CN108930072A - 阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物及由其制备的纤维和无纺布 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物，以重量份数计，包括：阻燃抗静电聚丙烯组合物75‑95份，聚烯烃和/或弹性体5‑25份；爽滑剂0.01‑0.25份；其中，所述阻燃抗静电聚丙烯组合物包含阻燃剂，所述阻燃剂包括氧化膦与过渡金属盐形成的配合物。本发明同时还提供了一种通过将本发明提供的阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物经纺粘纺丝法制得的阻燃抗静电聚丙烯纤维以及由该纤维制成的阻燃抗静电聚丙烯无纺布。本发明提供的阻燃抗静电聚丙烯无纺布过滤性能佳、残余变形小、具有良好触感、且具有阻燃抗静电性能。

Description

阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物及由其制备的纤维和无纺布

技术领域

本发明属于高分子材料和塑料加工技术领域，具体涉及一种阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物及由其制备的纤维和无纺布。

背景技术

聚丙烯树脂因其优异的机械加工可成型性、力学性能、高耐热性、高性价比和可循环利用性，被广泛用于制造无纺布，并应用于医药卫生(医用口罩、手术服)，劳动保护及个人防护(防尘口罩、空气净化器滤芯)，个人卫生用品(卫生巾、尿不湿、棉湿巾)等领域。

其中，近年来社会在环境保护领域(如PM2.5防护)及健康卫生领域(可空气飞沫传播传染性疾病，如H1N1、H5N6)对无纺布产品的可过滤性能有较高要求。例如，一种无纺布N95型口罩，是NIOSH(美国国家职业安全卫生研究所)认证的一种防颗粒物口罩。“N”的意思是不适合油性的颗粒；“95”是指，在NIOSH标准规定的检测条件下，过滤效率达到95％。只要符合N95标准，并且通过NIOSH审查的产品就可以称为“N95型口罩”。N95口罩的最大特点就是可以预防由患者体液或血液飞溅引起的飞沫传染。飞沫的大小为直径1-5微米。美国职业安全与健康管理局(OSHA)针对医疗机构规定，暴露在结核病菌下的医务人员必须佩戴N95标准以上的口罩。过滤效率达到95％，实现手段主要有：提高无纺布网眼密度，使用多层复合无纺布，加入活性炭等吸附剂等。其中提高无纺布网眼密度是最为简便，生产成本提高较低，工艺简便的方式。实现无纺布网眼密度的提高的主要方式是减小无纺布丝束旦数，也就是使用较细的丝束。

工业上制备较细的丝束主要通过调整聚丙烯的分子量分布得到，即降低聚丙烯的分子量分布宽度。制备窄分子量分布聚丙烯的方法通常是通过过氧化物降解得到，但使用过氧化物除了会增加生产成本以外，残留的过氧化物还容易引起最终制品产生味道，这影响了无纺布产品的使用。因此，为提高聚丙烯制品性能，拓展应用领域，人们开始关注窄分子量分布聚丙烯新产品的开发，以满足不同领域对聚丙烯树脂的需求。窄分子量分布的聚丙烯在流动过程中具有更宽的牛顿平台区，其粘度随剪切速率的变化波动较小，挤出量更容易稳定控制。无纺布的原料纤维制品，通常要求聚合物具有改善的物理-机械性能，如抗弯强度、耐冲击性和耐热形变性能等，就需要使用分子量分布较窄的聚丙烯树脂来生产。在纺丝应用方面，如果控制聚丙烯的分子量分布为窄分布，则可以提高喷丝口压力的稳定性，确保喷出丝的细密均匀。

聚合物的分子量分布直接受聚合反应采用的催化剂的性能影响。例如，采用茂金属催化剂能够生产窄分子量分布的聚丙烯，其分子量分布为2.3-2.7。由于其低聚物含量明显降低，不仅可以减少树脂加工过程中产生的异味，材料性能也得到了显著提高。但茂金属催化剂负载化成本较为昂贵，而且负载后的催化剂活性偏低，在一定程度上限制了其应用范围。与茂金属催化剂相比，Ziegler-Natta催化剂制备的聚丙烯的分子量分布较宽，MWD范围一般在5-7之间，但其具有成本低、催化活性高等优点，因此制备高活性的负载化Ziegler-Natta催化剂并得到具有优异材料性能的窄分子量分布聚丙烯具有广阔的应用前景。

近年来，国内外各研究机构开始对Ziegler-Natta催化剂组分及聚合条件等对聚丙烯分子量分布的影响展开研究。中国专利CN103788259、CN103788260和CN104250395中公布了一种分子量窄分布聚丙烯及其制备方法。其特点是当Ziegler-Natta催化剂优选含有R¹”_m”R²”_n”Si(OR³”)_4-m”_-n”表示的有机硅化合物为外给电子体的条件下，使用反应器聚合直接制备分子量窄分布的丙烯聚合物。

值得注意的是，无纺布用于医用及内部装饰时，还需要考虑阻燃及抗静电性能。聚丙烯防静电性较差，在与外界摩擦时易产生静电荷，而且电荷不易泄漏出去，在表面会不断积聚。聚丙烯表面带电后，若没有有效表面或者抗静电处理，会吸附空气中的灰尘及污物。当人体接触到带静电的聚丙烯时，会产生触电的感觉，而且静电还可以引起电子设备的误动作，更严重的是静电积聚将会发生静电引力(或斥力)、电击或火花放电现象，这在易燃、易爆物质环境条件下会酿成巨大灾害。为了避免静电的影响，必须对聚丙烯进行抗静电改性，以适应某些特殊场合。例如，无纺布用于手术衣时，必须要考虑到一定的抗静电性能，以避免静电对医疗器械及人工装置如心脏起搏器的干扰。聚丙烯属易燃物质，燃烧时发热量大，并伴有熔滴，极易传播火焰。例如，无纺布用于汽车内饰或者室内装饰材料时，还必须考虑到具有一定的阻燃性。

因此，目前存在的问题是急需研究开发一种阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物及由其制备的纤维和无纺布。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物及由其制备的纤维和无纺布。本发明提供的阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物中采用的阻燃剂与抗静电剂之间可以发生协同作用，同时提高阻燃性能和抗静电性能。以上述阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物为原料制备阻燃抗静电聚丙烯纤维，再由该纤维制成的阻燃抗静电聚丙烯无纺布过滤性能佳、残余变形小、具有良好触感、且具有良好的阻燃抗静电性能。

为此，本发明第一方面提供了一种阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物，其以重量份数计包括：

阻燃抗静电聚丙烯组合物 75-95份，优选80-90份；

聚烯烃和/或弹性体 5-25份，优选10-20份；

爽滑剂 0.01-0.25份，优选0.02-0.2份。

其中，所述阻燃抗静电聚丙烯组合物包含阻燃剂，所述阻燃剂包括氧化膦与过渡金属盐形成的配合物。优选所述阻燃剂为无卤阻燃剂。

根据本发明，所述氧化膦具有如下式I所示的结构：

式I中，R₁、R₂和R₃相同或不同，各自独立地选自C₁-C₁₈直链烷基，C₃-C₁₈支链烷基，C₁-C₁₈直链烷氧基，C₃-C₁₈支链烷氧基，C₆-C₂₀取代或未取代芳香基，以及C₆-C₂₀取代或未取代的芳氧基。

根据本发明的优选的实施方式，R₁、R₂和R₃各自独立地选自甲基、乙基、丙基、C₄-C₁₈直链或支链烷基和C₆-C₂₀取代或未取代芳香基；更优选选自C₄-C₁₈直链或支链烷基和C₆-C₁₈取代或未取代芳香基。

根据本发明的更优选的实施方式，R₁、R₂和R₃各自独立地选自C₄-C₁₈直链或支链烷基和碳环数为1或2个的C₆-C₁₈芳香基。

根据本发明的进一步优选的实施方式，R₁、R₂和R₃各自独立地选自主碳链具有6个以上的碳原子的C₆-C₁₂直链或支链烷基和取代或未取代苯基。

根据本发明，所述芳香基可以带有羟基、羧基等取代基。

根据本发明的进一步优选的实施方式，R₁、R₂和R₃为相同取代基。具有该结构的氧化膦与过渡金属具有更强的配合能力。

根据本发明的优选实施方式，所述氧化膦选自三苯基氧化膦、双(4-羟基苯基)苯基氧化膦、双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、三丁基氧化膦、三己基氧化膦、三辛基氧化磷和三癸基氧化膦中的至少一种，更优选选自三苯基氧化膦、三辛基氧化膦、三己基氧化膦和三癸基氧化膦中的至少一种。

根据本发明，所述过渡金属盐包括过渡金属有机盐和/或过渡金属无机盐，优选过渡金属的硝酸盐、硫氰酸盐、甲酸盐、乙酸盐和草酸盐中的至少一种，更优选硝酸盐。所述过渡金属优选为VIII族金属元素，更优选为钴和/或镍。具体地，所述过渡金属盐例如选自乙酸钴、乙酸镍、硝酸钴、硝酸镍、硫氰酸镍、硫氰酸钴、硝酸镍和硝酸钴中的至少一种。

根据本发明的一个优选实施方式，所述过渡金属盐为硝酸钴和/或硝酸镍。这两种盐更易于与氧化膦形成配合物，得到更高的产率。

根据本发明的优选实施方式，所述氧化膦与过渡金属盐形成的配合物具有如下结构式II：

式II中，M为过渡金属。R₁、R₂与R₃与式I中的R₁、R₂与R₃相同。

R₄和R₅相同或不相同，各自独立地选自甲酸根离子(HCOO^-)、乙酸根离子(CH₃COO^-)、草酸根离子(C₂O₄H^-)、硝酸根离子(NO₃ ^-)和硫氰酸根离子(SCN^-)中的至少一种；优选硝酸根离子和硫氰酸根离子；更优选硝酸根离子。

根据本发明所述的阻燃剂，其中配合物的制备步骤包括：将1-10重量份、优选2-5重量份的氧化膦与3-15重量份、优选5-10重量份的过渡金属盐在有机溶剂中搅拌混合，然后微波加热，超临界干燥，得到所述配合物；所述有机溶剂优选为乙醇、丙酮、吡啶、四氢呋喃和DMF中的至少一种。

