分散剂,例如AcrowaxC,也可以包括在内。滑爽剂包括,例如,油酰胺和芥酸酰胺。还通常使用催化剂钝化剂,例如硬脂酸钙、水滑石、氧化钙、酸中和剂及本领域中已知的其它化学物质。其它添加剂可以包括,例如,耐火/阻燃剂、增塑剂、固化剂、固化促进剂、固化迟延剂、加工助剂、增粘树脂等。上述添加剂还可包括单独添加或引入到添加剂中的填料和/或增强材料。实例包括炭黑,粘土、滑石、碳酸钙、云母、二氧化硅、硅酸盐,它们的组合等。可用于增强性能的其它添加剂包括防粘连剂、润滑剂和成核剂。在这里描述的列表不希望是本发明可使用的全部类型的添加剂的穷举。成核剂和填料倾向于改进制品的刚度,这是某些类别模塑部件中尤其期望的。纤维和织物的形成从聚烯烃和它们的共混物形成非织造织物通常需要挤出接着固结或粘结来制造纤维。挤出过程通常伴有纤维的机械或空气动力拉伸。本发明的织物可以通过本领域中已知的任何技术制造。这些方法和设备是众所周知的。例如,纺粘非织造织物可以通过由Troisdorf,Germany的ReifenhauserGmbH&Co.生产的纺粘非织造生产线来生产。这使用US4,820,142;US6,918,750和EP1340843A1中所述的槽缝拉伸技术。其它有用的方法包括US2012/0116338A1和US2010/0233928A1中公开的那些。三种更加常规的纤维类型,即连续长丝、膨化连续长丝和短切纤维和制备它们的相关制造方法认为是本发明纤维的应用。例如,经过模头中的直径为0.3mm-0.8mm的空穴(喷丝头)挤出聚合物熔体。聚合物的低熔体粘度是重要的并且通过利用所用的聚合物的高熔体温度(230℃-280℃)和高熔体流动速率(例如,10g/10min-40g/10min)达到。较大挤出机通常配备有集管以将熔融PP的高输出物分布到具有两个至五十个(或者八个至二十个)喷丝头的组。每个纺丝头通常配备有调节穿过该纺丝头的输出量的独立齿轮泵;由“破料板”支撑的过滤组件;和在所述纺丝头内的喷丝头板。喷丝头板中的孔的数目决定纱线中的长丝的数目并随着不同纱线结构而显著地变化,但是它典型地在40-100,000(或者50-250)的范围内。孔典型地分组成圆形、环形或矩形图案以帮助骤冷空气流的好的分布。连续长丝纱典型地为40旦尼尔至2,000旦尼尔(旦尼尔=克数/9000米)。长丝可以为1-20旦尼尔/长丝(dpf)并且该范围是扩大的。纺丝速度典型地为10-10,000m/min(或者800m/min-1500m/min)。示例性的方法将如下进行。按3:1或更高的牵伸比(一个或二阶段牵伸)拉伸长丝并卷绕到包装上。二阶段牵伸允许达到更高的牵伸比。2,000m/min或更高,或者3,500m/min或更高的卷绕速度是有用的。部分取向纱线(POY)是直接地由纤维纺丝制备而没有固态牵伸(作为上述连续长丝)的纤维。纤维中的分子的取向仅在熔融状态下在熔融聚合物离开喷丝头后进行。一旦使纤维固化,几乎没有纤维牵伸发生并且纤维向上卷绕到包装中。POY纱线(与经历固态取向并且具有更高的拉伸强度和更低的伸长率的全取向纱线,或FOY相反)倾向于具有更高的伸长率和更低的韧性。膨化连续长丝(“CF”)制造方法属于两个基本类型,一步和两步类型。例如,在两步法中,以小于1,000m/min(3,300ft/min),通常750m/min将未牵伸纱线纺丝,并置于包装上。将该纱线牵伸(通常以两阶段)并在称作调质机的机器上“膨松化”。卷绕和牵伸速度由所述膨松化或调质设备限制到2,500m/min(8,200ft/min)或更低。常用的方法目前是一步纺丝/牵伸/调质(SDT)方法。它与一步CF方法相似,不同之处在于膨松设备是在线的。膨松或纹理改变纱线外观,分离长丝,并增加足够的平缓弯曲和褶皱以使纱线看起来丰满(庞大)。存在两种基本的短纤维制造方法:传统和紧凑纺丝。传统方法典型地包括两个步骤:1)制备,施加涂饰物,并卷绕接着2)牵伸,二次涂饰物施加,卷曲并切割成短丝。长丝可以为例如,0.5dpf至>70dpf(dpf=旦尼尔数/长丝),这取决于应用。短丝长度可以短到3mm或长到200mm(0.25in.至8in.)以适应应用。对于许多应用,使纤维卷曲。卷曲通过将丝束过度供给具有一对夹辊的蒸汽加热的填充器盒中进行。