CN1123595C - 一种高流动性聚丙烯树脂组合物及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明的高流动性聚丙烯树脂组合物包括化学降解改性的聚丙烯均聚物80-95%，聚合级共聚或均聚聚丙烯1-10%，高密度聚乙烯(HDPE)0.1-10%，低密度聚乙烯(LDPE)0.13%或一种线性低密度聚乙烯(LLDPE)0.1-3%，硬脂酸钙0.1-0.3%，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.1-0.5%。通过共混在180-230℃挤出，造粒。该树脂组合物具有加工性能好、纺丝温度低的特点，可用于制造纤维、薄膜和管材。
Description
本发明涉及一种高流动性聚丙烯树脂组合物及其制造方法。
由于商品聚丙烯树脂的分子量、分子量分布以及杂质含量等原因，一般聚丙烯树脂的流动性和加工性差，致使在高出聚丙烯熔点100℃以上纺丝，都难以顺利稳定地纺出质量优良的成品纤维。工业上用熔体流动指数较高的树脂纺丝，但是纤维的强度小，断裂伸长大(＞100％)，常用于非织造布领域。用控制化学降解法对普通聚合级聚丙烯进行改性处理制成的高流动性聚丙烯树脂，虽可改变树脂的流动性，但是加工性仍不够理想。专利CN1068603A公开了一种用聚合级聚丙烯与化学降解聚丙烯的组合物纺丝，所述的树脂的熔体流动指数在45左右，流动性较好，加工性虽有明显改进，但是其纺丝温度仍然偏高，为250-260℃。
细旦、超细旦聚丙烯纤维的直径比常规丙纶的直径细得多，纺丝难度大，需用专门的纺丝专用原料、专门的纺丝设备与纺丝工艺参数，才能顺利地制成性能优良的成品纤维。从公开的专利报道可以发现，各种不同纺丝技术路线有一些共同的特点，都采用熔体流动指数相当高的聚丙烯树脂作为纺丝专用料。如有些专利报道用熔体流动指数高达300-500的专用料纺丝；有些专利报道将特殊规格的树脂以相当高的速度纺成细旦聚丙烯纤维。但是这些纤维制品的强度低、断裂伸长大，不适合于制造尺寸稳定的纺织品或高强度的产业用纤维。GB(11)2258869(13)B和中国专利申请号95119565.4分别公开了一种聚丙烯树脂组合物的组成以及“一种合金化聚丙烯树脂组合物及其制法和用途”，专利CN1068603A与中国专利申请号95119564.5分别公开了“一种细旦和超细旦聚丙烯纤维的制造方法”和“一种细旦和超细旦聚丙烯“合金”纤维及其制法”，但用上述已有纺丝技术的加工温度为250-270℃，高于聚丙烯熔点100℃，与聚酯或聚酰胺的纺丝温度高于其熔点30℃左右相比，显然偏高，致使聚丙烯纤维的加工能耗偏大。
本发明一种高流动性聚丙烯树脂组合物克服了以往树脂流动性差、加工温度高及由此产生的纺丝等加工过程中树脂降解或产品劣化等缺点并提供了一种可在较低温度纺丝、纺丝速度相当高的聚丙烯树脂组合物及其制备方法。
本发明目的是开发可适用于我国现有的普通熔体纺丝设备的，树脂可加工性极佳的低温纺丝用聚丙烯组合物。本发明的基本构思和主要技术构成如下：针对现有聚丙烯纤维(包括细旦、超细旦纤维)制造技术中的缺点，提供了一种加工性能好的聚丙烯树脂组合物。为了提高树脂组合物熔体的流动性、可拉伸性与降低纺丝温度，我们采用了熔体流动指数50-200的高流动性聚丙烯组合物，同时为了保证成品纤维的力学性能和成品丝的质量，我们在组合物中加入少量的熔体流动指数小的聚丙烯和不同规格的聚乙烯。把纺丝温度降低到250℃以下。最佳的纺丝温度控制在聚丙烯熔点以上20-30℃左右，即180-210℃。
本发明高流动性聚丙烯纺丝专用树脂组合物包括如下组成和含量(重量分数)：
(1)：化学降解改性的聚丙烯均聚物，其含量为80-95
(2)：聚合级共聚或均聚聚丙烯PP，其含量为1-10
(3)：HDPE，其含量为0.1-10
(4)：LDPE，其含量为0.1-3或一种LLDPE，其含量为0.1-3
(5)：硬脂酸钙0.1-0.3
(6)：2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.1-0.5
上述化学降解改性聚丙烯的熔体流动指数为50-200
上述聚合级共聚或均聚聚丙烯的熔体流动指数在0.2-10
上述HDPE的熔体流动指数为1-30
上述LDPE或LLDPE的熔体流动指数为0.2-10
本发明的高流动性聚丙烯组合物的制造按如下顺序、步骤进行：
(1)将含量为80-95上述化学降解改性聚丙烯、含量为1-10上述聚合级共聚或均聚聚