其中，搅拌的速度可以例如为90-120rpm，微波的功率为35-55W，微波加热的温度为35-50℃，加热时间为3-4.5个小时。

在本发明的优选实施方式中，超临界干燥后得到的配合物可表示为M(CHO₂)₂(OPR₃)₂，其中，M可以是Ni或者Co，R可以是苯基、己基、辛基或癸基。

根据本发明，所述阻燃抗静电聚丙烯组合物以重量份数计包括：

根据本发明的优选的实施方式，所述聚丙烯基础树脂为窄分子量分布的聚丙烯基础树脂。在本发明的一些具体的实施方式中，所述窄分子量分布的聚丙烯基础树脂的分子量分布M_w/M_n为3.7-5.7，优选为4.0-4.5；分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PI_HT大于2.3，优选大于2.5。PI_HT高表明聚丙烯中存在更显著的大分子链尾端，大分子链尾端在结晶中能有优先成核，使聚丙烯结晶温度升高，结晶速度加快，有利于缩短成型周期，提高成型效率；等规度大于96％，优选大于97％，更优选大于98％；结晶温度T_C大于119℃，优选大于121℃；熔融指数MFR为0.01-1000g/10min，优选为10-250g/10min，更优选为20-60g/10min。

在丙烯聚合中，通常采用加入链转移剂的方法来调节聚合物的分子量和熔体流动速率，常用的链转移剂是氢气。氢气浓度越高，得到产品的分子量越底，MFR越高。同时，链转移剂也对聚合物分子量分布有影响。有研究指出，对于一些高效聚丙烯催化剂，其产品的分子量分布宽度与加入的氢气呈反比。所以，对于同样的窄分子量分布聚丙烯，MFR低的样品制备起来要比MFR高的样品更困难。本发明同时满足了聚丙烯窄分子量分布(例如，分子量分布指数为3.8-4.1)和MFR较低(例如，MFR为30-32g/10min)的要求，以适应材料的加工和使用需求。本发明窄分子量分布的聚丙烯基础树脂不仅具有窄的分子量分布，还具有较高的高分子拖尾指数。

本发明窄分子量分布的聚丙烯基础树脂不使用过氧化物，成本低、无异味；等规度较高且可调，熔点和结晶温度均较高，力学强度较高。

根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯基础树脂通过包含以下步骤的方法制备：

(1)在Ziegler-Natta催化剂存在下进行丙烯的预聚合反应，得到丙烯预聚物；

(2)在步骤(1)得到的丙烯预聚物存在下进行丙烯聚合反应。

根据本发明的一个优选实施例，所述步骤(1)包括：

在Ziegler-Natta催化剂存在下，在气相或液相中，将丙烯在0-25℃，0.1-10.0MPa下进行预聚合反应，得到丙烯预聚物，控制预聚倍数为2-3000克聚合物/克催化剂。

在本发明的一些具体的实施例中，步骤(1)中的反应温度优选为10-20℃；预聚合压力优选为1.5-3.5MPa；预聚合反应优选在液相中进行，具体可选择采用丙烯的液相本体预聚合；优选控制预聚倍数为3-2000克聚合物/克催化剂；其中，所述的“预聚合倍数”是指预聚物的重量与原始加入催化剂的重量之比。

根据本发明的一些实施方式，所述步骤(2)包括：

在步骤(1)得到的丙烯预聚物存在下，于80-150℃，1-6MPa，聚合反应时间0.5-5小时的条件下，在气相或者液相中进行丙烯的均聚或共聚反应，得到丙烯聚合物。

在本发明的一些具体的实施例中，步骤(2)的聚合反应温度优选为80-100℃；聚合压力优选为2-5MPa；聚合反应优选在气相卧式反应釜中进行；所述的卧式反应釜带有横型搅拌轴，并采用急冷液撤热；气相卧式釜内的搅拌转速为10-150转/分钟，搅拌叶片可以为T型、矩形、斜浆、门型和楔形中的一种或多种；聚合反应时间或停留时间优选控制在1-3小时；通过分子量调节剂H₂控制聚合物的熔体流动速率；所得聚合物的MFR控制在0.01-1000g/10min，优选10-250g/10min，更优选20-60g/10min。通过改变步骤(2)中的聚合温度控制得到高等规度的聚丙烯产品，并实现窄分子量分布。

根据本发明的一些优选的实施例，所述步骤(1)和步骤(2)可在一个反应器中进行间歇聚合操作，也可以在不同的反应器中进行连续聚合操作。在一个具体的实施例中，所述步骤(1)在立式搅拌釜中连续进行，而步骤(2)在卧式搅拌釜中连续进行，即，在不同的反应器中进行连续聚合。

根据本发明的一些实施方式，所述Ziegler-Natta催化剂可以为现有技术中的各种适用于制备聚丙烯的Ziegler-Natta催化剂。在一些具体的实施例中，为了使得到的聚丙烯具有更窄的分子量分布指数和更高的高分子拖尾指数，优选所述Ziegler-Natta催化剂包括以下组分的反应产物：

(i)含钛的固体催化剂组分；

(ii)烷基铝化合物；

(iii)外给电子体化合物。

其中所述的组分(i)含钛的固体催化剂组分，是烷氧基镁化合物、钛化合物和内给电子体化合物接触反应的产物。

根据本发明的一些优选的实施方式，所述钛化合物选自如通式(III)所示的化合物中的至少一种：

Ti(OR)_4-nX_n(III)

通式(III)中的R选自C₁-C₁₄的脂族烃基或芳族烃基，X为卤素原子，n选自0-4的整数；当n为2以下时，存在的多个R可以相同或不同；所述卤素原子可以为氯、溴或碘。具体的，适用于本发明的所述钛化合物选自四烷氧基钛、四卤化钛、三卤烷氧基钛、二卤二烷氧基钛和单卤三烷氧基钛中的至少一种。更为具体的，所述四烷氧基钛选自四甲氧基钛、四乙氧基钛、四正丙氧基钛、四异丙氧基钛、四正丁氧基钛、四异丁氧基钛、四环己氧基钛和四苯氧基钛中的至少一种。所述的四卤化钛选自四氯化钛、四溴化钛和四碘化钛中的至少一种；所述的三卤烷氧基钛选自三氯甲氧基钛、三氯乙氧基钛、三氯丙氧基钛、三氯正丁氧基钛和三溴乙氧基钛中的至少一种；所述的二卤二烷氧基钛选自二氯二甲氧基钛、二氯二乙氧基钛、二氯二正丙氧基钛、二氯二异丙氧基钛和二溴二乙氧基钛中的至少一种；所述的单卤三烷氧基钛选自一氯三甲氧基钛、一氯三乙氧基钛、一氯三正丙氧基钛和一氯三异丙氧基钛中的至少一种。在一些具体的实施例中，所述钛化合物优选为四卤化钛化合物，特别优选为四氯化钛。

根据本发明的一些实施方式，所述的烷氧基镁化合物选自如通式(IV)所示的化合物中的至少一种：

Mg(OR¹)_2-m(OR²)_m(IV)

通式(IV)中R¹和R²相同或不同，分别选自C₁-C₈的直链或支链烷基中的一种，0≤m≤2。优选地，R¹和R²分别选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、正己基和(2-乙基)己基；更优选地，式中R¹为乙基，R²为(2-乙基)己基，0.001≤m≤0.5，优选0.001≤m≤0.25，更优选0.001≤m≤0.1。特别指出的是，通式(II)所表示的烷氧基镁，仅表示了各烷氧基的组成含量，即摩尔比，并不完全代表烷氧基镁的具体结构。具体的，如Mg(OEt)(OiPr)(其中Et代表乙基，iPr代表异丙基)只表示烷氧基镁化合物中乙氧基与异丙氧基的摩尔比为1，它既可以是摩尔比为1的二乙氧基镁与与二异丙氧基镁的混合物，也可以是乙氧基异丙氧基镁化合物，还可以是三者的混合物，即乙氧基与异丙氧基总的摩尔数比为1的多种结构的烷氧基镁化合物组成的混合物。

所述的烷氧基镁化合物外观为类球形，平均粒径(D50)为10-150μm，优选15-100μm，更优选18-80μm。其粒径分布指数SPAN<1.1，优选粒径分布指数SPAN<1.05，其中SPAN的计算公式如式(III)所示：

SPAN＝(D90-D10)/D50 (V)

式(V)中，D90表示对应于累积重量分率为90％的粒径，D10表示对应于累积重量分率为10％的粒径，D50表示对应于累积重量分率为50％的粒径。

根据本发明的一些优选的实施方式，所述含钛固体催化剂组分中还可以含有微量的卤化镁(如MgI₂和/或MgCl₂)或其醇合物，但以式(IV)所示的烷氧基镁化合物和卤化镁的总重量为基准，式(V)所示的烷氧基镁化合物的含量应高于90重量％，优选高于95重量％，更优选高于98重量％。

适用于本发明的所述烷氧基镁化合物可以通过商购得到，也可以按照现有的方法制备得到。例如，所述烷氧基镁化合物可以由金属镁、与烷氧基对应的醇(R¹OH和/或R²OH)和混合卤化剂在惰性气氛下反应制备得到。其中，所述混合卤化剂为卤素和卤素化合物的混合物。所述卤素可以为碘、溴和氯中的一种或多种。所述卤素化合物的非限定性例子为：氯化镁、溴化镁、碘化镁、氯化钾、溴化钾、碘化钾、氯化钙、溴化钙、碘化钙、氯化汞、溴化汞、碘化汞、乙氧基碘化镁、甲氧基碘化镁、异丙基碘化镁、氯化氢和氯乙酰氯中的一种或多种。混合卤化剂特别优选为碘和氯化镁的混合物，进一步优选地，碘和氯化镁的重量比为1:(0.02-20)，更优选为1:(0.1-10)。

根据本发明的一些实施方式，在上述烷氧基镁化合物的制备过程中，所述金属镁与混合卤化剂中总卤原子的摩尔比例如可以为1:(0.0002-0.2)，优选为1:(0.001-0.08)。所述与烷氧基对应的醇与金属镁的重量比例如可以为(4-50):1，优选为(6-25):1。R¹OH和R²OH的摩尔比Y为3(2-g)/g>Y>(2-g)/g，其中0≤g≤2，优选0.001≤g≤0.5，进一步优选0.001≤g≤0.25，更优选0.001≤g≤0.1。

根据本发明的一些优选的实施方式，在上述烷氧基镁化合物的制备过程中，所述反应的温度例如可以为30-90℃，优选为30-80℃，更优选为50-75℃。在实际操作中，可以通过观察反应产生的氢气的排放停止来判断反应是否结束。

