CN113166502A - 用于生产纺粘非织造织物的组合物 - Google Patents

用于生产纺粘非织造织物的组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种组合物，其包含(A)丙烯基聚合物、(B)C10‑C30脂族羧酸酰胺和(C)丁烯‑1的均聚物或共聚物，其中以总组合物计(B)的量为1000‑5000ppm和(C)的量为5000‑50000ppm。

Description

用于生产纺粘非织造织物的组合物
技术领域
本发明涉及适合于制造纤维的聚丙烯组合物。本发明还涉及由所述聚丙烯组合物制造的纤维和由所述纤维制造的纺粘非织造织物。
背景技术
纺粘非织造织物由于其优异机械性能如高拉伸强度和透气性而广泛用于许多应用中。它还确保了高效生产基于连续纺制纤维的织物。
已经应用聚酰胺和聚酯来制造这种纺粘非织造织物。但在用于纺粘非织造织物的聚合物材料中，聚丙烯变得越来越突出。
曾经尝试赋予聚丙烯纤维柔软性。例如，US6740609公开了在聚丙烯中使用至少0.02％的硬脂酰胺和芥酸酰胺的掺混物作为熔体添加剂。US2003157859公开了含有0.05-1.0wt％芥酸酰胺的聚烯烃树脂基非织造织物，其中它的静电摩擦系数为0.1-0.4。US5244724公开了由聚丙烯与聚丁烯和/或LLDPE以及作为抗静电剂添加的单硬脂酸甘油酯的掺混物制造的纤维非织造织物。
本领域仍需要可用于生产制造高柔软性纺粘非织造织物的纤维的组合物。所述组合物优选可以以高通量制成纤维。
发明内容
因此，本发明提供一种组合物，其包含：(A)丙烯基聚合物、(B)C10-C30脂族羧酸酰胺和(C)丁烯-1的均聚物或共聚物，其中以总组合物计(B)的量为1000-5000ppm和(C)的量为5000-50000ppm。
已经令人惊奇地发现，由本发明组合物制成的纤维制造的纺粘非织造织物具有高的柔软性。所述织物还表现出可接受的拉伸强度和断裂伸长率。
(A)丙烯基聚合物
相对于总组合物，组分(A)的量优选为至少90.0wt％，优选至少95.0wt％，例如96.0-99.0wt％。
组分(A)可以为丙烯均聚物或丙烯α-烯烃的无规共聚物。以无规共聚物的总重量计，所述无规共聚物由至少70.0wt％的丙烯衍生单元和至多30.0wt％的共聚单体衍生单元组成。例如，以无规共聚物的总重量计，共聚单体衍生单元的量为1.0-20.0wt％、2.0-10.0wt％或3.0-5.0wt％。
共聚单体优选选自乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯，1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。共聚单体最优选为乙烯。
按ASTM D1238-13(2.16kg/230℃)测量，组分(A)的熔体流动速率优选为5.0-100dg/min，例如为10.0-50.0dg/min或15.0-40.0dg/min。
(B)酰胺
本发明组合物还包含C10-C30脂族羧酸酰胺。C10-C30脂族羧酸酰胺具有酰胺基团CONH2和长的烷基尾。C10-C30羧酸酰胺由通式R1-CONH2表示，其中R1为直链或支链C9-C29烷基。C10-C30脂族羧酸酰胺可以为饱和的C10-30羧酸酰胺或不饱和的C10-C30羧酸酰胺或它们的混合物。在不饱和羧酸酰胺中，在长的烷基尾中存在至少一个碳-碳双键。
饱和羧酸酰胺的实例有硬脂酰胺、棕榈酰胺、椰油酰胺、月桂酰胺、肉豆蔻酰胺、癸酰胺、牛油酰胺、肉豆蔻酰胺、十七烷(十七酸)酰胺、二十烷酸酰胺、二十二烷酸酰胺、二十四烷酸酰胺、二十六烷酸酰胺、二十八烷酸酰胺、三十烷酸酰胺、三十二烷酸酰胺、蜡蜜酸(三十三烷酸)酰胺、三十四烷酸酰胺和9-十八烷酸酰胺。
