CN113968923B - 一种聚丙烯树脂粉料、粒子及无纺布的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚丙烯树脂粉料、粒子及无纺布的制备方法，将丙烯、氢气和催化剂体系混合加入气相聚合反应釜中进行聚合反应，获得熔融指数为20~28g/10min的聚丙烯树脂粉料；将主抗氧剂、助抗氧剂和吸酸剂混合、挤压造粒得到复配助剂包；将100份聚丙烯树脂粉料和0.15~0.42份复配助剂包混合，进行熔融共混并挤出造粒，获得聚丙烯树脂粒子；采用聚丙烯树脂粉料和3,6,9‑三乙基‑3,6,9‑三甲基‑1,4,7‑三过氧壬烷制备降温母粒，并与聚丙烯树脂粒子混合，经熔融挤出、纺丝等步骤制得无纺布。本发明中聚丙烯树脂粉料和粒子的纺丝均匀性好、稳定性高，过氧化物无残留，制备的无纺布硬挺性好、力学强度高。

Description

一种聚丙烯树脂粉料、粒子及无纺布的制备方法
技术领域
本发明属于聚丙烯树脂技术领域，具体涉及一种聚丙烯树脂粉料、粒子及无纺布的制备方法。
背景技术
无纺布又称不织布，是由定向的或随机的纤维构成，因具有布的外观和某些性能而称其为布。它直接利用高聚物切片、短纤维或长丝将纤维通过气流拉伸或机械成网，然后经过纺粘、水刺、针刺或热轧加固，最后经过后整理形成的无编织的布料。现市面上大部分都是用纺粘法生产的无纺布，优点是不产生纤维屑，具有柔软、透气和平面结构的新型纤维制品，它不是由一根一根的纱线交织、编结在一起的，而是将纤维直接通过物理的方法粘合在一起的，剪裁和缝纫都非常方便，而且质轻容易定型。非织造布突破了传统的纺织原理，并具有工艺流程短、生产速率快，产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点。
随着人们环保意识的增强，无纺布手袋已逐渐被国内外市场所接受，称为全球公认的绿色环保产品。与传统的塑料手提袋相比，无纺布包装袋使用周期更长，用途更加广泛，可作为无纺布购物袋、无纺布广告袋、无纺布礼品袋、无纺布储物袋使用。不仅不易被水打湿，适用于衣物、棉织品、针织品的一次性包装，且价格较为低廉，可循环利用，能够在有效替代纸质手袋的基础上延长手袋的使用寿命，同时还能够有效减少塑料袋等物品对生态环境的污染。
目前，生产聚丙烯无纺布包装袋的原料通常是纤维级聚丙烯，由过氧化物直接降解得到高流动且窄分子量分布的原料，通常熔融指数要在20～28g/10min，并要求分子量分布窄，即Mw/Mn为3.5-4.5左右，甚至更低，理论上的熔体胀大现象不明显，应该具有较高的加工性和纺丝速率，但是很多情况下往往由于分子量、分子量分布等多种原因，经常不能稳定地纺丝，并且一方面原料中残留的过氧化物会使聚丙烯无纺布进一步降解，使纺丝过程因为温度、转速、剪切等多种因素中容易发生波动，难以控制纤维的均匀性和稳定性，从而降低聚丙烯无纺布的质量；另一方面，残留的过氧化物使最终纺织品等存在异味，皮肤敏感人群产生不适等问题；此外，此法制得的聚丙烯无纺布的力学强度较低，耐久性和承重性较差，包装效果不尽如人意，从而大大限制了在工业包装或家用包装领域的应用。
在无纺布的加工过程中，对聚丙烯纺丝后进行牵伸，拉伸过程即是聚丙烯大分子链和结晶结构的取向过程。要提高制备硬挺性高的无纺布包装袋，需要增强制品的力学强度，必须提高聚丙烯大分子链的取向度，同时还需将取向的微结构进行及时固定，避免取向结构发生松弛，才能使其获得高的力学强度。而要实现此目的，一方面需要合理的加工工艺，保证聚丙烯纺丝后能够进行高倍率的拉伸和尽量高的拉伸速率，保证生产效率；另一方面，需要改善无纺布聚丙烯树脂原料的分子结构，以保证其具有良好拉伸加工性的同时，能够进一步提高丝束的力学强度。然而，现有的生产聚丙烯原料树脂过程中应用的过氧化物直接降解法不能使无纺布加工性和力学强度兼顾，不能用于高强度无纺布包装袋的生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种聚丙烯树脂粉料、粒子及无纺布的制备方法，聚丙烯树脂粉料和粒子的纺丝均匀性好、稳定性高，过氧化物无残留，制备的无纺布硬挺性好、力学强度高。