本发明对所述金属镁的形状没有特别地限制，例如可以为颗粒状、丝带状或者粉末状。为了使生成的烷氧基镁化合物的平均粒径保持在合适的范围内，且颗粒形态优良，所述金属镁优选是平均粒径为10-360μm的球形金属镁，更优选是平均粒径为50-300μm的球形金属镁。另外，本发明对所述金属镁的表面并无特别地限定，但如果在所述金属镁的表面形成氢氧化物等被膜，则会使反应变慢。因此优选情况下，所述金属镁中活性镁的总含量>95重量％，更优选>98重量％。

本发明对在上述烷氧基镁化合物的制备过程中所述与烷氧基对应的醇中的水含量并无特别地限定，为了使得到的烷氧基镁化合物具有更优异的性能，要求水份含量越少越好。通常需要将所述与烷氧基对应的醇中水含量控制在1000pm以下，优选控制在200ppm以下。

根据本发明的一些实施方式，所述惰性气氛为本领域技术人员公知，优选为氮气氛和/或氩气氛。此外，所述烷氧基镁化合物的制备通常以惰性溶剂作为反应介质。其中，所述惰性溶剂可以为C₆-C₁₀的烷烃或芳烃中的至少一种，优选为己烷、庚烷、辛烷、癸烷、苯、甲苯、二甲苯和其衍生物中的至少一种。

根据本发明的一些优选的实施方式，在上述烷氧基镁化合物的制备过程中，金属镁、与烷氧基对应的醇、混合卤化剂及惰性溶剂可以一次性投入，也可以选择分次投入。分次投入原料可以防止瞬时产生大量的氢气，从而防止由于瞬时大量的氢气产生而引起的醇或卤化剂的飞沫，从安全性角度和反应均匀性的角度考虑，优选这种加料方式。分次投入的次数可以根据反应器的规模和各种物料的用量来确定。反应完成后，得到的最后产物二烷氧基镁可以干燥保存，也可以悬浮在用于制备下步的含钛催化剂固体组分时所用的惰性稀释剂中。

根据本发明的一些实施方式，所述的内给电子体化合物包括脂族和芳族单羧酸的烷基脂、脂族和芳族多元羧酸的烷基脂、脂族醚、环脂族醚和脂族酮；优选自C₁-C₄饱和脂肪羧酸的烷基脂、C₇-C₈芳香羧酸的烷基脂、C₂-C₆脂肪醚、C₃-C₄环醚、C₃-C₆饱和脂肪酮和1,3-二醚化合物。

在一些具体的实施例中，所述内给电子体化合物优选为式(VI)所示的邻苯二甲酸酯类化合物，

式(VI)中，R⁴和R⁵相同或不同，为C₂-C₈直链烷基、C₃-C₁₀支链烷基、C₅-C₁₀环烷基、C₆-C₁₅芳基、或C₇-C₁₅烷芳基或芳烷基。优选地，R⁴和R⁵为C₃-C₈直链烷基、C₃-C₁₀支链烷基、C₆-C₁₀芳基、或C₇-C₁₀烷芳基或芳烷基。R⁶-R⁹相同或不同，为氢、卤素、C₁-C₆直链烷基、C₃-C₁₀支链烷基、C₅-C₁₀环烷基、C₆-C₂₀芳基、或C₇-C₂₀烷芳基或芳烷基，且所述的烷基、芳基、烷芳基或芳烷基碳上的氢可任选地被烷烃或卤原子取代。优选地，R⁶-R⁹相同或不同，为氢、卤素、C₁-C₆直链烷基、C₃-C₈支链烷基，且所述的烷基碳上的氢可任选地被烷烃或卤原子取代。

根据本发明的一些实施方式，适用于本发明的所述邻苯二甲酸酯类化合物选自邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二正丙酯、邻苯二甲酸二异丙酯、邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正戊酯、邻苯二甲酸二异戊酯、邻苯二甲酸二正己酯、邻苯二甲酸二异己酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二苄酯、四甲基邻苯二甲酸二甲酯、四甲基邻苯二甲酸二乙酯、四甲基邻苯二甲酸二正丙酯、四甲基邻苯二甲酸二异丙酯、四甲基邻苯二甲酸二正丁酯、四甲基邻苯二甲酸二异丁酯、四甲基邻苯二甲酸二正戊酯、四甲基邻苯二甲酸二异戊酯、四甲基邻苯二甲酸二正己酯、四甲基邻苯二甲酸二异己酯、四甲基邻苯二甲酸二正辛酯、四甲基邻苯二甲酸二异辛酯、四甲基邻苯二甲酸二苄酯、四溴邻苯二甲酸二甲酯、四溴邻苯二甲酸二乙酯、四溴邻苯二甲酸二正丙酯、四溴邻苯二甲酸二异丙酯、四溴邻苯二甲酸二正丁酯、四溴邻苯二甲酸二异丁酯、四溴邻苯二甲酸二正戊酯、四溴邻苯二甲酸二异戊酯、四溴邻苯二甲酸二正己酯、四溴邻苯二甲酸二异己酯、四溴邻苯二甲酸二正辛酯、四溴邻苯二甲酸二异辛酯和四溴邻苯二甲酸二苄酯中的至少一种。

根据本发明的一些优选的实施方式，在所述含钛固体催化剂组分的制备过程中，所述钛化合物中的钛与烷氧基镁化合物中的镁的摩尔比可以为(0.5-100):1；优选为(1-50):1。所述内给电子体化合物与烷氧基镁化合物中的镁的摩尔比可以为(0.005-10):1，优选为(0.01-1):1。

根据本发明的一些实施方式，所述含钛固体催化剂组分的制备过程通常以惰性溶剂作为反应介质。其中，所述惰性溶剂可以选自C₆-C₁₀的烷烃或芳烃中的至少一种。优选为己烷、庚烷、辛烷、癸烷、苯、甲苯，以及二甲苯或其衍生物中的至少一种，最优选甲苯。所述惰性溶剂与烷氧基镁化合物中镁的摩尔比可以为(0.5-100):1，优选为(1-50):1。

根据本发明的一些优选的实施方式，在所述含钛固体催化剂组分的制备过程中，所述烷氧基镁化合物、钛化合物、内给电子体化合物和惰性溶剂的加入顺序没有特别的限定。例如，可以在惰性溶剂的存在下使上述各组分混合均匀，也可以预先用惰性溶剂稀释各组分，然后再将各自的溶液混合均匀。对于混合的次数也没有特别的限定，可以一次混合，也可以分多次混合。具体地，可以按照以下几种方法制备得到含钛固体催化剂组分：

方法一：

(1)将烷氧基镁载体化合物、内给电子体及惰性溶剂配制成悬浮液，然后与一部分钛化合物和惰性溶剂形成的混合物反应，过滤，得到固体产物；

(2)将得到的固体产物加入另一部分钛化合物和惰性溶剂的混合物中继续反应，过滤，得到固体产物；

(3)重复第2步反应2-4次；

(4)用惰性溶剂洗涤最后得到的固体产物，得到含钛固体催化剂组分。

步骤(1)-(3)中，每次加入的钛化合物的量可以根据重复反应的次数进行合理选择，例如，可以为1/n，n为重复第2步的次数+2。

方法二：

(1)将烷氧基镁载体化合物、一部分内给电子体及惰性溶剂配制成悬浮液，然后与一部分钛化合物和惰性溶剂形成的混合物反应，过滤，得到固体产物；

(2)将得到的固体产物加入由另一部分的钛化合物、惰性溶剂和剩余部分的内给电子体形成的混合物中继续反应，过滤，得到固体产物；

(3)所得固体产物继续加入到一部分的钛化合物和惰性溶剂的混合物中继续反应，过滤，得到固体产物；

(4)重复第3步反应2-4次；

(5)用惰性溶剂洗涤最后一次得到的固体产物，得到含钛固体催化剂组分。

步骤(1)-(4)中，每次加入的所述钛化合物的量可以根据重复反应的次数进行合理选择，例如，可以为1/n，n为重复第3步的次数+3。

方法三：

(1)将烷氧基镁载体化合物和惰性溶剂配制成悬浮液，然后与一部分钛化合物和惰性溶剂形成的混合物反应，加入内给电子体化合物，继续反应，过滤，得到固体产物；

(2)将得到的固体产物加入另一部分钛化合物和惰性溶剂形成的混合物中继续反应，过滤，得到固体产物；

(3)重复第2步反应2-4次；

(4)用惰性溶剂洗涤最后得到的固体产物，得到含钛固体催化剂组分。

步骤(1)-(3)中，每次加入的所述钛化合物的量可以根据重复反应的次数进行合理选择，例如，可以为1/n，n为重复第2步的次数+2。

方法四：

(1)将烷氧基镁载体化合物、一部分内给电子体及惰性溶剂配制成悬浮液，然后与一部分钛化合物和惰性溶剂形成的混合物反应，再加入剩余部分的内给电子体化合物，继续反应，过滤，得到固体产物；

(2)将得到的固体产物加入由另一部分钛化合物和惰性溶剂形成的混合物中继续反应，过滤，得到固体产物；

(3)重复第2步反应2-4次；

(4)用惰性溶剂洗涤最后得到的固体产物，得到含钛固体催化剂组分。

步骤(1)-(3)中，每次加入的所述钛化合物的量可以根据重复反应的次数进行合理选择，例如，可以为1/n，n为重复第2步的次数+2。

根据本发明的一些实施方式，在所述催化剂固体组分的制备过程中，洗涤用的惰性溶剂优选为己烷。本发明对于洗涤的方法没有特别的限定，优选采用倾析、过滤等方式进行。惰性溶剂的使用量、洗涤时间、洗涤次数也没有特别限定，例如，相对于1摩尔所述烷氧基镁化合物中的镁，用于洗涤的惰性溶剂的用量可以为1-1000摩尔，优选10-500摩尔。所述洗涤的时间例如可以为1-24小时，优选为6-10小时。此外，从洗涤均一性和洗涤效率的角度出发，所述洗涤优选在搅拌条件下进行。

根据本发明的一个优选实施例，在所述含钛固体催化剂组分的制备过程中，将烷氧基镁化合物、钛化合物、内给电子体化合物以及惰性溶剂接触反应的条件通常包括：反应温度可以为-40℃至200℃，优选为-20℃至150℃；反应时间可以为1分钟-20小时，优选为5分钟-8小时。

根据本发明的一些实施方式，所述组分(ii)包括通式(VII)所示的的烷基铝化合物，

AlR¹⁰ _pX_3-p(VII)

