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用于熔喷纤维的低气味、长效驻极效果的聚丙烯均聚物


技术摘要:
本发明公开了用于熔喷纤维的低气味、长效驻极效果的聚丙烯均聚物,其特征在于:其包括(A)均聚聚丙烯、(B)间规聚丙烯和(C)长效静电驻极组分,各组分质量配比为80‑90%:10%‑2%:0.5%‑3%。所述聚丙烯组合物具有i)根据ISO 1133测量的100至2000g/10min的熔体流动速率M  全部
背景技术:
非织造材料的种类可按照成网方式、加固方式或用途来分。按成网方式可分为干 法成网(机械梳理成网、气流成网)、湿法成网(圆网法、斜网法)和聚合物纺丝成网(纺粘法、 熔喷法、膜裂法、静电法)。按加固方式可分为机械加固(针刺法、水刺法、缝编法)、热粘合 (热轧法、热风法、超声波粘合法)和化学粘合(浸渍、喷洒、泡沫、印花、溶剂等)。按用途可分 为医用卫生材料、过滤材料、土工合成材料、车用材料、建筑用材料、电器电子行业用材料、 包装材料、农业用材料和家用装饰材料等,应用于我们日常生活的方方面面。 医用卫生非织造材料和过滤用非织造材料应用领域广泛,主要包括我们提到的防 护口罩、防护服、隔离服、手术衣、儿童口罩等。这些材料一般都由纺粘非织造材料和熔喷非 织造材料复合而成。纺粘非织造材料是聚合物经过高温熔融后从纺丝孔挤出,在空气的牵 伸作用下变长变细,冷区后成网制备而成的。纺粘非织造材料又分为单组分纺粘材料和双 组分纺粘材料。纺粘非织造材料具有强度高、耐磨损、手感好等特点,在防护口罩中纺粘非 织造材料主要起到支撑作用,并具有一定过滤效率,主要拦截大粒径颗粒物。熔喷材料是由 聚合物母粒经熔融后从喷丝孔挤出,形成熔体细流,在高温、高速气流的作用下牵伸后沉积 在接收装置上,并依靠自身残余热量加固制备而成的。熔喷材料具有纤维直径小、孔径小、 比表面积大且孔隙率高的特点。在防护口罩中熔喷非织造材料是过滤的核心元件,能够高 效过滤颗粒物。同时,熔喷技术可以与驻极技术相结合,凭借着大量电荷创造的强大静电 场,可以大幅度的提高熔喷材料的过滤效率而且不会增加过滤阻力。 当前市场上流通的大部分熔喷聚丙烯采用不完全降解法制备,纺丝气味大,成品 熔喷布存在异味,经久不散,受限于国内静电驻极母粒的工艺水平参差不齐,成品熔喷布静 电驻极效果保持时间通常在3个月内甚至更短。
技术实现要素:
因此,本发明的目的是提供一种低纺丝气味且具有长效静电驻极效果的可用于熔 喷纤维制备的均聚聚丙烯组合物,基于该均聚聚丙烯组合物,改善了常规熔喷纤维纺丝气 味大及静电驻极效果持续时间短的问题。 本发明的发现是,在间规聚丙烯和长效静电驻极组分的存在下所制备的熔喷纤维 和熔喷布,成品气味优良且静电驻极持续时间大幅延长。 因此,本发明涉及适于制备熔喷聚丙烯纤维的聚丙烯组合物,其组分及配比包括: (A)低分子量分布均聚聚丙烯   80-90%; (B)低气味间规聚丙烯         10-20%; 3 CN 111548553 A 说 明 书 2/5 页 (C)长效静电驻极组分      0.5-3%; 其中组分(A)均聚聚丙烯,应具备下述特点:i)分子量分布<3,ii)灰分及杂质含 量<150聚丙烯m,iii)DTBP残留量<5mg/kg。 组分(A)以熔指为3-150g/10min范围内的常规均聚聚丙烯粒料和/或粉料为基体, 可以任何已知减粘降解方式制备,例如某具体示例中通过基料与适量过氧化物混合均匀 后,经双螺杆挤出机造粒制备,其中过氧化物添加量与基体均聚聚丙烯的熔指、挤出温度, 螺杆作用时间呈负相关关系,且存在添加量触发点。 