不饱和羧酸酰胺的实例有油酰胺、亚油酸酰胺、芥酸酰胺、十四烯酸酰胺、棕榈烯酸酰胺、杉皮酸酰胺、反油酸酰胺、十八碳烯酸酰胺、花生四烯酸酰胺、二十碳五烯酸酰胺和二十二碳六烯酸酰胺。
羧酸酰胺中的碳原子数为10-30，优选为12-28，更优选为14-26，最优选为16-24。
羧酸酰胺优选为不饱和C10-C30羧酸酰胺，羧酸酰胺更优选选自芥酸酰胺和油酰胺。
相对于总组合物，组合物中酰胺(B)的量优选为1000-5000ppm，更优选为1200-3000ppm，更优选为1500-2500ppm。
(C)丁烯-1的聚合物
本发明组合物还包含丁烯-1的均聚物或共聚物。以丁烯-1共聚物的总重量计，共聚单体衍生单元的量例如为0-20.0wt％或1.0-15.0wt％。
丁烯-1共聚物中共聚单体优选选自乙烯、丙烯、4-甲基-1-戊烯和辛烯-1。丁烯-1共聚物中的共聚单体优选为乙烯或丙烯，最优选为乙烯。
按ISO1133-1(2011)测量，(C)的熔体流动速率优选为0.1-10dg/min，优选为1.0-5.0dg/min。
(C)的优选实例为按ISO1133-1(2011)(2.16kg/190℃)测量熔体流动速率为0.1-10dg/min的丁烯-1均聚物。这种丁烯-1均聚物的可商购实例为由Lyondellbasell获得的Toppyl PB 0110M。
(C)的优选实例为按ISO1133-1(2011)(2.16kg/190℃)测量熔体流动速率为0.1-10dg/min的丁烯-1与乙烯的共聚物。这种丁烯-1共聚物的商购实例为由Lyondellbasell获得的PB 8220M。
相对于总组合物，组合物中(C)的量为5000-50000ppm，优选为8000-40000ppm，更优选为10000-30000ppm。
(D)添加剂
本发明组合物还包含(D)添加剂。添加剂可以包括成核剂、稳定剂如热稳定剂、抗氧化剂、UV稳定剂、着色剂如颜料和染料、澄清剂、表面张力调节剂、润滑剂、脱模剂、流动改进剂、增塑剂和抗静电剂。
相对于总组合物，组合物中(D)的量可以为0-10wt％，例如0.03-5.0wt％、0.05-1.0wt％或0.10-0.50wt％。
组合物
在本发明方法中添加形成包含(A)、(B)、(C)和任选的组分(D)的组合物中的所有组分的总量应该为总组合物的至多100wt％。
组分(A)、(B)和(C)的总量优选为总组合物的至少90.0wt％、至少95.0wt％、至少98.0wt％或至少99.0wt％。
制备组合物的方法
可以应用任何合适方法通过包含熔融混合(A)、(B)、(C)和任选的(D)的过程获得本发明的组合物。因此，本发明还涉及制备本发明组合物的方法，包括熔融混合(A)、(B)、(C)和任选的(D)。本发明组合物优选以在随后步骤中易于处理为成型制品的形式制造，例如小球或颗粒形式。本发明组合物优选为在如挤出机等设备中通过混合所有组分获得的小球或颗粒，优点是所述组合物含有均匀和浓度确定的添加剂。
熔融混合意味着在温度超过(A)的熔点下将组分(B)和(C)和任选的(D)与(A)混合。熔融混合可以应用本领域熟练技术人员已知的技术来实现，例如用挤出机实现。通常，在本发明方法中，熔融混合在170-300℃下实施。
当应用挤出机时，熔融混合的合适条件如温度、压力、剪切量、螺杆速度和螺杆设计等对本领域熟练技术人员来说是已知的。
当应用挤出机时，可以应用常规挤出机如双螺杆挤出机。温度可以根据需要在挤出机的不同区域变化。例如，温度可以从进料区的100℃变化到模头处的300℃。挤出机中的温度优选在200-265℃间变化。同样，挤出机的螺杆速度可以根据需要改变。典型的螺杆速度为约100-400rpm。
组合物的特性
组合物按ASTM D1238-13(2.16kg/230℃)测量的熔体流动速率可以为5.0-100dg/min，例如10.0-50.0dg/min或15.0-40.0dg/min。