式(VII)中，R¹⁰为氢或碳原子数为1-20的烃基，X为卤素，p为1-3的整数；具体可选自三乙基铝、三丙基铝、三正丁基铝、三异丁基铝、三正辛基铝、一氢二乙基铝、一氢二异丁基铝、一氯二乙基铝、一氯二异丁基铝、倍半乙基氯化铝和二氯乙基铝中的至少一种，优选为三乙基铝和/或三异丁基铝。

根据本发明的一个优选实施例，所述组分(iii)包括通式(VIII)所示的氨基硅烷，

Si(OR₁)₃(NR₂R₃)(VIII)

式(VIII)中，R₁为具有1-6个碳原子的烃基，优选为具有2-6个碳原子的烃基。作为具体例，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、异戊基、环戊基、正己基、环己基等，特别优选乙基。R₂为具有1-12个碳原子的烃基或氢。作为具体例，能举出氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、异戊基、环戊基、正己基、环己基、辛基等，特别优选乙基。R₃为具有1-12个碳原子的烃基。作为具体例，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、异戊基、环戊基、正己基、环己基、辛基等，特别优选乙基。作为式(VIII)所示的化合物，优选二甲氨基三乙氧基硅烷、二乙氨基三乙氧基硅烷、二乙氨基三甲氧基硅烷、二乙氨基三正丙氧基硅烷、二正丙氨基三乙氧基硅烷、甲基正丙基氨基三乙氧基硅烷、叔丁氨基三乙氧基硅烷、乙基正丙基氨基三乙氧基硅烷、乙基异丙基氨基三乙氧基硅烷以及甲基乙基氨基三乙氧基硅烷中的至少一种。这些有机硅化合物可以单独使用，也可以2种或2种以上并用。

根据本发明的一些实施方式，通式(VIII)中所示化合物的合成方法为：使烷基胺和格利雅试剂进行当量反应，通过格利雅交换反应得到烷基胺的镁盐或锂盐之后，继续通过烷基胺的镁盐或锂盐和四乙氧基硅烷的当量反应，合成式(VIII)的化合物。

根据本发明一些优选的实施方式，通式(VIII)中所示化合物，除使用上述的格利雅试剂合成外，还可以通过通式(IX)表示的烷氧基卤代硅烷和通式(X)表示的二烷基胺反应合成，

X_nSi(OR₁)₄-q(IX)

NHR₂R₃(X)

在式(IX)表示的烷氧基卤代硅烷中，X为卤素，例如可举出氟、氯、溴等，特别优选氯；R₁为具有1-4个碳原子的烃基，例如可举出甲基、乙基、丙基(如正丙基、异丙基)、丁基(如正丁基、异丁基、叔丁基等)，特别优选乙基。此外，式(IX)中q＝1、2或3，特别优选为1。作为式(IX)表示的烷氧基卤代硅烷的具体例，可举出三乙氧基氟代硅烷、三乙氧基氯代硅烷、三甲氧基氯代硅烷、三正丙氧基氯代硅烷、三乙氧基溴代硅烷等，特别优选为三乙氧基氯代硅烷。

在式(X)中，R₂为具有1-12个碳原子的烃基或氢。作为具体例，可举出氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、异戊基、环戊基、正己基、环己基、辛基等，特别优选乙基。R₃为具有1-12个碳原子的烃基。作为具体例，可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、异戊基、环戊基、正己基、环己基、辛基等，特别优选乙基。作为式(X)表示的二烷基胺，可举出二甲胺、二乙胺、二正丙胺、甲基正丙基胺、叔丁基胺、乙基正丙基胺、乙基异丙基胺以及甲基乙基胺等。

根据本发明的一些实施方式，所述烷基铝化合物的用量可以为本领域的常规用量。一般地，所述烷基铝化合物中的铝与所述催化剂固体组分中钛的摩尔比为(20-500):1，优选为(50-500):1，更优选为(25-100):1。

根据本发明的一些优选的实施方式，对于所述外给电子体的用量没有特别限定。在优选的情况下，所述烷基铝化合物中的铝和所述外给电子体化合物的硅的摩尔比为(0.1-500):1，优选(0.2-200):1，更优选(1-100):1。

根据本发明的一些实施方式，优选采用氨基硅烷外给电子体，并在较高温度80-100℃下聚合，得到窄分子量分布的丙烯聚合物。所述聚合物具有等规度较高且可调，分子量分布窄且高分子拖尾指数较高的特点。所述聚丙烯的熔点和结晶温度均较高，且具有较高的力学强度。

本发明中制备和使用的窄分子量分布聚丙烯在申请号为201510418659.3、名称为“一种窄分子量分布聚丙烯及其制备方法”的中国专利申请中有所记载，该专利申请的全部内容通过引用而并入本文中。

根据本发明的一些实施方式，所述碳纳米纤维抗静电剂含有1-5wt％的过渡金属，优选含有2-4wt％的过渡金属。这部分过渡金属可以来自所述碳纳米纤维制备过程中所使用的催化剂。作为本发明的一个优势在于，所述使用的碳纳米纤维不需去除其中的过渡金属催化剂，而直接用于制备所述阻燃抗静电组合物。由于过渡金属的存在以及其他潜在的原因，本发明使用的碳纳米纤维可以和阻燃剂发生协同效应，有助于生成阻隔火焰和材料的致密碳层，从而可以减少阻燃剂的添加量，且与阻燃剂复合后不互相负面影响导致彼此性能减低。

本发明对于所述碳纳米纤维的纯度、长径比、直径及形貌并没有特殊要求。

根据本发明的一些实施例，适用于本发明的碳纳米纤维的制备方法包括：将碳源进行酸处理，然后与过渡金属催化剂形成复合物，将所述复合物(即碳源与过渡金属催化剂形成的复合物)进行炭化处理。

以下为碳纳米纤维的示例性的制备方法：

1)将碳源用磷酸硝酸盐酸(体积比1:1:1)的混合酸处理方法或研磨处理方法进行预处理，得到预处理物。

其中，碳源为凝聚态碳源，可以是碳沥青、石油沥青、煤沥青、煤焦油、天然石墨、人造石墨、竹炭、炭黑、活性炭和石墨烯的至少一种；这里优选碳含量为80wt％以上的碳源，例如碳含量为80wt％以上的煤沥青、石油沥青和竹炭中的至少一种。

2)复合：将预处理物与金属催化剂复合得到复合物。

金属催化剂优选为过渡金属的硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐和茂基化合物中的至少一种，所述过渡金属优选为VIII族金属元素，例如Fe、Co或Ni，也可以是Cr。

优选所述过渡金属催化剂以过渡金属计与碳源的质量百分比在(35-70):100。

考虑到催化剂中含有氮元素会有利于协同作用促进阻燃效果，这里金属催化剂优选硝酸钴和/或硝酸镍。

3)炭化处理：将复合物在800-1200℃的温度、高纯氮气保护下进行炭化反应，恒温0.5-5小时，降温到室温得到自组装碳纤维。这里炭化处理的温度优选950-1150℃，恒温反应1.5-2.5小时。无需后处理去除金属杂质。

与现有技术中常用的短效抗静电剂，如高分子聚合物抗静电剂，本发明使用的碳纳米纤维是一种长效抗静电剂，能够提供长效的抗静电作用。

根据本发明的一些优选的实施方式，所述阻燃抗静电聚丙烯组合物还包括无机阻燃剂组分，优选所述无机阻燃剂组分选自IIA和IIIA族金属氢氧化物，更优选选自氢氧化镁和/或氢氧化铝。通过增加无机阻燃剂组分，可进一步增强阻燃效果。

根据本发明的优选实施方式，所述配合物与所述无机阻燃剂组分的重量比为(1-5):1，优选为(2.5-3.5):1。

所述阻燃剂可以通过先制备所述配合物，然后将所述配合物与无机阻燃剂组分进行物理混合来制备得到。这里的物理混合可以是球磨，机械搅拌。优选机械搅拌匀化，搅拌速度为10rpm左右。

本发明提供的阻燃剂尤其适用于聚丙烯纤维以及无纺布的制备中，能够与抗静电剂形成协同促进作用，使聚丙烯制品达到环保安全的要求，提高阻燃效率。

根据本发明的一些实施方式，所述聚丙烯和/或弹性体的重量份优选为12-18。

根据本发明的一些优选的实施例，所述聚合材料包括烯烃聚合物和/或弹性体橡胶。

根据本发明的一些实施方式，所述烯烃聚合物包括乙丙共聚聚丙烯和/或聚乙烯。所述聚乙烯包括低密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯。在一些具体的实施例中，所述低密度聚乙烯优选为乙烯与α-烯烃共聚线性低密度聚乙烯。

根据本发明的一些实施方式，所述α-烯烃包括丙烯、1-丁烯、2-丁烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、3,3-二甲基-1-戊烯、3,4-二甲基-1-戊烯、4,4-二甲基-1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-己烯、5-甲基-1-己烯、1-庚烯、2-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二(碳)烯、1-十四(碳)烯、1-十六(碳)烯、1-十八(碳)烯和1-二十(碳)烯中的至少一种，更优选为1-丁烯、1-己烯和1-辛烯中的至少一种。

根据本发明的一些优选的实施方式，所述弹性体橡胶包括热塑性弹性体TPE，热塑性聚氨酯弹性体TPU和聚烯烃弹性体POE中的一种或多种。

根据本发明的一些实施方式，所述爽滑剂的重量份优选为0.022-0.15重量份，更优选为0.03-0.125重量份，最优选为0.04-0.08重量份。

根据本发明的一些优选的实施方式，所述爽滑剂优选为快速粉化爽滑剂。

根据本发明的一些实施方式，所述爽滑剂包括分子中具有一个或多个选自羟基、芳基、取代芳基、卤素、烷氧基、酯、不饱和碳、丙烯酸根、羧基、硫酸根和磷酸根官能团的烃。

根据本发明的一些优选的实施方式，所述爽滑剂包括脂族或芳族的烃类衍生物，优选包括脂肪酸金属盐。

根据本发明的一些实施方式，所述爽滑剂包括具有7-26个碳原子的脂肪酸或无机酸金属盐，优选包括具有10-22个碳原子的脂肪酸或无机酸金属盐。

在一些具体的实施例中，适用于本发明的脂肪酸的实例包括但不限于单羧酸月桂酸、硬脂酸、琥珀酸、硬脂酰基乳酸、乳酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、羟基硬脂酸、蓖麻油酸、环烷酸、油酸、棕榈酸和芥酸。适用于本发明的无机酸的实例包括但不限于硫酸和磷酸。适用于本发明的金属包括但不限于锂、钠、镁、钙、锶、钡、锌、镉、铝、锡和铅。

