CN112300486A - 一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，按重量百分比计其原料组成为：聚丙烯树脂粉94.95~97.85%；过氧化物引发剂0.2~0.5%；抗氧剂0.05~0.15%；润滑剂0.05~0.1%；柔顺剂1~2%；成核剂0.05~0.5%；驻极体0.3~0.8%；分子量调节剂0.5~1%。本发明低气味，高流动性，具有长久驻极效率，电荷衰减速度慢，制成熔喷布的布面柔软。

Description

一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯

技术领域

本发明涉及熔喷材料生产技术领域，特别涉及一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯。

背景技术

随着经济社会的发展，人们对于环境质量提出了越来越高的要求，对于健康防护越来越重视。近年来，雾霾天气，传染病的频发，人们已经逐渐养成公共场所佩戴防护用品的***残差不齐。

高流动聚丙烯的制备通常有两种方法，一种是采用新型催化剂并在聚合过程中使用氢气调节聚丙烯分子量及其分布，在聚合釜中直接合成高流动性聚丙烯，但这种方法对条件控制要求极高，较难生产出相对分子量分布窄、流动性高的聚丙烯。另一种是向聚丙烯基础树脂中添加有机过氧化物对聚丙烯控制降解，从而提高树脂的流动性，又称为可控流变技术。该技术采用有机过氧化物将聚丙烯树脂中高分子链断裂，使树脂分子量分布变窄，流动性大大改善。该技术工艺反应容易控制，设备投资少，成为近年来的研究热点。

随着2019年底Covid-19疫情全球蔓延，全球医用口罩及民用口罩的需求量剧烈增长。高流动性聚丙烯随着市场需求量的剧增，其价格水涨船高，于是低端的熔喷料在低端熔喷布市场中泛滥，其过滤效差，气阻大，气味重。因过氧化物二次残留进入到无纺布单螺杆中继续反应，或加工温度过高纤维出来后PP内部有二次结晶重新排列过程 而导致熔喷布变脆发硬无法使用；驻电荷母粒多使用有机氟碳聚合物制备，其电荷衰减速度较无机电气石快。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，按重量百分比计其原料组成为：

聚丙烯树脂粉 94.95~97.85%；

过氧化物引发剂 0.2~0.5%；

抗氧剂 0.05~0.15%；

润滑剂 0.05~0.1%；

柔顺剂 1~2%；

成核剂 0.05~0.5%；

驻极体 0.3~0.8%；

分子量调节剂 0.5~1%。

所述聚丙烯树脂粉为熔指25~40g/10min的均聚聚丙烯。

所述过氧化物引发剂为双叔丁基过氧化异丙基苯、DCP、2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧基）己烷、二叔丁基过氧化物中的一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、TNPP 、抗氧剂DLTDP中的一种或几种。

所述润滑剂为含氟聚合物加工助剂PPA或硬脂酸镁中的一种或两种。

所述柔顺剂为氢化聚苯乙烯嵌段共聚、埃克森POE8780、埃克森POE8880、柔顺母粒中的一种。本发明中在高熔指聚丙烯材料的加工中特别加入了柔顺剂，有效降低了熔喷布冷却后因PP重结晶而致使布面变脆的风险。

所述柔顺母粒的制备方法为：50重量份均聚聚丙烯树脂粉、50重量份的埃克森POE8780及0.05重量份的抗氧剂1010，经双螺杆混炼挤出拉条水冷切粒，经振动筛筛选后进入干燥仓干燥后制得。本发明采用特定的柔顺母粒，对埃克森POE8780进行了二次加工，提高其在PP中的相容性及分散性，电荷衰减速率明显减慢。

所述成核剂为增刚成核剂、山梨醇类成核剂（MDBS、CDBS、EDBS）、有机磷酸盐成核剂中的一种。成核剂能辅助降低电荷衰减的速率。

所述驻极体为油酸锌改性电气石粉，油酸锌改性电气石粉的制备方法为：将80~100nm的电气石粉100重量份与质量浓度5-8%的油酸锌乙醇溶液80-120重量份80-100rpm转速下混合30-60min，真空减压干燥后而得。电气石被誉为永远驻电荷材料，可由于其属于无机矿物材料，自身容易团聚且与聚丙烯不易混匀，存在堵塞喷丝板孔的风险。本发明通过油酸锌改性电气石粉，油酸锌能包裹电气石，防止其自身团聚，同时改善了电气石粉与聚丙烯的结合，使得在聚丙烯中分布均匀，降低堵塞喷丝板孔的风险。同时油酸锌还能抑菌除臭，给熔喷布带来一定的抑菌性能并减少异味。