组合物按ASTM D790 A测量的弯曲模量优选为至多2000MPa，优选为至多1500MPa。
组合物按ASTM D785测量的Rockwell硬度(L)优选为至多50，优选为至多40。
组合物按ASTM D256-10e1在23℃下测量的Izod抗冲击强度优选为至少20J/m2。
本发明还涉及由本发明的组合物制造的纤维。
在一些实施方案中，纤维的平均直径为约5-20μm。
在一些实施方案中，纤维形成密度为1000-2500旦的纱线。
本发明还涉及应用本发明的纤维制造的纺粘非织造织物。
本发明还涉及包括本发明的纺粘非织造织物制造的用品。所述用品的合适实例包括卫生用品如一次性尿裤和女性保健用品的内衬和防护用品的内衬。
应注意本发明涉及这里描述的特征的所有可能组合，尤其优选权利要求中出现的那些特征的组合。因此应理解这里描述了与本发明组合物相关特征的所有组合、与本发明方法相关的特征的所有组合以及与本发明组合物相关的特征和与本发明方法相关的特征的所有组合。
还应注意术语‘包括’并不排除其它元素的存在。但也应理解对包括某些组分的产品/组合物的描述也公开了由这些组分组成的产品/组合物。由这些组分组成的产品/组合物由于提供了更简单、更经济地制造这些产品/组合物的方法而可能是有利的。类似地，也应理解对包括某些步骤的方法的描述也公开了由这些步骤组成的方法。由这些步骤组成的方法由于提供了更简单、更经济的方法而可能是有利的。
当提及参数的下限值和上限值时，应理解也公开了由下限值和上限值的组合形成的范围。
下面通过如下实施例描述本发明，但本发明不限于此。
实施例
模塑组合物
将按ASTM D1238-13(2.16kg/230℃)测量MFR为25dg/min的丙烯均聚物(由Sabic获得的PP511A)与表1和表2中所示的组分掺混。所述量为相对于总组合物的ppmw。除了在表2中给出的添加剂，实施例1-11还包含Irganox 3114(400ppm)、Irgafos 168(800ppm)和硬脂酸钙(350ppm)。
在直径为25mm的双螺杆配混机KraussMaffei(KM)上，在226℃的熔体温度和100rpm的螺杆速度下熔融配混各样品。挤出前用Henshel混合器使S1至S7配混15分钟。S8至S11用V-搅拌机混合。
随后将用于测量弯曲模量、Izod抗冲击强度和Rockwell硬度的样品应用具有通用螺杆直径的Battenfield注塑机进行注塑。
弯曲模量按ASTM D790 A测量。
Rockwell硬度(L)按ASTM D785测量。
Izod抗冲击强度按ASTM D256-10e1测量。
熔体流动速率按ASTM D1238-13(2.16kg/230℃)测量。
表1
Figure BDA0003076901660000061
表2
Figure BDA0003076901660000062
样品S-11的品级具有高柔软度和含有相对大量的低分子量聚丙烯。
可以理解添加芥酸酰胺和25000ppm PB-1(S-10)导致高柔软度，这可以由低弯曲模量和低Rockwell硬度看出。
纤维
应用实验室规模的BCF生产线“Reiter”生产连续膨体长丝纱。设置工艺参数以使生产的纱线纤度为1200旦/80丝。熔点设定为235℃，和卷纱速度约为2000m/min。
按ASTM D2256测量韧性和断裂伸长率。
表3
韧性(cN/tex) 断裂伸长率(％)
S-1 14.6 26
S-10 15.3 28
S-11 15.4 25
S-15 15.2 27
与S-9、S-10和S-11相比，不添加任何添加剂1-8的样品(S-1)具有略低的韧性和类似的断裂伸长率。
纺粘非织造织物
在具有两个梁的1.1m宽Reicofil 4生产线上由S-1和S-10制造纺粘非织造织物。应用表4给出的工艺参数，以约1200kg/小时/米的通量进行试验。应用新的压花辊图案热粘合非织造织物。