在一些具体的实施例中，适用于本发明的脂肪酸金属盐的实例包括但不限于硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬质酸钠、硬脂酸锌、油酸钙、油酸镁。

根据本发明的一个优选实施例，所述阻燃抗静电聚丙烯组合物的用量优选为82-88重量份。在一些具体实施例中，所述阻燃抗静电聚丙烯组合物的用量为85重量份。

本发明第二方面提供了一种阻燃抗静电聚丙烯纤维，其包括将根据本发明第一方面所述的阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物经纺粘纺丝法制得。其中，所述纤维的直径为0.1-50旦。

本发明第三方面提供了一种由根据本发明第二方面所述的纤维制成的阻燃抗静电聚丙烯无纺布。

本发明的阻燃抗静电聚丙烯无纺布可包括单组分和/或双组分纤维。“双组分纤维”是指具有两个或多个不同聚合物区域的纤维。双组分纤维也称作共扼或多组分纤维。该聚合物通常彼此不同，尽管两种或多种组分可以包含相同的聚合物。这些聚合物被分布在沿双组分纤维横截面上的基本不同的区域中，并通常沿双组分纤维的长度连续延伸。双组分纤维的构造可以是例如皮/芯型分布(其中一种聚合物被另一种环绕)、并列型、三明治或“海岛型”分布。在皮芯型双组分纤维中，本发明的阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物优选构成芯层。皮层可以有利地由聚乙烯均聚物和/或共聚物，包括线型低密度聚乙烯和基本线型低密度聚乙烯构成。

本发明的阻燃抗静电聚丙烯无纺布可由连续或不连续的纤维(如短纤维)构成。本发明的纤维非常适用于制造无纺布。本发明的无纺材料优选具有0.015-0.25kg/m²单位面积重。特别的，该无纺材料优选具有0.015-0.03kg/m²的单位面积重。由于使用了窄分子量分布的聚丙烯，该无纺布具有0.05-8的平均长丝旦数，平均长丝旦数的下降可以制备更加柔软的无纺布。例如，当长丝旦数达到0.05-1旦的时候，无纺布具有更大的柔软度。

本发明中使用的纤维，特别是纺粘纤维可以是微纤维，或更具体地，它们可以是具有大约15-30微米平均直径并具有大约l.5-3.0旦数的纤维，使用该旦数范围紧密排列制备的无纺布，可以满足NIOSH所要求的从90以上过滤率的口罩所用无纺布的要求。

此外，应理解的是，除上述无纺材料外，该纤维可用于本领域已知的任何其它纤维用途，如粘合纤维和地毯纤维中。对粘合纤维中所用的皮芯型纤维而言，本发明的阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物可以有利地构成皮层，芯层为聚乙烯(包括高密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯)、聚丙烯(包括均聚物或无规共聚物，优选含有该无规共聚物重量的不超过大约3％的乙烯)或聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

本发明所述用语“基础树脂”是指纯树脂，即未形成组合物的树脂。

本发明所述用语“无卤”是指化合物或混合物或组合物中不含卤素。

本发明所用的术语“无纺布”是指一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机排列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。无纺布的制备方法主要包括：气流成网法、熔喷法、纺粘法和梳理法。

本发明所用的术语“微纤维”是指平均直径不大于100微米的小直径纤维。

本发明所用的术语“纺粘纤维”是指如下形成的小直径纤维：将熔融热塑性材料以长丝形式从喷丝头的多个具有挤出长丝直径的细的通常环形的毛细管中挤出，然后通过拉伸迅速变细。

本发明所述用语“任选地”是指含有或不含有，亦指加入或不加入。

本发明中公开的组合物的混合方式，包括通过高速搅拌机进行各组分混合，并随后熔体混合，或者在单独的挤出机(例如，单螺杆技术机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机、buss捏合机)或在双反应器中通过预熔体混合实现。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明以窄分子量分布的聚丙烯为原料，由通过纺粘纺丝法得到的纤维制备的无纺布，可以广泛应用于医药卫生(医用口罩、手术服)，劳动保护及个人防护(防尘口罩)，个人卫生用品(卫生巾、尿不湿、棉湿巾)等领域。

(2)本发明制备的聚丙烯无纺布为非交联结构，可以按照一般聚丙烯改性材料回收利用，不造成二次污染，符合循环经济的要求。

(3)使用窄分子量分布聚丙烯后，纺粘挤出机构的扭矩明显下降，可以提高喷丝口压力的稳定性，确保喷出丝的细密均匀。

(4)使用氢调聚合法制备的窄分子量分布聚丙烯相对降解法得到的产物，挥发性有机化合物(volatile organic compounds，VOC)含量更低，在制备成无纺布用于口罩等个人防护用品是无毒无害无异味。

具体实施方式

参考下列实施例进一步详细描述本发明，但是应该说明：本发明决不局限于这些实施例。

本发明实施例中的有关数据按以下测试方法获得：

(1)分子量分布宽度指数Mw/Mn、峰位分子量Mp、重均分子量Mw和Z均分子量Mz：采用英国Polymer Laboratories公司生产的型号为PL-GPC220的凝胶渗透色谱仪结合IR5型红外检测器测定，其中凝胶色谱仪的色谱柱为3根串联的Plgel10μm MIXED-B柱，溶剂及流动相为1,2,4-三氯苯(含0.3g/1000mL抗氧剂2,6-二叔丁基对甲酚)，柱温为150℃，流速为1.0mL/min，采用PL公司生产的EasiCal PS-1窄分布聚苯乙烯标样进行普适标定。

(2)分子量分布宽度中的高分子拖尾指数PI_HT：利用上述方法(1)测定的峰位分子量Mp、重均分子量Mw及Z均分子量Mz，单位为g/mol，按照下式计算得到：

PI_HT＝10⁵×(Mz/Mp)/Mw (式1)

(3)等规度：按国标GB/T 2412描述的方法测量。

(4)结晶温度T_C：采用PE公司DIAMOND型DSC，以金属铟和锌标样对仪器进行校正，样品质量为5mg左右，气氛为氮气，气流量为20mL/min。将含有抗氧剂的待测粒料试样以10℃/min升温至210℃，恒温5min以消除热历史，然后再以10℃/min的冷却速率降温至50℃，记录结晶放热曲线，将结晶放热曲线的峰值对应的温度记为结晶温度T_C。

(5)熔体流动速率MFR：按ISO1133，230℃，2.16kg载荷下测定。

(6)含钛固体催化剂组分及Ziegler-Natta催化剂中的钛原子含量采用购自安合盟(天津)科技发展有限公司的721分光光度计测试。

(7)烷氧基镁和催化剂的粒径尺寸、粒度分布用Malvern Mastersizer TM2000激光粒度仪进行测定，正己烷为分散剂(其中，SPAN＝(D90-D10)/D50)。

(8)烷氧基镁化合物中m值的测定：取0.1克烷氧基镁化合物，加入10mL浓度为1.2mol/L的盐酸水溶液，震荡24小时使其分解，采用气相色谱仪(购自艾伦分析仪器有限公司，型号为GC-7960)对其中的乙醇和2-乙基己醇进行测定，然后按下式计算m值：

其中，w1为2-乙基己醇质量，w2为乙醇质量。

(9)Ziegler-Natta催化剂中内给电子体的含量使用Waters 600E液相色谱进行测定或气相色谱测定。

(10)热变形温度HDT：按照ASTM D648标准测定。在127×13×3mm的标准试片的中心，置放455kPa的负载，以2℃/min升温直到变形量为0.25mm时的温度。

(11)聚丙烯的弯曲模量和弯曲强度：按照ASTM D790-97，GB/T 9341-2008标准测定。

(12)聚丙烯的拉伸强度：按照ASTM D638-00，GB/T 1040.2-2006标准测定。

(13)聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度(IZOD 23/-20℃)：按照ASTM D256-00，GB/T1843-2008标准测定。

(14)无纺布的抗弯刚度测试，该测试方法为ASTM D 5732-95：

通过从布中心切下长1英寸*宽6英寸长条带，获得用于抗弯刚度的试样，其中该条带长轴与布的纵向(MD)平行排列。MD被定义为在布形成过程中与收集器运动或传送带运动平行的布的方向。对于各样品，通过将用分析天平(型号BSA223S-CW，赛多利斯，测得的样品重量除以面积平方米)，确定基重(以克/平方米)。根据ASTMD 5732-95测量布样品的抗弯劲度(G)。C使用下式2计算。

G＝9.8m*C³10^-3(mN·cm)(式2)

其中G是试验件(test piece)的以毫牛顿厘米计的每单位宽度平均抗弯刚度，m是以克/平方米计测得的样品基重，且C是以厘米计的弯曲长度。对于所有测量，指示器与水平面呈41.50°倾斜。

(15)无纺布的拉伸强度测试ASTM D4595-11：

在纵向(MD)上从网中心切下2.5cm宽×15cm长条带，获得无纺织物测量用试样。对于各样品，以克/平方米计的基重。然后将样品与十字头位移MD平行地装载到配有100N传感器(校准和平衡的)和具有2.5英寸初始间距的气动线接触夹具(平端夹具面用橡胶包覆)的Instron5967中。这通过首先将样品***上方夹具并使上方夹具咬合以夹住距样品窄边3cm处来完成。使用接触式引伸计完成断裂伸长率的测量。以0.5cm/s的速度拉伸样品断裂。每0.25毫米位移记录载荷和伸长(0.5％应变增量)。通过将夹具位移除以5cm并乘以100，计算应变。通过将以克(gf)计测得的力除以上述2.5cm宽样品的基重，计算折合载荷(gf/gsm/2.5cm宽)。