本发明提供了如下的技术方案：
第一方面，提供一种聚丙烯树脂粉料的制备方法，包括以下步骤：
将丙烯、氢气和催化剂体系混合加入气相聚合反应釜中进行聚合反应，获得熔融指数为20～28g/10min的聚丙烯树脂粉料。
进一步的，所述氢气和丙烯分别以H2和C3计的摩尔比为1:21～40。
进一步的，所述催化剂体系包括主催化剂、助催化剂和外部改性剂，所述主催化剂包括钛-卤键的钛化合物、内给电子体二正丁基酞酸酯和载体氯化镁或乙氧基镁，所述助催化剂为三乙基铝，所述外部改性剂为烷氧基硅烷类化合物；所述主催化剂和助催化剂以Mg和Al计的摩尔比为1:2～12，所述助催化剂和外部改性剂以Al和Si计的摩尔比为6～15:1。
进一步的，所述丙烯、氢气和催化剂体系混合进行聚合反应的温度为58～70℃，压力为2.1～2.5MPa。
进一步的，所述聚丙烯树脂粉料的分子量分布指数为5.0～6.0，分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9。
第二方面，提供一种聚丙烯树脂粒子的制备方法，包括以下步骤：
将主抗氧剂、助抗氧剂和吸酸剂加入固体混合釜中搅拌均匀，然后在对辊挤压造粒机中挤压造粒成无规颗粒状，得到复配助剂包；
将100份采用第一方面方法制备获得的聚丙烯树脂粉料和0.15～0.42份复配助剂包混合，进行熔融共混并挤出造粒，获得聚丙烯树脂粒子。
进一步的，所述主抗氧剂为1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮，所述助抗氧剂为双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯，所述吸酸剂为水滑石；所述主抗氧剂和助抗氧剂的重量比为1:1～2。
进一步的，所述主抗氧剂、助抗氧剂和吸酸剂以1000～1300r/min的速度搅拌5～8min混合均匀；所述聚丙烯树脂粉料和复配助剂包混合进行挤出造粒时的挤出温度为190～220℃；制得的聚丙烯树脂粒子的熔融指数为22～28g/10min。
第三方面，提供一种聚丙烯树脂无纺布的制备方法，包括以下步骤：
将采用第一方面方法制备获得的聚丙烯树脂粉料与3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷混合制得降温母粒；
将采用第二方面方法制备获得的聚丙烯树脂粒子与所述降温母粒混合，经熔融挤出、纺丝、气流拉伸、分丝铺网、热轧粘合和卷绕分切，获得聚丙烯树脂无纺布。
进一步的，所述降温母粒中聚丙烯树脂粉料与3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷的重量份比为100:20，所述聚丙烯树脂粒子与降温母粒的重量份比为100:0.6～1.2。
进一步的，所述聚丙烯树脂粒子与降温母粒投入到低速混合机内以50～100r/min的速度搅拌10-15min进行混合。
进一步的，制备聚丙烯树脂无纺布的原料中包括抗静电剂、着色剂、抗卤素剂、光稳定剂、热稳定剂、着色剂、填料和色母粒中的一种或多种，用于提高无纺布的其它性能，如抗静电性、美观性、防老化性等。
进一步的，制备聚丙烯树脂无纺布时，将原料送至料斗同时进行螺杆熔融挤出进入预过滤器，加工温度为220～250℃，再进入纺丝箱体，熔体经计量泵进入纺丝组件，靠计量泵准确地计量，将熔体定量地输送到喷丝板，经喷丝孔喷出形成细流，即初生纤维；初生纤维经骤冷风冷却进入空气动力学牵伸系统，牵伸速度达2000～3500m/min，使纤维达到全牵伸状态；从牵伸装置出来的长丝经分丝和摆丝均匀地铺放到运行中的成网帘上形成纤网。通过此法制得克重20～35g/m2的无纺布，具有较高的力学强度，织物的抗弯刚度，断裂强度，断裂伸长率都表现优良。