所述分子量调节剂为十二烷基硫醇、CPDB、巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙醇、巯基丙酸中的一种。分子量调节剂可与残留的过氧化物产生氧化还原反应，消耗引发剂，降低熔喷布变脆的概率。

一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯制备方法为：

（1）称取配方量聚丙烯树脂粉、过氧化物引发剂、抗氧剂、润滑剂、柔顺剂、驻极体、成核剂加入高速混合机中，氮气保护下，在转速250rpm-400rpm下混合5-8分钟，得到混合物料；

（2）将混合物料投入料仓，进入双螺杆挤出机进行水冷拉条切粒，所述双螺杆挤出机长径比为40:1~50:1；所述双螺杆挤出机机身各段温度依次为：150℃±5℃、170℃±5℃、190℃±3℃、240℃±3℃、240℃±3℃，240℃±3℃，240℃±3℃，180℃±5℃，机头温度180℃±5℃，双螺杆转速170±5rpm。

本发明的有益效果是：低气味，高流动性，具有长久驻极效率，电荷衰减速度慢，制成熔喷布的布面柔软。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1：

一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，按重量百分比计其原料组成为：

聚丙烯树脂粉 94.95%（熔指40g/10min）；

过氧化物引发剂 0.5%（阿克苏BIBP）；

抗氧剂 0.15%（抗氧剂1076与168质量比1:1的混合物）；

润滑剂 0.1%（含氟聚合物加工助剂PPA）；

柔顺剂 2%（科腾HSBC）；

成核剂 0.5%（山梨醇类成核剂EDBS，市售）；

驻极体 0.8%（油酸锌改性电气石粉）；

分子量调节剂 1%（十二烷基硫醇）。

实施例2：

一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，按重量百分比计其原料组成为：

聚丙烯树脂粉 97.85%（熔指40g/10min）；

过氧化物引发剂 0.2%（阿克苏DTBP）；

抗氧剂 0.05%（抗氧剂1076与168质量比1:1的混合物）；

润滑剂 0.05%（硬脂酸镁）；

柔顺剂 1%（埃克森POE8880）；

成核剂 0.05%（增刚成核剂，市售）；

驻极体 0.3%（油酸锌改性电气石粉）；

分子量调节剂 0.5%（CPDB）。

实施例3：

一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，按重量百分比计其原料组成为：

聚丙烯树脂粉 97.05%（熔指40g/10min）；

过氧化物引发剂 0.3%（2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧基）己烷）；

抗氧剂 0.08%（抗氧剂1076与168质量比1:1的混合物）；

润滑剂 0.07%（硬脂酸镁）；

柔顺剂 1.2%（埃克森POE8780）；

成核剂 0.1%（山梨醇类成核剂MDBS，市售）；

驻极体 0.5%（油酸锌改性电气石粉）；

分子量调节剂 0.7%（巯基乙醇）。

实施例4：

本实施例与实施例3不同之处在于柔顺剂替换为柔顺母粒。

对比例1

一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，按重量百分比计其原料组成为：

聚丙烯树脂粉 94.75%（熔指40g/10min）；

过氧化物引发剂 0.5%（阿克苏BIBP）；

抗氧剂 0.15%（抗氧剂1076与168质量比1:1的混合物）；

润滑剂 0.1%（含氟聚合物加工助剂PPA）；

柔顺剂 2%（科腾HSBC）；

成核剂 0.5%（山梨醇类成核剂EDBS，市售）；

驻极体 1%（油酸锌改性电气石粉）；

分子量调节剂 1%（十二烷基硫醇）。

对比例2：

一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，按重量百分比计其原料组成为：

聚丙烯树脂粉 96.95%（熔指40g/10min）；

过氧化物引发剂 0.5%（阿克苏BIBP）；

抗氧剂 0.15%（抗氧剂1076与168质量比1:1的混合物）；

润滑剂 0.1%（含氟聚合物加工助剂PPA）；

成核剂 0.5%（山梨醇类成核剂EDBS，市售）；

驻极体 0.8%（油酸锌改性电气石粉）；

分子量调节剂 1%（十二烷基硫醇）。

对比例3：

一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，按重量百分比计其原料组成为：

聚丙烯树脂粉 98.85%（熔指40g/10min）；

过氧化物引发剂 0.2%（阿克苏DTBP）；

抗氧剂 0.05%（抗氧剂1076与168质量比1:1的混合物）；

润滑剂 0.05%（硬脂酸镁）；

成核剂 0.05%（增刚成核剂，市售）；

驻极体 0.3%（油酸锌改性电气石粉）；

分子量调节剂 0.5%（CPDB）。

对比例4

一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，按重量百分比计其原料组成为：

聚丙烯树脂粉 98.25%（熔指40g/10min）；

过氧化物引发剂 0.3%（2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧基）己烷）；

抗氧剂 0.08%（抗氧剂1076与168质量比1:1的混合物）；

润滑剂 0.07%（硬脂酸镁）；

成核剂 0.1%（山梨醇类成核剂MDBS，市售）；

驻极体 0.5%（油酸锌改性电气石粉）；

分子量调节剂 0.7%（巯基乙醇）。

本发明中油酸锌改性电气石粉的制备方法为：将80~100nm的电气石粉100重量份与质量浓度5-8%的油酸锌乙醇溶液80-120重量份80-100rpm转速下混合30-60min，真空减压干燥后而得。