组分(B)间规聚丙烯应具备下述特点:i)熔点Tm在60-100℃,软化点Ts与Tm差值< 20℃;iii)高流动性,根据ISO  1133测量的900至2000g/10min的熔体流动速率MFR(230℃/ 2.16kg),iv)粘度系数在8500-360000范围内,v)较低的模量和结晶度,vi)良好的气味,气 味等级小于3.7(PV3900)。 间规聚丙烯是介于高等规聚丙烯和无规聚丙烯之间的一种基于茂金属催化技术 制备的均聚聚丙烯,流动性好易加工,熔点低能适应更低的加工温度,柔软,结晶度低,且气 味良好,该组份的作用在于降低本发明均聚聚丙烯组合物的整体纺丝气味。 本发明所述均聚聚丙烯组合物其气味问题来源包括均聚聚丙烯降解剂残留及高 温加工产生的的小分子低聚物C6-C14,因此,间规聚丙烯其气味改善的作用机理包括以下 几点:1)自身的高流动性,在某具体实施例中,其熔指为2000g/10min,可尽可能降低降解剂 添加量;2)较低的熔点,加工温度高有助于降解剂添加量减少,但高温会使组合物气味恶 化,因此,降低加工温度是提升气味的有效方法,选择有较低熔点更易加工的组分,有助于 降低整体均聚聚丙烯组合物的加工温度。 组分(C)长效静电驻极组分应具备下述特点:i)灰分及杂质含量<100聚丙烯m, ii)高压静电场中快速驻极能力;iii)包含永磁性物质。 长效静电驻极组分的有效性基于两个方面,静电驻极能力和静电驻极效果的保 持。 拥有静电驻极能力的物质,其本质应该为缺电子体,如H ,N,O,F等元素的正离子 或电气石粉,以电气石粉为例说明静电驻极过程,当电气石晶体所处环境温度与压力变化 或外加电场时,晶体中带电粒子之间发生相对位移,正负电荷中心发生分离,晶体的总电矩 发生变化,从而导致极化电荷产生。电气石的自发极化效应表现为,在电气石晶体周围存在 着以c轴轴面为两极的静电场。当电气石晶粒很小时,电气石微粒的作用相当于一电偶极 子,由于正负电荷作用相互抵消,在平行于c轴方向电场强度最大,电气石的自发极化效应 是永久性的,与其结构和成分密切相关。 静电驻极效果的维持分为两个方面,首先是静电驻极物质自身极化能力的强弱, 上文已提及与其结构和成分相关,在此不再赘述;另一方面是抗衰减,本发明提及的永磁性 物质可以为含Fe、Ni、Nd等元素的有机或无机金属络合物,其作用在于由本发明所述之均聚 聚丙烯组合物制备的熔喷纤维和/或熔喷布都将成为一个或一组微小的永磁体。 根据法拉第电磁感应定律的基本原理,当这些纤维在被制成终端用品并产生移动 时,将不断切割地磁场,从而具备自发电功能,而一根纤维就是一个微小的自发电元,通过 自发电延缓静电驻极效果的衰减。 长效静电驻极组分,其形式可以为颗粒、粉体或微珠,其载体可以是线性低密度聚 4 CN 111548553 A 说 明 书 3/5 页 乙烯或熔指在500以上的高熔均聚聚丙烯,在某具体实施例中,使用线性低密度聚乙烯做载 体的长静电驻极组分,额外赋予熔喷布手感的柔软特性。 本发明还涉及到直径在1-4μm的熔喷纤维,所述纤维包括、优选地包括至少95.0重 量%的如本文所定义的聚丙烯组合物。 本发明进一步涉及包括本文所定义的熔喷纤维和/或熔喷布。 本发明还涉及包括该熔喷纤维和/或熔喷布的制品,其中所述制品选自大体上由 口罩、防护服、气-液过滤介质、卫生巾、尿不湿等。 附图说明 图1为熔喷纤维直径分布图; 图2为熔喷普纤XRD图;其中,(A)熔喷纤维;(B)普纤 图3为静电球表面电势测试仪; 图4为熔喷聚丙烯分子量分布图。
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