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过采用氢调法，即在聚合反应中加入氢气，调控不同的H2/C3摩尔比，并且用气相聚合工艺来制备聚丙烯树脂粉料，使其熔融指数达到20～28g/10min(在230℃的温度和2.16kg的载荷条件下)，分子量分布指数为5.0～6.0，分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9，具有较高高分子拖尾指数的聚丙烯树脂粉料能更好地发挥成核剂的作用，从而显著增加聚丙烯的结晶密度并促使晶粒尺寸微细化，提高树脂的力学强度，因此，与现有技术中降解法或氢调加降解的方法制备的聚丙烯相比，本发明的聚丙烯树脂粉料能增加树脂的拉伸强度和刚性等性能，使树脂的拉伸屈服应力在33MPa以上，拉伸弹性模量和弯曲模量都在1400MPa以上，而且氢调法解决了过氧化物残留的问题，满足无纺布加工过程中纺丝的均匀性和稳定性；
(2)本发明将主抗氧剂、助抗氧剂和吸酸剂加入固体混合釜中搅拌均匀，然后在对辊挤压造粒机中挤压造粒成无规颗粒状，得到复配助剂包，使聚丙烯树脂的黄色指数小于-1，在加工成无纺布的拉伸过程中对原料产生优异的抗热氧老化效能，使无纺布保持了较高的力学强度，且颗粒状的复配助剂包使用时分散均匀性好、无扬尘；
(3)本发明将聚丙烯树脂粉料与3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷混合制得降温母粒，然后将聚丙烯树脂粒子与降温母粒混合进行熔融纺丝，相对于现有技术在聚合造粒过程中直接添加液体过氧化物进行降解制备的树脂原料进行无纺布加工时，裂解率更高，达到95％以上，过氧化物无残留，纺丝性评价更加优良，纺丝过程中不会出现断丝现象，受纺丝过程的影响因素波动较少，制备的无纺布成品的气味等级为1～2级；
(4)采用本发明制备的聚丙烯树脂无纺布，手感硬挺性好，力学强度较高，横向断裂强度在75MPa以上，纵向断裂强度在95MPa以上，横向断裂伸长率在100％以上，纵向断裂伸长率在110％以上，织物的纵向抗弯刚度达到34mN·cm以上，横向抗弯刚度达到13mN·cm以上，适合于工业无纺布包装袋的应用。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
1.聚丙烯树脂粉料的制备
将丙烯、氢气和催化剂体系混合加入气相聚合反应釜中进行聚合反应，丙烯进料量为60000kg/h，氢气和丙烯以H2和C3计的摩尔比为0.025，产物体系熔融指数为25g/10min，得到聚丙烯树脂粉料。
其中，催化剂体系内包括含有主催化剂(钛-卤键的钛化合物、内给电子体二正丁基酞酸酯和载体氯化镁)、助催化剂三乙基铝、外部改性剂二异丁基二甲氧基硅烷，上述助催化剂和外部改性剂的摩尔比用元素Al和Si计，两者比例为9:1；上述助催化剂和主催化剂的摩尔比用元素Al和Mg计，两者比例为4:1。聚合反应温度均为60℃，反应压力均为2.2MPa。
2.聚丙烯树脂粒子的制备
将质量分数为0.05％的高效酚类抗氧剂1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、质量分数为0.1％的助抗氧剂双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯和质量分数为0.06％的吸酸剂水滑石加入固体混合釜中，以1200r/min的速度搅拌6min混合均匀，得到粉末状颗粒，然后在对辊挤压造粒机中挤压造粒成无规颗粒状，得到复配助剂包。
将步骤1制备的聚丙烯树脂粉料和复配助剂包混合，进行熔融共混并在190-220℃的条件下挤出得到熔融指数为25g/10min的聚丙烯树脂粒子。
3.聚丙烯树脂无纺布的制备
使用德国莱芬豪舍Reicofil 4纺粘设备进行试验。取步骤1中制备的聚丙烯树脂粉料100份与20份3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷混合制成浓度为20％的降温母粒；然后将步骤2所制备的聚丙烯树脂粒子与降温母粒以100:0.8的比例投入到低速混合机内以80r/min的速度搅拌15min；混合后进入挤出机，在240℃下经加热逐渐形成熔融状态的聚合物熔体，经过滤装置过滤后送入纺丝分配器，并由纺丝泵定量供应给喷丝头进行纺丝；从喷丝孔喷出的丝条经侧吹风冷却后进入牵伸区牵伸，使丝条具有一定的强度，长丝经过牵伸后借助摆丝器的作用把丝条分布在成网装置上形成纤网，并经辅助输送系统送入热轧粘合机轧压成布，从而制成30gsm非织造布，gsm表示每平方米的克数。