(16)氧指数测试：按照国标GB/T 5454-1997描述的方法进行测试。

(17)表面电阻率测试：按照GB/T 1410-2006进行测试。

聚丙烯基础树脂HPP的制备

1.聚丙烯基础树脂HPP101的制备

1)原料

主催化剂的制备：用氮气充分置换带有搅拌器的16L耐压反应器，然后向反应器中加入10L乙醇、300mL 2-乙基己醇、11.2g碘、8g氯化镁和640g镁粉并搅拌混合均匀，在搅拌的同时使体系升温至75℃回流反应，直至不再有氢气排出为止。停止反应，用3L乙醇洗涤、过滤、干燥，得到二烷氧基镁载体。其D50为30.2μm，SPAN为0.81，m值为0.015。取上述二烷氧基镁载体650g、甲苯3250mL和邻苯二甲酸二正丁酯(DNBP)65mL配制成悬浮液。在经过高纯氮气重复置换的16L耐压反应釜中，加入甲苯2600mL和四氯化钛3900mL，升温至80℃，然后将配制好的悬浮液加入釜中，恒温1小时，加入邻苯二甲酸二正丁酯(DNBP)65mL，缓慢升温至110℃，恒温2小时，压滤得固形物。所得固形物加入甲苯5070mL和四氯化钛3380mL的混合液，然后在110℃搅拌处理1小时，如此处理3次。压滤，并将所得的固体用己烷洗涤4次，每次用量为600mL，压滤、干燥，即得主催化剂固体组分。所得催化剂固体组分中钛原子含量2.4wt％，邻苯二甲酸二正丁酯(DNBP)含量为9.5wt％。

在聚合过程中，三乙基铝用作助催化剂；二乙氨基三乙氧基硅烷(DAMTS)用作外给电子体；丙烯和氢气为聚合级，经脱除水、氧后使用；己烷经脱水后使用。

2)试验装置

装置采用连续釜式预聚和卧式釜气相串联聚合工艺。预聚反应器为带夹套冷却的立式搅拌釜，体积为5升，搅拌桨叶为透平式斜浆，搅拌速度为500转/分钟；卧式气相反应器为卧式搅拌釜，体积为0.2立方米，搅拌桨为T型斜桨叶，倾斜角度为10度，搅拌速度为100转/分钟。

3)试验条件

第一步预聚合：反应压力为2.39MPa，反应温度为15℃，反应时间为15分钟；主催化剂、三乙基铝、二乙氨基三乙氧基硅烷(DAMTS)进料量分别为1.3g/hr、0.067mol/hr、0.0058mol/hr；Al/Si摩尔比为8.59；丙烯进料量为15kg/hr。

第二步气相聚合：均聚反应温度为85℃，反应压力为2.35MPa，反应时间85分钟；丙烯的进料量为10kg/hr；反应气相中氢气/丙烯摩尔比为0.013。

4)聚合物性能分析

按照上述条件进行了48小时连续试验，装置操作稳定，将反应得到的聚合物进行分析测试，结果列于表1。

2.聚丙烯基础树脂HPP102的制备

1)原料(同实施例1)；

2)试验装置(同实施例1)；

3)试验条件

第一步预聚合：反应压力为2.39MPa，反应温度为15℃，反应时间为15分钟；主催化剂、三乙基铝、二乙氨基三乙氧基硅烷(DAMTS)进料量分别为0.75g/hr、0.043mol/hr、0.0044mol/hr；Al/Si摩尔比为7.16；丙烯进料量为15kg/hr。

第二步气相聚合：均聚反应温度95℃，反应压力为2.35MPa，反应时间85分钟；丙烯的进料量为10kg/hr；反应气相中氢气/丙烯摩尔比为0.006。

4)试验结果

按照上述条件进行了48小时连续试验，装置操作稳定，将反应得到的聚合物进行分析测试，结果列于表1。

3.聚丙烯基础树脂HPP103的制备

1)原料(同实施例1)；

2)试验装置(同实施例1)；

3)试验条件

第一步预聚合：反应压力为2.39MPa，反应温度为15℃，反应时间为15分钟；主催化剂、三乙基铝、二乙氨基三乙氧基硅烷(DAMTS)进料量分别为0.75g/hr、0.043mol/hr、0.0044mol/hr；Al/Si摩尔比为7.16；丙烯进料量为15kg/hr。

第二步气相聚合：均聚反应温度100℃，反应压力为2.35MPa，反应时间85分钟；丙烯的进料量为10kg/hr；反应气相中氢气/丙烯摩尔比为0.006。

4)试验结果

按照上述条件进行了48小时连续试验，装置操作稳定，将反应得到的聚合物进行分析测试，结果列于表1。

4.聚丙烯基础树脂HPP104的制备

1)原料

主催化剂的制备：用氮气充分置换带有搅拌器的16L耐压反应器，然后向反应器中加入10L乙醇、300mL 2-乙基己醇、11.2g碘、8g氯化镁和640g镁粉并搅拌混合均匀，在搅拌的同时使体系升温至75℃回流反应，直至不再有氢气排出为止。停止反应，用3L乙醇洗涤、过滤、干燥，得到二烷氧基镁载体。其D50为30.2μm，SPAN为0.81，m值为0.015。取上述二烷氧基镁载体650g、甲苯3250mL和邻苯二甲酸二正丁酯(DNBP)65mL配制成悬浮液。在经过高纯氮气重复置换的16L耐压反应釜中，加入甲苯2600mL和四氯化钛3900mL，升温至80℃，然后将配制好的悬浮液加入釜中，恒温1小时，加入邻苯二甲酸二正丁酯(DNBP)65mL，缓慢升温至110℃，恒温2小时，压滤得固形物。所得固形物加入甲苯5070mL和四氯化钛3380mL的混合液，然后在110℃搅拌处理1小时，如此处理3次。压滤，并将所得的固体用己烷洗涤4次，每次用量为600mL，压滤、干燥，即得主催化剂固体组分。所得催化剂固体组分中钛原子含量2.4wt％，邻苯二甲酸二正丁酯(DNBP)含量为9.5wt％。

在聚合过程中，三乙基铝用作助催化剂；二环戊基二甲氧基硅烷(DCPDMS)用作外给电子体；丙烯和氢气为聚合级，经脱除水、氧后使用；己烷经脱水后使用。

2)试验装置(同实施例1)

3)试验条件

第一步预聚合：反应压力为2.44MPa，反应温度为10℃，反应时间为15分钟；主催化剂、三乙基铝、二环戊基二甲氧基硅烷(DCPDMS)进料量分别为0.87g/hr、0.047mol/hr、0.0079mol/hr；Al/Si摩尔比为6.11；丙烯进料量为15kg/hr。

第二步气相聚合：均聚反应温度为85℃，反应压力为2.4MPa，反应时间90分钟；丙烯的进料量为10kg/hr；反应气相中氢气/丙烯摩尔比为0.03。

4)试验结果

按照上述条件进行了48小时连续试验，装置操作稳定，将反应得到的聚合物进行分析测试，结果列于表1。

5.聚丙烯基础树脂HPP105的制备

1)原料(同对比例2)；

2)试验装置(同实施例1)；

3)试验条件

第一步预聚合：反应压力为2.34MPa，反应温度为10℃，反应时间为15分钟；主催化剂、三乙基铝、二环戊基二甲氧基硅烷(DCPDMS)进料量分别为0.6g/hr、0.047mol/hr、0.0079mol/hr；Al/Si摩尔比为6.11；丙烯进料量为15kg/hr。

第(2)步气相聚合：均聚反应温度为66℃，反应压力为2.3MPa，反应时间90分钟；丙烯的进料量为10kg/hr；反应气相中氢气/丙烯摩尔比为0.05。

4)试验结果

按照上述条件进行了48小时连续试验，装置操作稳定，将反应得到的聚合物进行分析测试，结果列于表1。

6.聚丙烯基础树脂HPP106的制备

1)原料：除未使用外给电子体外，其它同实施例1；

2)试验装置(同实施例1)；

3)试验条件

第一步预聚合：反应压力为2.5MPa，反应温度为15℃，反应时间为15分钟；主催化剂、三乙基铝进料量分别为0.4g/hr、0.058mol/hr；丙烯进料量为10kg/hr。

第二步气相聚合：均聚反应温度91℃，反应压力为2.3MPa，反应时间60分钟；丙烯的进料量为10kg/hr；反应气相中氢气/丙烯摩尔比为0.008。

实施例

实施例1

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

本实施例制备的阻燃剂和聚丙烯组合物的原料配比和反应条件列于表2和表3中。其中，阻燃剂组分A为氧化膦，阻燃剂组分B为过渡金属盐，阻燃剂组分C为无机阻燃剂组分。

1)(无卤)阻燃剂的制备

将三苯基氧化膦与硝酸钴加入乙醇中，以100rpm的速率进行搅拌，然后在搅拌下使用微波加热混合物料，加热功率为50W，温度为40℃，加热时间为4h。将微波加热反应后的物料进行超临界干燥，得到三苯基氧化膦与硝酸钴的形成的配合物Co(OPPh₃)₂(NO₃)₂。

将上述制备的配合物Co(OPPh₃)₂(NO₃)₂与氢氧化镁机械搅拌匀化，搅拌速度为10rpm，得到阻燃剂。

2)碳纳米纤维抗静电剂的制备

以碳含量为85wt％的煤沥青为碳源，用磷酸/硝酸/盐酸(体积比1:1:1)混合酸进行研磨预处理，得到预处理物。

将上述预处理物和催化剂硝酸钴加入球磨机中混合，得到复合物。

将所述复合物在950℃高纯氮气保护下进行炭化反应，恒温1.5小时，然后降温到室温，得到自组装碳纳米纤维。无需后处理去除催化剂金属杂质，经测定，含钴2wt％。

3)(无卤)阻燃抗静电聚丙烯组合物的制备

将HPP101、上述制备的碳纳米纤维抗静电剂、泡孔成核剂硼酸锌、抗氧剂1010(BASF公司)和抗氧剂168(BASF公司)与上述制备的阻燃剂一起加入到高速搅拌器中混合均匀。再将混合好的物料加入到科倍隆公司制造的双螺杆挤出机的喂料器中，物料经由喂料器进入双螺杆中，加工过程中螺杆的温度保持在170-200℃之间。经螺杆熔融混合均匀，进入Labline100微颗粒制备***，扭矩控制在65％左右，转速300rpm。得到阻燃抗静电聚丙烯组合物微颗粒。

4)(无卤)阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

95重量份上述阻燃抗静电聚丙烯组合物、5重量份通用LDPE，0.05重量份爽滑剂油酸酰胺。通过高速混合机混合后，使用buss捏合机共混得到，挤出机口模温度为195℃。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备