过度供给使该盒中的丝束褶皱,形成长丝中的弯曲或卷曲。这些弯曲通过注入该盒中的蒸汽热定形。熔喷纤维是如下形成的纤维:经由许多细小,通常圆形的模口毛细管将熔融热塑性材料作为熔融线索或长丝挤出到通常会聚的,通常热和高速的气体,例如空气流中,以使熔融热塑性材料的长丝变细而形成纤维。在熔喷过程中,通过牵引空气将熔融长丝的直径降低至所需尺寸。此后,通过高速气流载运熔喷纤维并沉积在收集面上以形成具有基本上随机分配的熔喷纤维的网幅。此种方法例如,公开在US3,849,241;US4,526,733和US5,160,746中。熔喷纤维可以是连续或不连续的并且平均直径一般小于十微米。本发明的一个特定的实施方案包括使用本发明聚合物制造纺粘织物。常规的纺粘方法示例在US3,825,379;US4,813,864;US4,405,297;US4,208,366和US4,334,340中。纺粘方法是织物制备领域中众所周知的方法。一般而言,将连续纤维挤出,铺放在环形带上,然后彼此粘结,并通常与第二层例如熔喷层粘结,通常通过热的压延机辊,或添加粘结剂。纺粘的综述可以从以下文献获得:L.C.Wadsworth和B.C.Goswami,NonwovenFabrics:“SpunbondedandMeltBlownProcesses”proceedingsEightAnnualNonwovensWorkshop,July30-August3,1990,由TANDEC,UniversityofKnoxville,Tennessee赞助。可以将纤维退火以改进它们的性能。退火通常与机械取向相结合。优选在工艺中采用退火步骤。退火也可以在由纤维制造非织造材料后进行。退火使拉伸纤维的内应力部分解除并且恢复纤维中共混物的弹性回复特性。退火已经表明引起晶体结构的内部组织中的显著变化以及无定形和半结晶相的相对有序化。退火导致弹性恢复。使所述聚合物共混物或由该共混物制成的制品在室温至最高160℃或更优选最高130℃之间的温度下保持5分钟至少于7天之间的时间进行聚合物共混物的热退火。典型的退火期为50℃下3天或100℃下5分钟。通过实验,可对任何具体的共混物组合物的退火时间和温度进行调整。虽然在没有机械取向的情况下进行退火,但机械取向可成为要求用来制备弹性材料的纤维(经过挤出操作)退火工艺的一部分。可使聚合物纤维短时间临时强制伸长然后在没有拉伸力的情况下松驰而完成机械取向。使聚合物纤维或由共混物制成的制品在100%至700%伸长率下保持0.1秒至24小时获得取向聚合物纤维。典型取向是在室温下瞬间200%的延伸。在一个优选的实施方案中,根据本发明制备的任何纤维或织物(例如非织造织物)对于按至少600m/min,更优选至少700m/min,更优选至少800m/min的生产线速度制备的8-12gsm的织物基重具有至少1N/5cm/gsm,优选至少1.1N/5cm/gsm,优选至少1.2N/5cm/gsm的CD比拉伸强度(由WorldwideStrategicPartners试验110.4(5)(WSP110.4(05)测量的力-伸长率曲线的峰值负荷测定)。CD比拉伸强度(N/5cm/gsm)是CD强度(N/5cm)除以织物基重(gsm)(归一化)。在一个优选的实施方案中,根据本发明制备的任何纤维或织物(例如非织造织物)对于按至少600m/min,更优选至少700m/min,更优选至少800m/min的生产线速度制备的8-12gsm的织物基重具有至少2.7N/5cm/gsm,优选至少2.9N/5cm/gsm,优选3.0N/5cm/gsm的MD比拉伸强度(由WSP110.4(05)测量)。MD比拉伸强度(N/5cm/gsm)是MD强度(N/5cm)除以织物基重(gsm)(归一化)。在一个优选的实施方案中,根据本发明制备的任何纤维或织物(例如非织造织物)对于按至少600m/min,更优选至少700m/min,更优选至少800m/min的生产线速度制备的8-12gsm的织物基重具有小于大约2.7,优选小于大约2.6,优选小于大约2.6的拉伸强度各向异性,定义为MD比拉伸强度对CD比拉伸强度之比(由WSP110.4(05)测量)。