实施例2
1.聚丙烯树脂粉料的制备
具体方法与实施例1中的步骤1相同。
2.聚丙烯树脂粒子的制备
具体方法与实施例1中的步骤2相同，区别点在于，复配助剂包由质量分数为0.07％的高效酚类抗氧剂1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、质量分数为0.14％的助抗氧剂双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯和质量分数为0.06％的吸酸剂水滑石组成。
3.聚丙烯树脂无纺布的制备
具体方法与实施例1中的步骤3相同。
实施例3
1.聚丙烯树脂粉料的制备
具体方法与实施例1中的步骤1相同，区别点在于，助催化剂和外部改性剂的摩尔比用元素Al和Si计，两者比例为9:1；助催化剂和主催化剂的摩尔比用元素Al和Mg计，两者比例为4:1。
2.聚丙烯树脂粒子的制备
具体方法与实施例1中的步骤2相同，区别点在于，复配助剂包由质量分数为0.1％的高效酚类抗氧剂1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、质量分数为0.2％的助抗氧剂双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯和质量分数为0.06％的吸酸剂水滑石组成。
3.聚丙烯树脂无纺布的制备
具体方法与实施例1中的步骤3相同。
对比例1
1.聚丙烯树脂粉料的制备
将丙烯、氢气和催化剂体系混合加入气相聚合反应釜中进行聚合反应，丙烯进料量为60000kg/hr，氢气和丙烯以H2和C3计的摩尔比为0.0005，产物体系熔融指数为3g/10min，得到第一步产物体系-聚丙烯基础树脂粉料。
其中，催化剂体系内包括含有主催化剂(钛-卤键的钛化合物、内给电子体二正丁基酞酸酯和载体氯化镁)、助催化剂三乙基铝、外部改性剂二异丁基二甲氧基硅烷，上述助催化剂和外部改性剂的摩尔比用元素Al和Si计，两者比例为9:1；上述助催化剂和主催化剂的摩尔比用元素Al和Mg计，两者比例应为4:1。聚合反应温度均为60℃，反应压力均为2.2MPa。
2.聚丙烯树脂粒子的制备
将质量分数为0.05％的高效酚类抗氧剂1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、质量分数为0.1％的助抗氧剂双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯和质量分数为0.06％的吸酸剂水滑石加入固体混合釜中，以1200r/min的速度搅拌6min混合均匀，得到粉末状颗粒，然后在对辊挤压造粒机中挤压造粒成无规颗粒状，得到复配助剂包。
将步骤1制备的聚丙烯树脂粉料与复配助剂包和降解剂混合，进行熔融共混并在190-220℃的条件下挤出得到熔融指数为25g/10min的聚丙烯树脂粒子。其中，降解剂为质量分数为0.05％的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷。
3.聚丙烯树脂无纺布的制备
将步骤2制备的聚丙烯树脂粒子投入挤出机，在240℃下经加热逐渐形成熔融状态的聚合物熔体，经过滤装置过滤后送入纺丝分配器，并由纺丝泵定量供应给喷丝头进行纺丝；从喷丝孔喷出的丝条经侧吹风冷却后进入牵伸区牵伸，使丝条具有一定的强度，长丝经过牵伸后借助摆丝器的作用把丝条分布在成网装置上形成纤网，并经辅助输送系统送入热轧粘合机轧压成布，从而制成30gsm非织造布，gsm表示每平方米的克数。
对比例2
1.聚丙烯树脂粉料的制备
