CN1630686A - 含聚烯烃物品的增柔整理 - Google Patents
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Abstract
将具有通式(I)A-B-C-B-A或(II)A-B-A的化合物用作含聚烯烃物品增柔整理的内添加剂的用途,且其中A表示基团R-COO,R代表具有7至21个C原子的饱和、支链或直链的烷基基团,B表示基团(CnH2nO) k,其中n表示2到4的整数,k可以是1到15之间的值,C表示具有至少2和最多6个C原子的直链或支链的亚烷基。
Description
本发明涉及用于持久性亲水化含聚烯烃材料,优选聚丙烯纤维的添加剂。
在许多情况下,对于合成制品的表面都必须施以特殊的作用,而这些作用在成型过程中出于技术原因而没有获得,或不完全或者由于经济原因而令人不满意。所讨论的这种作用如,改善制品的柔软性,特别是要直接和人体皮肤相接触的物品。
在卫生用品,如尿布或卫生巾,也有抹布或Geovliesen的生产过程中都使用吸水性材料,以吸收含水液体。为了在穿戴时避免和吸收性材料直接接触并提高穿戴舒适度,将这种材料包裹在薄的水可透过性的无纺材料(Vliesstoff)中。这种无纺材料通常是由合成纤维,如聚烯烃纤维或聚酯纤维制成,因为这些纤维的制造成本低廉,并且具有很好的机械性能和耐热性。基于这种使用目的,也希望能制备出具有尽可能大的柔软性的无纺材料。
这种添加剂通常都是和聚烯烃颗粒一起加工成预混物(母料),然后在加工成纤维或其他终产品之前添加到聚合物颗粒中并接着进行挤出。但是出于成本原因,希望这些添加剂是在挤出设备中的挤出工序中添加。
因此,本发明的任务在于制备用于改善聚烯烃纤维或含有这种纤维的制品的柔软性的添加剂。
本发明的主题是,使通式(I)或(II)的化合物用于含聚烯烃物品的增柔整理。
A-B-C-B-A (I)
A-B-A (II)
在这些通式中,A表示基团R-COO,其中R代表具有7至21个C原子的饱和的支链或直链的烷基基团;B表示基团(CnH2nO)k,其中n表示2到4的整数,k可以是1到15之间的值;而C在通式(I)中表示具有至少2和最多6个C原子的直链或支链的亚烷基。指数k是以单个基团B计,而不是分子中基团B的总数。指数k会随着单个分子的不同的因技术有关的烷氧基化度而变化,并因此也可以是奇数的。
通式(I)化合物可以,例如,通过聚亚烷基二醇和醇盐以及与饱和脂肪酸的反应而制得。这里,一方面必须存在带有2至6个C原子的二醇,其构成本发明添加剂的结构单元C,也要存在环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷,其构成本发明化合物中的基团B。醇盐的游离羟基由有8到22个C原子的饱和脂肪酸来终止。这种化合物及其制备方法公开于申请人的DE10123863.0中。
二醇优选选自1,2-乙二醇、1,2-丙二醇,1,3-丙二醇和1,4-丁二醇。原则上也可以使用二醇的混合物,但较为有利的是仅选择一种二醇以反应。
醇盐可以选自环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷,并且也可以是任意的混合物。如果不同种的醇盐进行反应,则烷氧基化反应既可以以嵌段方式进行也可以以无规方式进行。通式(I)化合物中的醇盐单元数目为总共2到30的范围内变动,从而使得k可以是1至15的值。优选的通式(I)化合物,其中k值为2至15的数,优选4至10,最优选为10。其它优选的式(I)的化合物含有环氧乙烷单元作为基团B,优选只有环氧乙烷单元。
适于构成本发明化合物的基团A的饱和脂肪酸优选自辛酸、壬酸、癸酸、十一酸、十二酸、十三酸、十四酸、十五酸、十六酸、十七酸和十八酸、以及十九酸、二十酸和廿一酸以及廿二酸。这种优选的通式(I)的化合物,是其中R是9至13或9至11个C原子的饱和烷基。特别优选的式(I)化合物是基于癸酸(C10)和十一酸(C11)。