丙烯、含量为0.1-5的HDPE与含量为0.1-3的上述LDPE或含量为0.1-3的LLDPE
与含量为0.2的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1的硬脂酸钙混合；
(2)将上述混合物在在温度为180-230℃下的双螺杆挤出机上挤出、铸带、造粒成聚
丙烯组合物。
本发明的高流动性聚丙烯树脂组合物的用途包括细旦、超细旦聚丙烯纤维、聚丙烯强力纤维、常规聚丙烯纤维以及聚丙烯薄膜和管材。
本发明的高流动性聚丙烯树脂组合物具有加工性好、纺丝温度低、生产效率高且纤维性能优良等特点，纤维性能见表1。
本发明拟通过下述实施例和对比例简单说明本发明的特点与优点，但不能认为本发明仅仅限于实施例的内容。
实施例1
将熔体流动指数为50的95份上述化学降解改性聚丙烯、2份上述聚合级共聚或均聚聚丙烯、2份HDPE、1份的上述LDPE、0.2份的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1份的硬脂酸钙的聚丙烯组合物在180℃纺丝，结果见表1
实施例2
将熔体流动指数为50的95份上述化学降解改性聚丙烯、2份上述聚合级共聚或均聚聚丙烯、2份HDPE、1份的上述LDPE、0.2份的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1份的硬脂酸钙的聚丙烯组合物在210℃纺丝，结果见表1。
实施例3
将熔体流动指数为50的95份上述化学降解改性聚丙烯、2份上述聚合级共聚或均聚聚丙烯、2份HDPE、1份的上述LDPE、0.2份的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1份的硬脂酸钙的聚丙烯组合物在230℃纺丝，结果见表1
表1实施例1-3
实施例4
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | |
| 牵伸丝物理性能 | 纤度(dtex) | 1.32 | 1.30 | 1.24 |
| 强度(cN/dtex) | 5.59 | 4.24 | 4.54 | |
| 伸长(％) | 52.0 | 54.5 | 49.6 | |
将组成为熔体流动指数为60的92份化学降解改性聚丙烯、5份上述聚合级共聚或均聚聚丙烯、2份HDPE、1份的上述LDPE、0.2份的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1份的硬脂酸钙的聚丙烯组合物在180℃纺丝，结果见表2。
实施例5
将熔体流动指数为80的92份化学降解改性聚丙烯、5份上述聚合级共聚或均聚聚丙烯、2份HDPE、1份的上述LDPE、0.2份的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1份的硬脂酸钙的聚丙烯组合物在190℃纺丝，结果见表2。
实施例6
将熔体流动指数为100的92份化学降解改性聚丙烯、5份上述聚合级共聚或均聚聚丙烯、2份HDPE、1份的上述LDPE、0.2份的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1份的硬脂酸钙的聚丙烯组合物在190℃纺丝，结果见表2。
实施例7
将熔体流动指数为120的92份化学降解改性聚丙烯、5份上述聚合级共聚或均聚聚丙烯、2份HDPE、1份的上述LDPE、0.2份的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1份的硬脂酸钙的聚丙烯组合物在190℃纺丝，结果见表2。
表2实施例4-7
实施例8
| 实施例 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 牵伸丝物理性能 | 纤度(dtex) | 0.73 | 0.97 | 0.88 | 0.98 |
| 强度(cN/dtex) | 7.43 | 5.36 | 4.83 | 4.80 | |
| 伸长(％) | 31.4 | 40.0 | 70.1 | 88.0 | |
将熔体流动指数为60的95份上述化学降解改性聚丙烯、3份上述聚合级共聚或均聚聚丙烯、2份HDPE、1份的上述LLDPE、0.2份的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1份的硬脂酸钙的聚丙烯组合物在190℃纺丝，结果见表3。