具体方法与对比例1中的步骤1相同，区别点在于，氢气和丙烯以H2和C3计的摩尔比为0.02，产物体系熔融指数在15g/10min。
2.聚丙烯树脂粒子的制备
具体方法与对比例1中的步骤2相同，区别点在于，降解剂为质量分为0.01％的3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷。
3.聚丙烯树脂无纺布的制备
具体方法与对比例1中的步骤3相同。
对比例3
1.聚丙烯树脂粉料的制备
具体方法与对比例1中的步骤1相同，区别点在于，氢气和丙烯以H2和C3计的摩尔比为0.035，产物体系熔融指数在25g/10min。
2.聚丙烯树脂粒子的制备
具体方法与对比例1中的步骤2相同，区别点在于，复配助剂包由质量分数为0.05％的四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、质量分数为0.1％的助抗氧剂双(2，6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二磷酸酯和质量分数为0.06％的吸酸剂水滑石组成。
3.聚丙烯树脂无纺布的制备
具体方法与对比例1中的步骤3相同。
对比例4
1.聚丙烯树脂粉料的制备
具体方法与对比例1中的步骤1相同，区别点在于，氢气和丙烯以H2和C3计的摩尔比为0.035，产物体系熔融指数在25g/10min。
2.聚丙烯树脂粒子的制备
具体方法与对比例1中的步骤2相同，区别点在于，原料为步骤1制备的聚丙烯树脂粉料和复配助剂包，不添加降解剂。
3.聚丙烯树脂无纺布的制备
具体方法与对比例1中的步骤3相同，区别点在于，将步骤2所制备的聚丙烯树脂粒子与降解剂3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷以100:0.16的比例投入到低速混合机内，以80r/min的速度搅拌15min，混合后进入挤出机进行后续步骤制备无纺布。
对比例5
1.聚丙烯树脂粉料的制备
具体方法与对比例1中的步骤1相同，区别点在于，氢气和丙烯以H2和C3计的摩尔比为0.035，产物体系熔融指数在25g/10min。
2.聚丙烯树脂粒子的制备
具体方法与对比例1中的步骤2相同，区别点在于，原料为步骤1制备的聚丙烯树脂粉料和复配助剂包，不添加降解剂。
3.聚丙烯树脂无纺布的制备
具体方法与对比例1中的步骤3相同，区别点在于，取步骤1中制备的聚丙烯树脂粉料100份与20份传统降解剂2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)-己烷101混合制成浓度为20％的降温母粒；然后将步骤2制备的聚丙烯树脂粒子与降温母粒以100:0.8的比例投入到低速混合机，以80r/min的速度搅拌15min，混合后进入挤出机进行后续步骤制备无纺布。
所有实施例和对比例中的注塑样品均可由步骤2挤出造粒的聚丙烯树脂粒子按GB/T 2546.2-2003标准制备而成，其各种特性及物性值按以下标准或测试方法进行：
(1)样品熔体流动速率(MFR值)按GBT 3682-2000标准进行，测试条件为230℃，2.16kg的荷重；
(2)弯曲性能测试按GB/T 9341-2008标准进行；
(3)拉伸性能测试按GB/T 1040.1-2006标准进行；
(4)黄色指数测试按HG/T 3862-2006标准进行；
(5)分子质量分布指数Mw/Mn、峰位分子量Mp、重均分子量Mw和Z均分子量Mz按GB/T36214.4-2018标准进行，使用凝胶渗透色谱法(GPC)测量样品的分子量，将样品溶解在1,2,4-三氯苯中，其中三氯苯为流动相，温度为150℃，将所得溶液注射到凝胶渗透色谱中进行分析测定；
(6)高分子拖尾指数按照下式PIHT＝105*(Mz/Mp)/Mw计算得到；
(7)裂解率测试按样品熔体流动速率的测试标准进行，在制备加入0.5％BHT抗氧剂的样品时，先将样品在液氮中冷却粉碎，之后与BHT抗氧剂充分混合均匀再进行MFR值测试，样品的裂解率CE由以下公式限定：CE＝(无残留过氧化物影响的聚丙烯粒料的MFR(加入0.5％的抗氧剂BHT二丁基羟基甲苯)/聚丙烯粒料的MFR)*100％。