优选式(I)的化合物的低温浊点低于12℃,优选低于10℃并且特别优选低于6℃。所选的特别有利的式(I)的化合物,其低温浊点低于5℃,特别是低于3℃。
优选适于作为本发明添加剂的式(I)化合物,其中,R是具有9个C原子的直链烷基,k值为5,n为2而C是基团CH2-CH2(CH3);或者其中R是11个C原子的直链烷基,k为5,n为2而C是基团CH2-CH2(CH3)。
本发明的添加剂可以单个或相互混合使用。此外,还可以添加现有技术中已知的用于聚合物挤出或制备的其它添加剂。
除了通式(I)的添加剂外,还可以使用具有通式(II)的添加剂。这些通式(II)化合物可以通过两份8至22个C原子、优选具有10至12个C原子的脂肪酸和一份的聚乙二醇反应而制得。使具有300到600分子量,优选400分子量的聚乙二醇优选与脂肪酸或其衍生物根据已知方法,优选在有催化剂存在的条件下进行反应。特别优选具有10到12个C原子的饱和脂肪酸,合适的脂肪酸衍生物是C10到C12脂肪酸的甲基酯。醇和酸成分在约1比2的摩尔比下进行反应。特别优选使用分子量为400的聚乙二醇和癸酸或月桂酸的反应产物。也可以使酸的混合物与聚乙二醇进行反应。通式(II)的化合物是申请WO01/75199的主题。在该文献中也公开了通式(II)的化合物在含聚烯烃纤维的亲水化的用途,但是该文献中没有论述这种添加剂也可适用于增柔整理。
按本发明,将添加剂用于含聚烯烃材料中,优选如纤维、片状织物如无纺布和薄膜中以改善柔软性。
至于含聚烯烃的材料,任何公知的乙烯基或丙烯基的聚合物和共聚物均适合。纯聚烯烃和共聚物的混合物基本上也是合适的。同样添加剂也可以用于聚烯烃与其他合成或天然聚合物,如纤维素或麻构成的混合物,以使聚烯烃纤维具有更好的柔软性。
特别适合本发明所述的聚合物种类列于以下:聚(乙烯)如HDPE(高密度聚乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)、VLDPE(非常低密度聚乙烯)、LLDPE(线性低密度聚乙烯)、MDPE(中密度聚乙烯)、UHMPE(超高分子量聚乙烯)、VPE(交联聚乙烯)、HPPE(高压聚乙烯);聚(丙烯)如全同立构聚丙烯;间同立构聚丙烯;金属茂催化制备的聚丙烯PP、冲击改性的聚丙烯、基于乙烯和丙烯的无规共聚物、基于乙烯和丙烯的嵌段共聚物;EPM(聚[乙烯-co-丙烯]);EPDM(聚[乙烯-co-丙烯-co-共轭二烯])。
另一些合适的聚合物是聚(苯乙烯);聚(甲基苯乙烯);聚(甲醛);金属茂催化的α-烯烃共聚物或环烯烃共聚物如降冰片烯基-乙烯-共聚物;含有至少60%的乙烯和/或苯乙烯和小于40%的单体,如醋酸乙烯酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸、丙烯腈、氯乙烯的共聚物。这种聚合物的实例是聚(乙烯-co-丙烯酸乙酯),聚(乙烯-co-醋酸乙烯酯)、聚(乙烯-co-氯乙烯)、聚(苯乙烯-co-丙烯腈)。合适的还有接枝共聚物以及聚合混合物,即聚合物的混合物,其中含有上述的聚合物,例如基于聚乙烯和聚丙烯的聚合混合物。
本发明的添加剂也适用于所谓由PES/PE或/PE制成的Biko纤维(核-外层纤维)的增柔整理。
在本发明范围内,基于乙烯和丙烯的均聚物和共聚物是特别优选的。因此,本发明的一个实施方式中仅只使用聚乙烯作为聚烯烃,在另一个实施方式中却仅只使用了聚丙烯,而在再一个实施方式中却是使用基于乙烯和丙烯的共聚物。
本发明的一个特别优选的实施方式中是将添加剂用于聚丙烯纤维中。这种纤维优选具有大于10到1500dg/min(在230℃和2.16kg负载下测得)的熔体流动速率,其中例如具有150到1200或20到25或者400到1000dg/min的纤维是优选的。
