無(wú)紡布原料及其制備方法和無(wú)紡布的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種無(wú)紡布原料及其制備方法，本發(fā)明還涉及一種使用該無(wú)紡布原料 制備無(wú)紡布的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯纖維織物及無(wú)紡布具有防潮、透氣、質(zhì)輕、手感好、無(wú)毒、耐酸堿、價(jià)格低廉 以及可循環(huán)再用等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生材料（如紙尿褲）、醫(yī)療用品、包裝、建材和農(nóng)藥 等領(lǐng)域。用于醫(yī)療用品和衛(wèi)生材料方面的無(wú)紡布，除了有一般性能方面的要求，還對(duì)其舒適 性和柔軟度有著較高的要求。
[0003] 目前通用的聚丙烯纖維用原料一般為丙烯均聚物，其結(jié)晶度高，因此使織物和無(wú) 紡布的具有較高的強(qiáng)度。但柔軟性較差，很難給人以舒適的觸感。目前主要有兩種方法對(duì) 纖維原料進(jìn)行改性，以賦予織物和無(wú)紡布良好的柔軟度。
[0004] -種改性方法是向原料中加入增加柔軟度的助劑等，如CN202130061U公開(kāi)了一 種復(fù)合無(wú)紡布，通過(guò)向紡粘層中加入1-2 %的脂肪酰胺衍生物進(jìn)行改性生產(chǎn)超柔軟材料，但 此類柔軟改性劑需要將無(wú)紡布放置一段時(shí)間才能起效，這種方法實(shí)際上是通過(guò)降低無(wú)紡布 表面的摩擦系數(shù)，增加布面的滑爽性來(lái)達(dá)到改善觸感的目的，因此無(wú)紡布本身的柔軟度并 沒(méi)有真正提高。
[0005] 另一種改性方法是向原料中加入熱塑性彈性體，如CN101432478A公開(kāi)了一種無(wú) 紡布層疊體及其制造方法，該方法包括向熱塑性樹(shù)脂中加入熱塑性彈性體，再用混合后的 原料加工無(wú)紡布；CN102112540A公開(kāi)了一種無(wú)紡織物，提出向織物中加入1-49重量％彈性 體來(lái)提高織物柔軟度。另外，CN103132241A公開(kāi)了一種超柔SS無(wú)紡布及其生產(chǎn)工藝，該工 藝包括采用彈性體和柔軟改性劑共用的方法改性。雖然這種改性方法能夠改善無(wú)紡布的柔 軟度，但彈性體通常需要大于15%才能達(dá)到比較好的柔軟性，使成本增加，而且當(dāng)彈性體加 入量增加到20%以上后，纖維的可紡性會(huì)明顯下降，導(dǎo)致斷絲、布面質(zhì)量下降等問(wèn)題。
[0006] 此外，還可以通過(guò)在普通均聚無(wú)紡布原料中混合共聚物的方法提高無(wú)紡布柔軟 性，如CN102505348A中公開(kāi)了向丙烯均聚物中加入10-30%的PP/PE共聚物，CN102021751A 中公開(kāi)了向丙烯均聚物中混合10-40%的無(wú)規(guī)共聚物。但這些方法需要考慮到PP樹(shù)脂和共 聚物的流動(dòng)性配合，共聚物含量低很難達(dá)到提高柔軟性的目的，同時(shí)無(wú)規(guī)共聚物本身強(qiáng)度 較低，因此會(huì)對(duì)纖維、織物或無(wú)紡布的強(qiáng)度造成影響。CN101341177A中使用了不同共聚物含 量的共聚物組合物混配來(lái)制備柔軟無(wú)紡布。這種方法雖然能夠提高柔軟性，但是如果共聚 物中α -烯烴含量過(guò)高，原料流動(dòng)性下降，會(huì)使可紡性急劇下降，而且由于噴絲板孔徑往往 很小，也容易堵塞噴絲板發(fā)生斷絲。