采用德国莱芬豪舍Reicofil 4纺粘熔喷(Spunbond/Meltblown)设备进行试验。对于该生产线，四个挤出机运行到喷丝头组(复合-纤维构造)。该生产线的操作可以是单线(S)和双线(SS)以及三线(SSS)和四线(SSSS)。此外，也可同熔喷纺粘组合成SMS、SMMS、SSMMS和SSMMSS。这四个挤出机具有不同输出量，并也经过具有不同输出的四个纺丝泵。对于本试验，各纺丝泵的输出相等，并且挤出量为0.75ghm的总输出，利用纺粘技术，从而以150米/分钟的线速度以15gsm制造布，得到的纤维具有3dpf，压花压延辊和光滑辊是相同的油温。压延辊的温度和压力条件见表3。这里，dpf表示单丝纤度即单丝的旦数(denier perfiber)，ghm表示每孔每分钟聚合物的克数，gsm表示每平方米的克数。

实施例2

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

1)阻燃剂、碳纳米纤维抗静电剂、阻燃抗静电聚丙烯组合物的制备方法与实施例1相同，不同之处在于表2和表3中所示的原料配方和反应条件。例如，该实施例采用HPP102，形成的无卤阻燃剂为三辛基氧化膦与硝酸镍形成的配合物Ni(OPOt₃)₂(NO₃)₂，制备得到的碳纳米纤维抗静电剂含镍3wt％。

2)阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

90重量份上述阻燃抗静电聚丙烯组合物，10重量份通用LDPE，0.06重量份爽滑剂油酸酰胺。通过高速混合机混合后，使用buss捏合机共混得到，挤出机口模温度为195℃。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备

采用德国莱芬豪舍Reicofil 4纺粘熔喷(Spunbond/Meltblown)复合设备进行试验。对于该生产线，四个挤出机运行到喷丝头组(复合-纤维构造)。该生产线的操作可以是单线(S)和双线(SS)以及三线(SSS)和四线(SSSS)。此外，也可同熔喷纺粘组合成SMS，SMMS，SSMMS和SSMMSS。这四个挤出机具有不同输出，并也经过具有不同输出的四个纺丝泵。对于本试验，各纺丝泵的输出相等，并且挤出量为0.8ghm的总输出，从而以165米/分钟的线速度以15gsm制造布，得到的纤维具有3dpf，压花压延辊和光滑辊是相同的油温。压延辊的温度和压力条件见表3。这里，dpf表示单丝纤度即单丝的旦数(denier per fiber)，ghm表示每孔每分钟聚合物的克数，gsm表示每平方米的克数。

实施例3

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

1)阻燃剂、碳纳米纤维抗静电剂、阻燃抗静电聚丙烯组合物的制备方法与实施例1相同，不同之处在于表2和表3中所示的原料配方和反应条件。例如，该实施例采用HPP103，形成的无卤阻燃剂为三辛基氧化膦与硝酸钴形成的配合物Co(OPOt₃)₂(NO₃)₂，制备得到的碳纳米纤维抗静电剂含钴3wt％。

2)阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

85重量份上述阻燃抗静电聚丙烯组合物，15重量份通用LDPE，0.04重量份爽滑剂油酸酰胺。通过高速混合机混合后，使用buss捏合机共混得到，挤出机口模温度为200℃。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备

采用德国莱芬豪舍Reicofil 4纺粘熔喷(Spunbond/Meltblown)复合设备进行试验。对于该生产线，四个挤出机运行到喷丝头组(复合-纤维构造)。该生产线的操作可以是单线(S)和双线(SS)以及三线(SSS)和四线(SSSS)。此外，也可同熔喷纺粘组合成SMS，SMMS，SSMMS和SSMMSS。这四个挤出机具有不同输出，并也经过具有不同输出的四个纺丝泵。对于本试验，各纺丝泵的输出相等，并且挤出量为0.65ghm的总输出，从而以145米/分钟的线速度以18gsm制造布，该纤维具有2dpf，压花压延辊和光滑辊是相同的油温。压延辊的温度和压力条件见表3。这里，dpf表示单丝纤度即单丝的旦数(denier per fiber)，ghm表示每孔每分钟聚合物的克数，gsm表示每平方米的克数。

实施例4

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

1)阻燃抗静电组合物的制备

阻燃抗静电聚丙烯组合物的制备方法同实施例1，不同之处在于阻燃抗静电聚丙烯组合物的制备中，将碳纳米纤维抗静电剂替换为炭黑。

2)阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

85重量份上述阻燃抗静电聚丙烯组合物，15重量份通用LDPE，0.04重量份爽滑剂油酸酰胺。通过高速混合机混合后，使用buss捏合机共混得到，挤出机口模温度为200℃。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备

采用德国莱芬豪舍Reicofil 4纺粘熔喷(Spunbond/Meltblown)复合设备进行试验。对于该生产线，四个挤出机运行到喷丝头组(复合-纤维构造)。该生产线的操作可以是单线(S)和双线(SS)以及三线(SSS)和四线(SSSS)。此外，也可同熔喷纺粘组合成SMS，SMMS，SSMMS和SSMMSS。这四个挤出机具有不同输出，并也经过具有不同输出的四个纺丝泵。对于本试验，各纺丝泵的输出相等，并且挤出量为0.65ghm的总输出，从而以145米/分钟的线速度以18gsm制造布，该纤维具有7dpf，压花压延辊和光滑辊是相同的油温。压延辊的温度和压力条件见表3。这里，dpf表示单丝纤度即单丝的旦数(denier per fiber)，ghm表示每孔每分钟聚合物的克数，gsm表示每平方米的克数。

实施例5

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备同实施例1，不同之处在于，表2中的阻燃抗静电聚丙烯组合物的配方和表3中的压延辊的温度和压力条件。例如，阻燃抗静电聚丙烯组合物中不包含氢氧化镁。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备同实施例1。

实施例6

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备同实施例1，不同之处在于，表2中的阻燃抗静电聚丙烯组合物的配方。例如，阻燃抗静电聚丙烯组合物中的HPP101替换为HPP104。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备同实施例1。

实施例7

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备同实施例1，不同之处在于，表2中的阻燃抗静电聚丙烯组合物的配方和表3中的压延辊的温度和压力条件。例如，阻燃抗静电聚丙烯组合物中的HPP101替换为HPP105。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备同实施例1。

实施例8

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备同实施例1，不同之处在于，表2中的阻燃抗静电聚丙烯组合物的配方和表3中的压延辊的温度和压力条件。例如，阻燃抗静电聚丙烯组合物中的HPP101替换为HPP106。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备同实施例1。

对比例1

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

1)碳纳米纤维抗静电剂、阻燃抗静电聚丙烯组合物的制备方法与实施例1相同，不同之处在于将阻燃剂替换为红磷。

2)阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

95重量份上述阻燃抗静电聚丙烯组合物，5重量份通用LDPE，0.05重量份爽滑剂油酸酰胺。通过高速混合机混合后，使用buss捏合机共混得到，挤出机口模温度为195℃。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备

采用德国莱芬豪舍Reicofil 4纺粘熔喷(Spunbond/Meltblown)复合设备进行试验。对于该生产线，四个挤出机运行到喷丝头组(复合-纤维构造)。该生产线的操作可以是单线(S)和双线(SS)以及三线(SSS)和四线(SSSS)。此外，也可同熔喷纺粘组合成SMS，SMMS，SSMMS和SSMMSS。这四个挤出机具有不同输出，并也经过具有不同输出的四个纺丝泵。对于本试验，各纺丝泵的输出相等，并且挤出量为0.75ghm的总输出，从而以150米/分钟的线速度以15gsm制造布，该纤维具有8dpf，压花压延辊和光滑辊是相同的油温。压延辊的温度和压力条件见表3。这里，dpf表示单丝纤度即单丝的旦数(denier per fiber)，ghm表示每孔每分钟聚合物的克数，gsm表示每平方米的克数。

对比例2

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

1)碳纳米纤维抗静电剂、阻燃抗静电聚丙烯组合物的制备方法与实施例1相同，不同之处在于将阻燃剂替换为六溴环十二烷与三氧化二锑的组合物(重量比约2.5:1)进行试验。

2)阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

90重量份上述阻燃抗静电聚丙烯组合物，10重量份通用LDPE，0.06重量份爽滑剂油酸酰胺。通过高速混合机混合后，使用buss捏合机共混得到，挤出机口模温度为195℃。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备

使用德国莱芬豪舍Reicofil 4纺粘熔喷(Spunbond/Meltblown)复合设备进行试验。对于该生产线，四个挤出机运行到喷丝头组(复合-纤维构造)。该生产线的操作可以是单线(S)和双线(SS)以及三线(SSS)和四线(SSSS)。此外，也可同熔喷纺粘组合成SMS，SMMS，SSMMS和SSMMSS。这四个挤出机具有不同输出，并也经过具有不同输出的四个纺丝泵。对于本试验，各纺丝泵的输出相等，并且挤出量为0.8ghm的总输出，从而以165米/分钟的线速度以15gsm制造布，得到的纤维具有8dpf，压花压延辊和光滑辊是相同的油温。压延辊的温度和压力条件见表3。这里，dpf表示单丝纤度即单丝的旦数(denier per fiber)，ghm表示每孔每分钟聚合物的克数，gsm表示每平方米的克数。

对比例3

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

1)阻燃抗静电聚丙烯组合物的制备方法同实施例1，不同之处在于阻燃抗静电聚丙烯组合物的制备中，将阻燃剂替换为只使用氢氧化镁。

2)阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

85重量份上述阻燃抗静电聚丙烯组合物，15重量份通用LDPE，0.04重量份爽滑剂油酸酰胺。通过高速混合机混合后，使用buss捏合机共混得到，挤出机口模温度为200℃。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备

采用德国莱芬豪舍Reicofil 4纺粘熔喷(Spunbond/Meltblown)复合设备进行试验。对于该生产线，四个挤出机运行到喷丝头组(复合-纤维构造)。该生产线的操作可以是单线(S)和双线(SS)以及三线(SSS)和四线(SSSS)。此外，也可同熔喷纺粘组合成SMS，SMMS，SSMMS和SSMMSS。这四个挤出机具有不同输出，并也经过具有不同输出的四个纺丝泵。对于本试验，各纺丝泵的输出相等，并且挤出量为0.65ghm的总输出，从而以145米/分钟的线速度以18gsm制造布，该纤维具有10dpf，压花压延辊和光滑辊是相同的油温。压延辊的温度和压力条件见表3。这里，dpf表示单丝纤度即单丝的旦数(denier per fiber)，ghm表示每孔每分钟聚合物的克数，gsm表示每平方米的克数。