此外,还涉及一种用于对完全或部分含有聚烯烃的物品进行增柔整理的方法。该方法中,是向完全或部分含有聚烯烃的聚合物颗粒中添加具有通式(I)和/或(II)的化合物,其用量为以颗粒计的0.1到5重量%,并接着以公知的方法优选通过挤出加工成纤维或薄膜。
优选为纤维或薄膜、或者片状制品如由这些纤维制成的无纺材料的物品中所含的添加剂量为以物品的总重量计优选为0.1到10重量%,更优选为0.1到2.0重量%,特别优选为0.1到1.8重量%。这些用量部分明显低于公知的能达到吸水作用的浓度范围。按本发明使用式(I)和/或(II)的化合物作为内添加剂能使含聚烯烃的产品具有高的柔软性。原则上,以本发明添加剂整理的纤维自然也可以经受一次外软化处理过程。这里较为有利的是,用于这种另外的外处理的整理所使用的量能明显少于没有内增柔整理时的用量。
实施例
本发明添加剂的增柔作用可以如下测试。制备两个PP纺丝粘合的无纺材料,一个添加通式(I)的本发明添加剂(1.8重量%),而另一个没有这种添加剂。接着通过手感测试来确定无纺材料的柔软性。手感评价值为从1=非常柔软到4=坚硬。没有加入添加剂的无纺材料所得值为3-4,而本发明的无纺材料评价为2。
Claims (15)
1.将具有通式(I)或(II)的化合物作为含聚烯烃物品的增柔整理的内添加剂的用途,通式(I)和(II)为
A-B-C-B-A (I)
A-B-A (II)
其中
A是基团R-COO,其中R是具有7至21个C原子的饱和、不饱和的、支链或直链的烷基基团,
B是基团(CnH2nO)k,其中n表示2到4的整数,k可以是1到15之间的值,
C是具有至少2和最多6个C原子的直链或支链的亚烷基。
2.根据权利要求1的用途,其特征在于在通式(I)中R代表具有9到13个C原子并优选9到11个C原子的饱和直链烷基。
3.根据权利要求1和2的用途,其特征在于在通式(I)中k表示1到15、优选4到10之间、特别是5的值。
4.根据权利要求1至3的用途,其特征在于在通式(I)中C表示基团CH2-CH2,CH2-CH(CH3),CH2-CH2-CH2或(CH2)4。
5.根据权利要求1至4的用途,其特征在于在通式(I)中n代表数值2。
6.根据权利要求1至4的用途,其特征在于在通式(I)中R代表具有9个C原子的直链烷基,k的值为5,n表示2且C表示基团CH2-CH2(CH3)。
7.根据权利要求1至4的用途,其特征在于在通式(I)中R代表具有11个C原子的直链烷基,k的值为5,n表示2且C表示基团CH2-CH2(CH3)。
8.根据权利要求1至7的用途,其特征在于通式(I)的化合物所具有的低温浊点低于12℃、优选低于10℃并特别优选低于6℃。
9.根据权利要求1至8之一的用途,其特征在于通式(I)的化合物所具有的低温浊点低于5℃并优选低于3℃。
10.根据权利要求1至9的用途,其特征在于通式(II)的化合物是通过两份具有8至22个C原子的脂肪酸与一份的聚乙二醇反应制得的。
11.根据权利要求10的用途,其特征在于通式(II)的化合物是通过两份具有10至12个C原子的脂肪酸与一份的聚乙二醇反应制得的。
12.根据权利要求10和11的用途,其特征在于在反应过程中制备分子量为300到600,优选400到500的聚乙二醇。
13.对完全或部分含聚烯烃的物品进行增柔整理用的方法,其特征在于向完全或部分含聚烯烃的聚合物颗粒中添加具有通式(I)和/或(II)的化合物,其用量为以颗粒计的0.1到10重量%,并接着以公知的方法优选通过挤出以加工成纤维或薄膜。
14.根据权利要求13的方法,其特征在于向聚合物颗粒中添加通式(I)的化合物,其用量为0.1到2.0重量%、特别是0.1到1.8重量%。
15.根据权利要求13和14的方法,其特征在于紧接着对成形物品用一外增柔处理进行整理。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20061206 Termination date: 20100305 |