[发明专利]生烟少的聚烯烃组合物和由其制成的纤维、膜和织物

说明书

发明的背景

聚烯烃尤其聚丙烯通常通过将熔融聚合物从模孔例如喷丝板、膜或片材的模头挤出，并骤冷熔融态的长丝、膜或片材，使长丝、膜或片材取向，并在卷到筒管上之前使取向的长丝、膜或片材热定型，从而形成纤维、膜或片材。通常由这种长丝、膜或片材制成织造或非织造织物。

采用Ziegler-Natta类型催化剂制成的聚烯烃具有一个问题，即在纤维的纺丝和膜的挤出工序中，熔融挤出聚烯烃时，产生可见的“烟”。所述“烟”产生于模头处，据认为它含有碳原子数为20-50的挥发性有机化合物。形成的这些挥发性有机化合物随后冷凝，并涂在设备上，产生这样的问题，由于挥发性有机化合物在模头处沉积，使得由这些纤维或膜制成的非织造织物不均匀。

已知向聚烯烃材料内和/或上加入各种添加剂可提高热稳定性、耐紫外光性和可加工性。例如，由于聚烯烃内残留少量催化剂，所以必须在聚烯烃组合物中加入酸中和剂。这些残留催化剂能引起加工设备例如模具表面和模唇腐蚀。加入适量酸中和剂就能够避免或至少减少这些残留物引起的腐蚀。

但是，酸中和剂的选择很重要，因为这会影响聚烯烃组合物的总酸性/碱性，并影响聚合物组合物内的多种有机添加剂的反应。另外，酸中和剂也能够影响聚烯烃的防粘着性能。

实际上，通常将硬脂酸金属盐例如钠盐、钙盐和锌盐加入聚烯烃材料中作为酸中和剂，其中硬脂酸钙是最常用的。虽然其它酸中和剂是已知的，但以用硬脂酸钙为主，这是因为它除了能用作酸中和剂之外，还能起外部润滑剂和加工助剂的作用。

通常向聚烯烃组合物中加入亚磷酸酯化合物，包括2，2’，2”-次氮基[三乙基-三(3，3’，5，5’-四叔丁基-1，1-联苯-2，2’-二基)亚磷酸酯]，使聚烯烃组合物稳定，以抗热降解和氧化降解。各种形式的2，2’，2”-次氮基[三乙基-三(3，3’，5，5’-四叔丁基-1，1-联苯-2，2’-二基)亚磷酸酯]是已知的。例如，在美国专利No.5,326,802中揭示了2，2’，2”-次氮基[三乙基-三(3，3’，5，5’-四叔丁基-1，1-联苯-2，2’-二基)亚磷酸酯]的一种β晶体变态。实施例6揭示了稳定也含有硬脂酸钙的聚丙烯。美国专利No.5,331,031和5,405,893揭示了2，2’，2”-次氮基[三乙基-三(3，3’，5，5’-四叔丁基-1，1-联苯-2，2’-二基)亚磷酸酯]的一种γ晶体变态。实施例4说明了稳定也含有硬脂酸钙的聚丙烯。美国专利No.5,276,076揭示了2，2’，2”-次氮基[三乙基-三(3，3’，5，5’-四叔丁基-1，1-联苯-2，2’-二基)亚磷酸酯]的一种无定形固体变态。实施例3说明了稳定也含有硬脂酸钙的聚丙烯。

美国专利№5834541揭示了生烟少的聚烯烃组合物，它含有除饱和或不饱和脂肪酸的金属盐以外的酸中和剂和稳定体系，该稳定体系包含特定的亚磷酸酯和N，N-二烷基羟胺。该组合物尤其适于制造纤维和膜。

美国专利№5844029揭示了一种热塑性组合物，它含有饱和烃的氧化胺和广义的辅助稳定剂。没有说明辅助稳定剂应当是除饱和或不饱和脂肪酸的金属盐以外的酸中和剂。实施例使用了含有硬脂酸钙的聚丙烯。

本发明的一个目的是提供一种聚烯烃组合物，它在挤出形成纤维或膜时产生最少量的烟雾。

本发明的另一个目的是提供生烟少的聚烯烃组合物，它抗热降解和氧化降解而稳定，以及提供由其制得的纤维、薄膜或织物。

本发明又一个目的是提供一种方法，它可在生产聚烯烃纤维、薄膜或织物时将产生的挥发性有机化合物减少高达90％。

发明的概述

本发明的一个方面涉及一种聚合物组合物，它含有：

(i)含有除饱和或不饱和脂肪酸的金属盐以外的酸中和剂的聚烯烃，

(ii)分布于整个聚合物内的稳定剂体系，它包括：

(a)选自2，2’，2”-次氮基[三乙基-三(3，3’，5，5’-四叔丁基-1，1-联苯-2，2’-二基)亚磷酸酯]和三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的亚磷酸酯；以及

(b)饱和烃氧化胺。

本发明的另一方面，涉及一种聚合物组合物，它包括：

(i)含有除饱和或不饱和脂肪酸的金属盐以外的酸中和剂的聚烯烃，

(ii)加工助剂，包括饱和或不饱和脂肪酸的金属盐，所述饱和或不饱和金属盐的含量最高达200ppm，

(iii)分布于整个聚合物内的稳定剂体系，它包括：