表1实施例1～3和对比例1～3制成的注塑产品综合性能检测结果
Figure BDA0003368873590000141
由表1中的检测结果可以看出：
(1)实施例1～3采用本发明的氢调法制备获得的聚丙烯树脂，与对比例1采用降解法以及对比例2采用氢调加降解的方法制备的聚丙烯树脂相比，具有更高的高分子拖尾指数，而且能增加拉伸强度和弯曲强度等力学性能，过氧化物无残留，黄色指数较低，裂解率更高。
(2)实施例1与对比例3相比说明，特定种类的高效抗氧剂的加入，使聚丙烯树脂在挤出后具有明显较低的黄色指数，外观颜色表现优良，拉伸和弯曲等力学性能也表现较优异。
所有实施例和对比例制备得到的聚丙烯树脂无纺布成品的各种特性及物性值按以下标准或测试方法进行：
(1)无纺布的断裂强度和断裂伸长率按照GB/T3923-2013中规定的方法进行测试；
(2)无纺布的抗弯刚度按照GB/T18318.1-2009测试，该指标反映了无纺布的硬挺程度，抗弯刚度越大，说明无纺布的硬挺性越好，采用样品尺寸为2.5cm*20cm(宽度*长度)；
(3)无纺布的气味测试方法具体如下：取50g无纺布试样置于容量为1L的测试罐中，盖上盖子密封；将测试罐置于预先调节到80℃±2℃的烘箱中2h士10min；从烘箱中取出测试罐，冷却至60℃±5℃。由经过气味培训的五个人组成的小组对其气味进行评级。气味等级分为1级～6级，同时也允许出现介于两种评判等级之间的情况，可取半级评定(如3.5级、4.5级等)。如果小组中有评级相差两级及以上的，应重新测试。试验结果以五人小组评级的算术平均值表示，精确至小数点后一位。气味评判标准分为6级：1级：无气味；2级：有气味，但无干扰性气味；3级：有明显气味，但无干扰性气味；4级：有干扰性气味；5级：有强烈干扰性气味；6级：有不能忍受的气味。
(4)纺丝性工艺评价测试：纺丝时观察纤维的死结及纺丝中断发生次数进行评价，死结或中断0次/小时-优异，死结或中断1～2次/小时-良好，死结或中断3至10次/小时-普通，死结或中断10次以上/小时或无法纺丝-不良。
表2实施例1～3和对比例1～3制备的无纺布的性能检测结果
Figure BDA0003368873590000161
由表2中的检测结果可以看出：
(1)与对比例1～3制备的无纺布相比，实施例1～3制备的无纺布的断裂强度、断裂伸长率和抗弯强度更优，说明本发明氢调法制备的无纺布具有较好的硬挺度，适合于工业包装袋的应用。
(2)实施例1～3制备的无纺布的气味性表现和纺丝性评价也优于对比例1～3中的无纺布，说明本发明氢调法制备的无纺布的气味远低于由降解法或氢调加降解法制备的无纺布，且具有较好的可纺性。
(3)从实施例1与对比例3的对比可以看出，添加高效主抗氧剂配方的聚丙烯树脂制备的无纺布的力学强度相比普通主抗氧剂配方的聚丙烯树脂制备的无纺布高，纺丝性更加均匀稳定。
表3实施例1～3和对比例4～5制备的聚丙烯树脂粒子样品的性能检测结果
Figure BDA0003368873590000171
从表3中的检测结果可以看出：实施例1～3制备的聚丙烯树脂粒子的裂解率明显高于对比例4～5，气味等级也高于对比倒4～5，纺性性也较为优异。说明本发明先以3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷制备降温母粒，再与聚丙烯树脂粒子混合的方式优于直接将3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷加入聚丙烯树脂粒子中混合的方式，纺丝性能更加均匀可控。此外，3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷分解产生的挥发物也明显少于2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)-己烷传统过氧化物所产生的挥发物，因此能大大降低无纺布产品的气味。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种聚丙烯树脂粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将丙烯、氢气和催化剂体系混合加入气相聚合反应釜中进行聚合反应，获得熔融指数为20~28g/10min的聚丙烯树脂粉料，所述聚丙烯树脂粉料的分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PIHT大于1.9；