[0007] 通常使用的聚丙烯纖維級(jí)原料，是由過(guò)氧化物降解得到，流動(dòng)性比較好，熔體脹大 現(xiàn)象不明顯，熔體能夠順利通過(guò)直徑較小的噴絲孔，但存在過(guò)氧化物殘留導(dǎo)致產(chǎn)品安全性 和衛(wèi)生性差的缺陷。而現(xiàn)在市售的含有彈性鏈段的聚丙烯組合物，如果使用齊格勒-納塔 催化劑聚合，通常其中所含的彈性橡膠相體積較大，分散也較困難，流動(dòng)性差，在通過(guò)噴絲 孔時(shí)，極易因高剪切產(chǎn)生熔體脹大不均甚至較大的橡膠相發(fā)生堆積堵塞噴絲板的現(xiàn)象。因 此，即使其熔融指數(shù)符合要求，在注塑條件下流動(dòng)性好，也不能達(dá)到纖維級(jí)原料的要求。如 果采用茂金屬催化劑進(jìn)行聚合，有可能得到比較細(xì)微的橡膠相部分，但該催化劑成本較高， 且對(duì)通常的聚烯烴聚合生產(chǎn)裝置不適用。如果采用將均聚聚丙烯和丙烯基彈性體共混的方 法，雖然彈性體形態(tài)可以得到控制，但一是成本會(huì)有所提高，二是如果彈性體含量較高，在 共混和紡絲過(guò)程中容易分散不均，也會(huì)導(dǎo)致堵板和斷絲的現(xiàn)象。
[0008] 將共聚物或聚乙烯與丙烯均聚物共同紡制"皮-芯"結(jié)構(gòu)纖維，并作為"皮"層使用 也可以改善纖維及無(wú)紡布的手感，但這種結(jié)構(gòu)需要特殊設(shè)備和噴絲板實(shí)現(xiàn)，對(duì)設(shè)備要求高， 加工難度也大，由于芯部通常使用丙烯均聚物，因此雖然表面手感有一定的改善，其柔軟度 依然不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本申請(qǐng)的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，雖然增加乙烯-丙烯彈性共聚物的含量可以增加 無(wú)紡布的柔軟性，然而在齊格勒納塔催化劑存在下，用連續(xù)聚合法制得的高乙烯-丙烯彈 性共聚物含量的聚丙烯組合物時(shí)，通常都會(huì)存在乙烯-丙烯彈性共聚物粒子發(fā)粘的情況。 而為了使共聚物的性能達(dá)到要求，共聚物所使用的乙烯-丙烯彈性共聚物分子量都比較 小，這使乙烯-丙烯彈性共聚物粒子更容易出現(xiàn)發(fā)粘的情況。即使是采用共混的方法加入 丙烯基彈性體，如果添加量大于25重量％，在紡絲過(guò)程中就會(huì)發(fā)生斷絲無(wú)法生產(chǎn)的情況。
[0010] 本發(fā)明的發(fā)明人針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)：一定含量的成核劑能夠使高含 量乙烯-丙烯彈性共聚物的聚丙烯組合物熔體達(dá)到適宜的冷卻速度，既利于纖維的拉伸取 向，又保有恰當(dāng)?shù)娜彳浂?。而且成核劑本身也有促進(jìn)聚丙烯組合物中可結(jié)晶聚丙烯部分結(jié) 晶的作用，能夠進(jìn)一步提高無(wú)紡布的強(qiáng)度。最后得到兼顧高柔軟度和高強(qiáng)度的無(wú)紡布。在 此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種無(wú)紡布原料，該無(wú)紡布原料含有聚 丙烯組合物和成核劑，所述聚丙烯組合物含有：
[0012] (a) 40-70重量％的結(jié)晶聚丙烯A，該結(jié)晶聚丙烯A選自丙烯均聚物和丙烯無(wú)規(guī)共 聚物中的至少一種，以丙烯無(wú)規(guī)共聚物的總重量為基準(zhǔn)，該丙烯無(wú)規(guī)共聚物含有82-99. 9 重量％的丙烯結(jié)構(gòu)單元、0-6重量％的乙烯結(jié)構(gòu)單元和0-12重量％的具有4-10個(gè)碳原子的 α -烯烴結(jié)構(gòu)單元，且乙烯結(jié)構(gòu)單元和具有4-10個(gè)碳原子的α -烯烴結(jié)構(gòu)單元的總含量為 0. 1-18重量％，以及