对比例4

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

1)阻燃剂、碳纳米纤维抗静电剂、阻燃抗静电聚丙烯组合物的制备方法与实施例1相同，不同之处在于表2和表3中所示的原料配方和反应条件。例如，该实施例采用市售商品化高流动、分子量窄分布聚丙烯产品，牌号为H30S，由镇海炼化公司采用过氧化物降解制备。

2)阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备

85重量份上述阻燃抗静电聚丙烯组合物，15重量份通用LDPE，0.04重量份爽滑剂油酸酰胺。通过高速混合机混合后，使用buss捏合机共混得到，挤出机口模温度为200℃。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备

使用德国莱芬豪舍Reicofil 4纺粘熔喷(Spunbond/Meltblown)复合设备进行试验。对于该生产线，四个挤出机运行到喷丝头组(复合-纤维构造)。该生产线的操作可以是单线(S)和双线(SS)以及三线(SSS)和四线(SSSS)。此外，也可同熔喷纺粘组合成SMS，SMMS，SSMMS和SSMMSS。这四个挤出机具有不同输出，并也经过具有不同输出的四个纺丝泵。对于本试验，各纺丝泵的输出相等，并且挤出量为0.65ghm的总输出，从而以145米/分钟的线速度以18gsm制造布，该纤维具有20dpf，压花压延辊和光滑辊是相同的油温。压延辊的温度和压力条件见表3。这里，dpf表示单丝纤度即单丝的旦数(denier per fiber)，ghm表示每孔每分钟聚合物的克数，gsm表示每平方米的克数。

对比例5

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备同实施例1，不同之处在于，表2中的阻燃抗静电聚丙烯组合物的配方和表3中的压延辊的温度和压力条件。例如，阻燃抗静电聚丙烯组合物中的阻燃剂为只使用三苯基氧化膦。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备同实施例1。

对比例6

1.阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物的制备同实施例1，不同之处在于，表2中的阻燃抗静电聚丙烯组合物的配方。例如，阻燃抗静电聚丙烯组合物中的阻燃剂为只使用硝酸钴。

2.阻燃抗静电聚丙烯无纺布的制备同实施例1。

表1聚丙烯基础树脂合成条件及性能

从表1数据可以看出：

(1)本发明制备的窄分子量分布聚丙烯等规度高，而且可以根据需要调整反应条件以得到不同等规度的聚丙烯。所述聚丙烯的熔点较低，具有优良的刚性和更高的热变形温度，可以被用于密封材料。

(2)常规66℃聚合得到的聚合物产品HPP105的重均分子量与数均分子量之比表征的分子量分布指数比较大，即分子量分布比较宽。本发明的窄分子量分布聚丙烯HPP101、HPP102和HPP103与HPP105相比，聚合物产品的分子量分布窄且具有更高的力学强度。

(3)采用二乙氨基三乙氧基硅烷(DAMTS)为外给电子体(HPP101-HPP103)，聚合物的等规度比较高。将其与使用常规外给电子体的HPP104和HPP105相比，本发明的聚丙烯分子量分布较窄；且催化剂的氢调敏感性也较好。另外，HPP105(聚合温度66℃)与HPP104(聚合温度85℃)相比，分子量分布更宽且等规度更低。

(4)将HPP101-HPP103与HPP106的比较可以看出：加入外给电子体后，聚合物的等规度有了明显的提高，且聚丙烯分子量分布更窄。

(5)本发明的窄分子量分布聚丙烯HPP101-HPP103与HR30相比，分子量分布宽度已经超过了降解法窄分子量分布的水平，高分子拖尾指数PI_HT和结晶温度都明显高于降解法窄分布聚丙烯。PI_HT越高表明聚丙烯中存在更显著的大分子链尾端，这些大分子链尾端在结晶中能够优先成核。因此，本发明的窄分子量分布聚丙烯的制备方法与降解法相比具有更短的成型周期以及更高的成型效率，即本发明的直接聚合方法更加经济、环保、高效。

表2显示了由根据本发明提供的无纺布具有优异的力学性能、阻燃性能及抗静电性能，其中氧指数高达31，可以用于对阻燃水平要求较高领域，同时表面电阻率达到10⁹Ω抗静电级别。无纺布氧指数及相关阻燃测试情况表明，阻燃剂与抗静电剂可以发挥协同效应。

从表3数据可以看出，实施例1-8所获得的聚丙烯基础树脂制备的无纺布具有良好的力学性能，尤其是MD及TD方向拉伸强力均较普通聚丙烯HR30获得的无纺布高，且MD与TD方向的拉伸强力相近，使用该无纺布用于口罩，空气净化器滤芯时具有良好的耐用性，且PM2.5的透过率明显低于对比例1-6所用聚丙烯制得的无纺布。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (11)

1.一种阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物，其以重量份数计包括：

阻燃抗静电聚丙烯组合物 75-95份，优选80-90份；

聚烯烃和/或弹性体 5-25份，优选10-20份；

爽滑剂 0.01-0.25份，优选0.02-0.2份；

其中，所述阻燃抗静电聚丙烯组合物包含阻燃剂，所述阻燃剂包括氧化膦与过渡金属盐形成的配合物。

2.根据权利要求1所述的纤维组合物，其特征在于，所述氧化膦具有如下式I所示的结构：

式I中，R₁、R₂和R₃相同或不同，各自独立地选自C₁-C₁₈直链烷基，C₃-C₁₈支链烷基，C₁-C₁₈直链烷氧基，C₃-C₁₈支链烷氧基，C₆-C₂₀取代或未取代芳香基，以及C₆-C₂₀取代或未取代的芳氧基；

优选R₁、R₂和R₃各自独立地选自C₄-C₁₈直链或支链烷基和碳环数为1或2个的C₆-C₁₈芳香基；

更优选R₁、R₂和R₃各自独立地选自主碳链具有6个以上的碳原子的C₆-C₁₂直链或支链烷基和取代或未取代苯基；

进一步优选所述氧化膦包括三苯基氧化膦、双(4-羟基苯基)苯基氧化膦、双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、三丁基氧化膦、三己基氧化膦、三辛基氧化磷、三癸基氧化膦、磷酸三丁酯和丁基磷酸二丁酯中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的纤维组合物，其特征在于，所述过渡金属盐包括过渡金属有机盐和/或过渡金属无机盐，优选包括过渡金属的硝酸盐、硫氰酸盐、甲酸盐、乙酸盐和草酸盐中的至少一种；所述过渡金属优选为VIII族金属元素，更优选为钴和/或镍。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的纤维组合物，其特征在于，所述阻燃抗静电聚丙烯组合物以重量份数计包括：

5.根据权利要求4所述的纤维组合物，其特征在于，所述碳纳米纤维抗静电剂中含有过渡金属1-5wt％；

优选地，所述碳纳米纤维抗静电剂的制备方法包括：

对碳源进行酸处理，然后与过渡金属催化剂形成复合物，对所述复合物在800-1200℃的温度、在惰性气体保护下进行炭化处理；

所述碳源优选选自碳沥青、石油沥青、煤沥青、煤焦油、天然石墨、人造石墨、竹炭、炭黑、活性炭和石墨烯中的至少一种；更优选选自碳含量为80wt％以上的煤沥青、石油沥青和竹炭中的至少一种；

所述过渡金属催化剂优选选自过渡金属的硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐和茂基化合物中的至少一种；所述过渡金属优选选自铁、钴、镍和铬中的至少一种；

优选所述过渡金属催化剂以过渡金属计与碳源的质量比为(35-70):100。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的纤维组合物，其特征在于，所述阻燃剂还包括无机阻燃剂组分，所述无机阻燃剂组分选自IIA和IIIA族金属氢氧化物，优选选自氢氧化镁和/或氢氧化铝；和/或

所述阻燃剂中所述配合物与所述无机阻燃剂组分的重量比为(1-5):1。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的纤维组合物，其特征在于，所述聚烯烃包括乙丙共聚聚丙烯和/或聚乙烯；优选所述聚乙烯包括低密度聚乙烯和/或高密度聚乙烯；优选所述低密度聚乙烯为乙烯与α-烯烃共聚线性低密度聚乙烯；优选所述α-烯烃包括丙烯、1-丁烯、2-丁烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、3,3-二甲基-1-戊烯、3,4-二甲基-1-戊烯、4,4-二甲基-1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-己烯、5-甲基-1-己烯、1-庚烯、2-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二(碳)烯、1-十四(碳)烯、1-十六(碳)烯、1-十八(碳)烯和1-二十(碳)烯中的至少一种，更优选包括1-丁烯、1-己烯和1-辛烯中的至少一种；和/或

所述弹性体包括热塑性弹性体TPE，热塑性聚氨酯弹性体TPU和聚烯烃弹性体POE中的至少一种。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的纤维组合物，其特征在于，所述爽滑剂的重量份为0.022-0.15重量份，优选为0.03-0.125重量份，更优选为0.04-0.08重量份；和/或

所述爽滑剂为烃类化合物，其分子中包括一个或多个选自羟基、芳基、取代芳基、卤素、烷氧基、酯、不饱和碳、丙烯酸根、羧基、硫酸根和磷酸根的官能团；优选所述爽滑剂包括脂族或芳族金属盐；更优选所述爽滑剂包括C₇-C₂₆脂肪酸金属盐、C₇-C₂₆硫酸金属盐和C₇-C₂₆磷酸金属盐中的至少一种，进一步优选所述爽滑剂包括C₁₀-C₂₂脂肪酸金属盐、C₁₀-C₂₂硫酸金属盐和C₁₀-C₂₂磷酸金属盐中的至少一种；和/或所述金属包括锂、钠、镁、钙、锶、钡、锌、镉、铝、锡和铅中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的纤维组合物，其特征在于，所述脂肪酸包括单羧酸月桂酸、硬脂酸、琥珀酸、硬脂酰基乳酸、乳酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、羟基硬脂酸、蓖麻油酸、环烷酸、油酸、棕榈酸和芥酸中的至少一种；和/或

所述脂肪酸盐包括硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬质酸钠、硬脂酸锌、油酸钙和油酸镁中的至少一种。

10.一种阻燃抗静电聚丙烯纤维，其包括将权利要求1-9中任意一项所述的阻燃抗静电聚丙烯纤维组合物经纺粘纺丝法制得，其中，所述纤维的直径为0.1-50旦。

11.一种由根据权利要求10所述的纤维制成的阻燃抗静电聚丙烯无纺布。