实施例9
将熔体流动指数为100的95份上述化学降解改性聚丙烯、3份上述聚合级共聚或均聚聚丙烯、2份HDPE、1份的上述LLDPE、0.2份的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1份的硬脂酸钙的聚丙烯组合物在190℃纺丝，结果见表3。
实施例10
将熔体流动指数为60的93份上述化学降解改性聚丙烯、2份上述聚合级共聚或均聚聚丙烯、2份HDPE(MFI2-3)、1份HDPE(MFI6-7)、1份的上述LDPE、0.2份的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1份的硬脂酸钙的聚丙烯组合物在190℃纺丝，结果见表3。
表3实施例8-12
实施例11
| 实施例 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
| 牵伸丝物理性能 | 纤度(dtex) | 1.03 | 0.92 | 0.96 | 0.99 | 1.0 |
| 强度(cN/dtex) | 5.75 | 5.39 | 6.40 | 6.34 | 4.36 | |
| 伸长(％) | 48.6 | 40.4 | 42.2 | 38.3 | 52.1 | |
将熔体流动指数为80的93份上述化学降解改性聚丙烯、2份上述聚合级共聚或均聚聚丙烯、2份HDPE(MFI2-3)、1份HDPE(MFI6-7)、1份的上述LDPE、0.2份的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1份的硬脂酸钙的聚丙烯组合物在190℃纺丝，结果见表3。
实施例12
将熔体流动指数为100的93份上述化学降解改性聚丙烯、2份上述聚合级共聚或均聚聚丙烯、2份HDPE(MFI2-3)、1份HDPE(MFI6-7)、1份的上述LDPE、0.2份的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.1份的硬脂酸钙的聚丙烯组合物在190℃纺丝，结果见表3。
树脂的对比实验表明，熔体流动指数小于40的化学降解改性树脂或其与流动指数小的聚合级聚丙烯的组合物在相应的低温纺丝时存在熔体流动性差、纺丝压力不稳定，或纺出的卷绕丝的张力大，无法顺利绕丝成型、无法顺利牵伸成合格的成品纤维。只有把熔体温度提高到较高的纺丝温度，如260℃左右，才能较稳定地纺丝牵伸。
Claims (7)
1.一种高流动性聚丙烯树脂组合物，其特征在于所述的组合物包括以下组份和含量(重量百分数)：
组份 含量化学降解改性的聚丙烯均聚物 80-95聚合级共聚或均聚聚丙烯PP 1-10HDPE 0.1-10LDPE或一种LLDPE 0.1-3硬脂酸钙 0.1-0.32，6-二叔丁基-4-甲基苯酚 0.1-0.5
2.根据权利要求1的高流动性聚丙烯树脂组合物，其特征在于所述的化学降解改性的聚丙烯均聚物的熔体流动指数为50-200。
3.根据权利要求1的高流动性聚丙烯树脂组合物，其特征在于所述的聚合级共聚或均聚聚丙烯的熔体流动指数为0.2-10。
4.根据权利要求1的高流动性聚丙烯树脂组合物，其特征在于所述的HDPE的熔体流动指数为1-30。
5.根据权利要求1的高流动性聚丙烯树脂组合物，其特征在于所述的LDPE或LLDPE的熔体流动指数为0.2-10。
6.根据权利要求1所述的一种高流动性聚丙烯树脂组合物的制备方法，其特征在于按如下顺序、步骤进行：(1)将含量为80-95上述化学降解改性聚丙烯、含量为1-10上述聚合级共聚
或均聚聚丙烯、含量为0.1-10的HDPE、含量为0.1-3的上述LDPE或
含量为0.1-3的LLDPE、含量为0.1-0.3的硬脂酸钙和含量为0.1-0.5的
2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚混合；(2)将上述混合物在温度为180-230℃下的双螺杆挤出机上挤出、铸带、
造粒成聚丙烯组合物。
7.根据权利要求1所述的一种高流动性聚丙烯树脂组合物的用途，其特征在于所述的组合物用于制备细旦、超细旦聚丙烯纤维、聚丙烯强力纤维、聚丙烯常规纤维、聚丙烯膜和聚丙烯管材。
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