[0013] (b) 30-60重量％的乙烯-丙烯彈性共聚物Β，以乙烯-丙烯彈性共聚物Β的總重 量為基準(zhǔn)，該乙烯-丙烯彈性共聚物B含有60-92重量％的丙烯結(jié)構(gòu)單元、8-25重量％的乙 烯結(jié)構(gòu)單元以及0-15重量％的具有4-10個(gè)碳原子的α -烯烴結(jié)構(gòu)單元，
[0014] 其中，在230°C、2. 16kg下，所述聚丙烯組合物的熔融指數(shù)與所述結(jié)晶聚丙烯Α的 熔融指數(shù)之比為0.7-1. 3 ;
[0015] 以所述聚丙烯組合物的總重量為基準(zhǔn),所述成核劑的含量為200_2000ppm。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了上述無(wú)紡布原料的制備方法，該方法包 括以下步驟：
[0017] (1)在第一烯烴聚合條件下，將第一單體a與具有高立構(gòu)選擇性的齊格勒納塔催 化劑接觸反應(yīng)，并從接觸反應(yīng)后得到的混合物中除去未反應(yīng)的單體，得到含有結(jié)晶聚丙烯A 的第一混合物，其中，所述第一單體a含有丙烯以及任選的乙烯和/或具有4-10個(gè)碳原子 的α-烯烴；
[0018] (2)在烯烴氣相聚合條件下，將第二單體b與步驟（1)得到的所述含有結(jié)晶聚丙烯 A的第一混合物接觸反應(yīng)，得到含有結(jié)晶聚丙烯A和乙烯-丙烯彈性共聚物B的第二混合 物，并從該第二混合物中除去未反應(yīng)的單體，得到聚丙烯組合物，其中，所述第二單體b含 有丙烯以及乙烯和/或具有4-10個(gè)碳原子的α -烯烴；
[0019] (3)將成核劑、步驟（2)中得到的聚丙烯組合物以及任選的抗氧劑進(jìn)行干混，將干 混得到的混合物進(jìn)行熔融共混并擠出造粒。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種無(wú)紡布的制備方法，該方法包括：將 無(wú)紡布原料采用紡粘法或熔噴法制成無(wú)紡布，其中，所述無(wú)紡布原料為本發(fā)明的無(wú)紡布原 料。
[0021] 本發(fā)明的無(wú)紡布原料在紡絲過(guò)程中不會(huì)發(fā)生堵塞噴絲板和流動(dòng)性變差的問(wèn)題，而 且本發(fā)明的無(wú)紡布原料也不會(huì)影響纖維直徑和性能的均勻性。因此，本發(fā)明的無(wú)紡布原料 可紡性高。
[0022] 本發(fā)明的無(wú)紡布原料制備方法中，聚丙烯組合物通過(guò)在具有高立構(gòu)選擇性的齊格 勒納塔催化劑存在下用連續(xù)聚合法制得，且加入的成核劑還有助于彈性共聚物部分以更小 的粒徑均勻分散在聚丙烯組合物中，因此本發(fā)明的方法可以獲得彈性共聚物含量較高的無(wú) 紡布原料。另外，本發(fā)明中的聚丙烯組合物由齊格勒納塔催化劑即可制得，與茂金屬催化劑 相比，大大降低了成本和對(duì)聚合裝置的要求。
[0023] 本發(fā)明無(wú)紡布原料制成的無(wú)紡布具有較高的柔軟度和強(qiáng)度。而且，本發(fā)明采用直 接聚合而非過(guò)氧化物降解制得聚丙烯組合物，因此，由本發(fā)明的無(wú)紡布原料制得的無(wú)紡布 無(wú)過(guò)氧化物殘留，安全性和衛(wèi)生性更加優(yōu)良，更適合用于衛(wèi)生及醫(yī)療領(lǐng)域。
[0024] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0026] 圖1是為實(shí)施例1制備的聚丙烯組合物的原子力顯微鏡圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種無(wú)紡布原料，該無(wú)紡布原料含有聚 丙烯組合物和成核劑，所述聚丙烯組合物含有：
[0029] (a) 40-70重量％的結(jié)晶聚丙烯Α，該結(jié)晶聚丙烯Α選自丙烯均聚物和丙烯無(wú)規(guī)共 聚物中的至少一種，以丙烯無(wú)規(guī)共聚物的總重量為基準(zhǔn)，該丙烯無(wú)規(guī)共聚物含有82