本发明的制备方法为：

（1）称取配方量聚丙烯树脂粉、过氧化物引发剂、抗氧剂、润滑剂、柔顺剂、驻极体、成核剂加入高速混合机中，氮气保护下，在转速250rpm-400rpm下混合5-8分钟，得到混合物料；

（2）将混合物料投入料仓，进入双螺杆挤出机进行水冷拉条切粒，所述双螺杆挤出机长径比为40:1~50:1；所述双螺杆挤出机机身各段温度依次为：150℃±5℃、170℃±5℃、190℃±3℃、240℃±3℃、240℃±3℃，240℃±3℃，240℃±3℃，180℃±5℃，机头温度180℃±5℃，双螺杆转速170±5rpm。

将实施例1-4及对比例1-4的产品进行检测，检测结果见下表：

。

结论：对比实施例3和实施例4的数据表明，当柔顺剂由埃克森POE8780替换为本发明的柔顺母粒，即改性的埃克森POE8780时，提高POE8780在PP中的相容性及分散性，电荷衰减速率明显减慢，效果明显。从实施例1-3看，随着驻极体含量的增加，产品中的灰分逐渐增加没有显著差异，然而，当驻极体含量由0.8%上升到1%（对比实施例1和对比例1），产品中的灰分显著增加，增加了喷丝板堵塞的风险，因此，要严格控制驻极体含量在1%之下。对比例2-4与实施例1-3对比表明，不加柔顺剂布面会发硬变脆，严重影响性能。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，按重量百分比计其原料组成为：

聚丙烯树脂粉 94.95~97.85%；

过氧化物引发剂 0.2~0.5%；

抗氧剂 0.05~0.15%；

润滑剂 0.05~0.1%；

柔顺剂 1~2%；

成核剂 0.05~0.5%；

驻极体 0.3~0.8%；

分子量调节剂 0.5~1%。

2.根据权利要求1所述的一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，所述聚丙烯树脂粉为熔指25~40g/10min的均聚聚丙烯。

3.根据权利要求1所述的一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，所述过氧化物引发剂为双叔丁基过氧化异丙基苯、DCP、2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧基）己烷、二叔丁基过氧化物中的一种；所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、TNPP 、抗氧剂DLTDP中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，所述润滑剂为含氟聚合物加工助剂PPA或硬脂酸镁中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，所述柔顺剂为氢化聚苯乙烯嵌段共聚、埃克森POE8780、埃克森POE8880、柔顺母粒中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，所述柔顺母粒的制备方法为：50重量份均聚聚丙烯树脂粉、50重量份的埃克森POE8780及0.05重量份的抗氧剂1010，经双螺杆混炼挤出拉条水冷切粒，经振动筛筛选后进入干燥仓干燥后制得。

7.根据权利要求1所述的一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，所述成核剂为增刚成核剂、山梨醇类成核剂、有机磷酸盐成核剂中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，所述驻极体为油酸锌改性电气石粉，油酸锌改性电气石粉的制备方法为：将80~100nm的电气石粉100重量份与质量浓度5-8%的油酸锌乙醇溶液80-120重量份80-100rpm转速下混合30-60min，真空减压干燥后而得。

9.根据权利要求1所述的一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，所述分子量调节剂为十二烷基硫醇、CPDB、巯基乙醇、巯基乙酸、巯基丙醇、巯基丙酸中的一种。

10.根据权利要求1所述的一种低气味高流动性长久驻极效率的聚丙烯，其特征在于，其制备方法为：

（1）称取配方量聚丙烯树脂粉、过氧化物引发剂、抗氧剂、润滑剂、柔顺剂、驻极体、成核剂加入高速混合机中，氮气保护下，在转速250rpm-400rpm下混合5-8分钟，得到混合物料；

（2）将混合物料投入料仓，进入双螺杆挤出机进行水冷拉条切粒，所述双螺杆挤出机长径比为40:1~50:1；所述双螺杆挤出机机身各段温度依次为：150℃±5℃、170℃±5℃、190℃±3℃、240℃±3℃、240℃±3℃，240℃±3℃，240℃±3℃，180℃±5℃，机头温度180℃±5℃，双螺杆转速170±5rpm。