表4
织物重量(g/m2) 13
线速率(m/min) 800
通量(kg/h) 2200
仓室压力(Pa) 4500
吸风风扇(rpm) 2400
工艺空气温度(℃) 20
模头压力(bar) 23
熔体温度(℃) 248
测量刚度、拉伸强度和断裂伸长率。
按照Thwing Albert Instrument Co.提供的针对Handle-O-Meter型号211-5的操作手册中所规定的，应用称作“Handle-O-Meter”测试的商用测试设备测量刚度。
按Edana标准WSP 110.4测量拉伸强度。
按Edana标准WSP 110.4测量断裂伸长率。
结果在表5中给出。
表5
Figure BDA0003076901660000081
MD代表纵向，和CD代表横向。
由S-10的组合物制成的织物比由S-1制成的织物的刚度更小，这表明S-10织物比S-1织物更柔软。
与S-1的织物相比，由S-10的组合物制成的织物表现出相似的拉伸强度和更高的断裂伸长率。

Claims (15)

1.一种组合物，其包含：
(A)丙烯基聚合物、(B)C10-C30脂族羧酸酰胺和(C)丁烯-1的均聚物或共聚物，其中以总组合物计(B)的量为1000-5000ppm和(C)的量为5000-50000ppm。
2.权利要求1的组合物，其中(B)为不饱和的C10-C30脂族羧酸酰胺，优选选自芥酸酰胺和油酰胺。
3.前述权利要求任一项的组合物，其中相对于总组合物，(B)的量为1200-3000ppm，优选为1500-2500ppm。
4.前述权利要求任一项的组合物，其中(C)为丁烯-1与选自如下的共聚单体的共聚物：乙烯、丙烯、4-甲基-1-戊烯和辛烯-1，优选为乙烯。
5.前述权利要求任一项的组合物，其中按ISO1133-1:2011(2.16kg/190℃)测量，(C)的熔体流动速率为0.1-10dg/min，优选为1.0-5.0dg/min。
6.前述权利要求任一项的组合物，其中相对总组合物，(C)的量为8000-40000ppm，优选为10000-30000ppm。
7.前述权利要求任一项的组合物，其中(A)为丙烯均聚物或丙烯无规共聚物，所述丙烯无规共聚物由基于其总重量计至少70.0wt％的丙烯衍生单元和至多30.0wt％的共聚单体衍生单元组成，其中所述共聚单体选自乙烯和具有4-10个碳原子的α-烯烃。
8.前述权利要求任一项的组合物，其中按ASTM D1238-13(2.16kg/230℃)测量，(A)的熔体流动速率为5.0-100dg/min，例如为10.0-50.0dg/min或15.0-40.0dg/min。
9.前述权利要求任一项的组合物，其中(A)、(B)和(C)的总量为总组合物的至少90.0wt％、至少95.0wt％、至少98.0wt％或至少99.0wt％。
10.前述权利要求任一项的组合物，其中按ASTM D1238-13(2.16kg/230℃)测量，所述组合物的熔体流动速率为5.0-100dg/min，例如为10.0-50.0dg/min或15.0-40.0dg/min。
11.前述权利要求任一项的组合物，其中按ASTM D790 A测量，所述组合物的弯曲模量为至多2000MPa，优选为至多1500MPa。
12.前述权利要求任一项的组合物，其中按ASTM D785-08测量，所述组合物的Rockwell硬度(L)为至多50，优选为至多40。
13.由前述权利要求任一项的组合物制成的纤维。
14.应用权利要求13的纤维制成的纺粘非织造织物。
15.包含权利要求14的纺粘非织造织物的用品，其中所述用品优选选自卫生用品例如一次性尿裤和女性保健用品的内衬和防护用品的内衬。
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