将主抗氧剂、助抗氧剂和吸酸剂加入固体混合釜中搅拌均匀，然后在对辊挤压造粒机中挤压造粒成无规颗粒状，得到复配助剂包；
将100份所述聚丙烯树脂粉料和0.15~0.42份复配助剂包混合，进行熔融共混并挤出造粒，获得聚丙烯树脂粒子，所述聚丙烯树脂粒子的熔融指数为22~28g/10min。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂粒子的制备方法，其特征在于，所述氢气和丙烯分别以H2和C3计的摩尔比为1:21~40。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂粒子的制备方法，其特征在于，所述催化剂体系包括主催化剂、助催化剂和外部改性剂，所述主催化剂包括钛-卤键的钛化合物、内给电子体二正丁基酞酸酯和载体氯化镁或乙氧基镁，所述助催化剂为三乙基铝，所述外部改性剂为烷氧基硅烷类化合物；
所述主催化剂和助催化剂以Mg和Al计的摩尔比为1:2~12，所述助催化剂和外部改性剂以Al和Si计的摩尔比为6~15:1。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂粒子的制备方法，其特征在于，所述丙烯、氢气和催化剂体系混合进行聚合反应的温度为58~70℃，压力为2.1~2.5MPa。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂粒子的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯树脂粉料的分子量分布指数为5.0~6.0。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂粒子的制备方法，其特征在于，所述主抗氧剂为1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮，所述助抗氧剂为双（2，6-二叔丁基-4-甲基苯基）季戊四醇二磷酸酯，所述吸酸剂为水滑石；所述主抗氧剂和助抗氧剂的重量比为1:1~2。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯树脂粒子的制备方法，其特征在于，所述主抗氧剂、助抗氧剂和吸酸剂以1000~1300r/min的速度搅拌5~8min混合均匀；所述聚丙烯树脂粉料和复配助剂包混合进行挤出造粒时的挤出温度为190~220℃。
8.一种聚丙烯树脂无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求1~5任一项所述方法制备获得的聚丙烯树脂粉料与3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷混合制得降温母粒；
将权利要求1~7任一项所述方法制备获得的聚丙烯树脂粒子与所述降温母粒混合，经熔融挤出、纺丝、气流拉伸、分丝铺网、热轧粘合和卷绕分切，获得聚丙烯树脂无纺布。
9.根据权利要求8所述的聚丙烯树脂无纺布的制备方法，其特征在于，所述降温母粒中聚丙烯树脂粉料与3,6,9-三乙基-3,6,9-三甲基-1,4,7-三过氧壬烷的重量份比为100:20，所述聚丙烯树脂粒子与降温母粒的重量份比为100:0.6~1.2。
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