在一个优选的实施方案中,根据本发明制备的任何纤维或织物(例如非织造织物)对于按至少600m/min,更优选至少700m/min,更优选至少800m/min的生产线速度制备的8-12gsm的织物基重具有小于大约6.8gr,优选小于大约6.6gr,优选小于大约6.5gr的总手感(totalhand)(如下面试验方法所述测定)。优选,这里制得的织物具有小于大约6.8gr,更优选小于大约6.5gr的总手感。在一个尤其优选的实施方案中,包含这里制备的组合物的纤维对于按至少600m/min,更优选至少700m/min,更优选至少800m/min的生产线速度制备的8-12gsm的织物基重具有好的可纺性(如上面所限定)连同至少1.1N/5cm/gsm的优异的织物拉伸性能(例如CD比拉伸强度),至少2.7N/5cm/gsm的MD比拉伸强度,和小于大约6.8gm力的总手感或小于大约32N/5cm/gsm的拉伸模量。在一个尤其优选的实施方案中,包含这里制备的组合物的纤维对于按至少600m/min,更优选至少700m/min,更优选至少800m/min的生产线速度制备的8-12gsm的织物基重具有好的可纺性(如上面所限定)连同小于大约2.7的织物拉伸各向异性(由WSP110.4(05)测定的MD比拉伸强度对CD比拉伸强度之比)。在一个尤其优选的实施方案中,包含这里制备的组合物的纤维对于按至少600m/min,更优选至少700m/min,更优选至少800m/min的生产线速度制备的8-12gsm的织物基重具有好的可纺性(如上面所限定)连同至少1.2N/5cm/gsm的优异的织物拉伸性能(例如CD比拉伸强度),至少2.9N/5cm/gsm的MD比拉伸强度,和小于大约6.6gm力的总手感或小于大约30N的MD拉伸模量。在一个尤其优选的实施方案中,这里制备的组合物具有优异的可纺性(例如,稳定的制造没有断裂),尤其是当制造细(例如,小于18微米或相当于小于大约2旦尼尔)纤维时。在另一个优选的实施方案中,使用这里描述的材料制得的纤维或织物(例如,非织造织物)按至少500m/min(优选至少600m/min,至少700m/min,至少800m/min,至少850m/min,至少900m/min)的生产线速度制备。本发明的纤维和织物具有跨越数种工业的宽应用性。例如,本发明的织物可用于卫生保健产品的制造中。实例包括尿布和女性卫生保健产品。本发明的织物也可用于医用产品中。实例包括用于睡衣、亚麻布、手巾、绷带、器材包裹材、擦洗材料、面具、头部包裹材料和被单中的医用织物。另外,本发明的织物可用于消费品的制造中。实例包括座罩、家用亚麻布、桌布和汽车覆盖物。还认为本发明的织物构成如上所述的制品的一部分或组件。在一个优选的实施方案中,本发明的组合物可以用于一次性尿布和餐巾底盘构造,包括:弹性婴儿尿布腿,尿布前带,尿布直立腿袖口,尿布底盘结构,尿布芯稳定结构,尿布液体转移层,尿布外罩层压结构,尿布松紧袖口层压结构,女性卫生巾芯稳定结构和女性卫生巾粘合带。尿布可以具有各种适合的形状。例如,尿布可以具有总体上矩形形状、T形或大致沙漏形状。可以引入包含这里描述的组合物的尿布中的其它适合的组件包括本领域技术人员一般公知的腰翼和类似物。适合用于本发明的可以包括适用于尿布上的其它组件的尿布构造的实例描述在US4,798,603;US5,176,668;US5,176,672;US5,192,606和US5,509,915中。归因于流变性、结晶和立构规整度参数的独特组合,本发明组合物还令人惊奇地可用于要求高熔体强度和提高的流动诱导结晶动力学的其它应用,包括但不限于吹塑制品、泡沫、膜(双轴、吹塑膜、流延膜)等,提供改进的可加工性和机械性能(例如,拉伸强度、断裂伸长率、抗穿刺性、抗冲击性等)的良好平衡的组合。试验方法熔体流动速率(MFR),以克(g)聚合物/10min(g/10min或其当量单位dg/min)定义,根据ASTMD1238(2.16kg,230℃)测量。在得自聚合反应器的呈颗粒或粉末形式的样品情况下,在如下测量MFR之前首先用3,5-二-叔丁基-4-羟基甲苯(BHT)使样品稳定。通过将40gBHT溶解到4000ml己烷中制备溶液。称量待试验的10g...
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