[发明专利]一种低气味窄分子量分布的高熔指聚丙烯及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，公开了一种低气味窄分子量分布的高熔指聚丙烯及其制备方法，其制备方法包括如下步骤：(1)按质量份数将95～99份聚丙烯、0.2～0.5份成核剂、0.1～0.5份抗氧剂、0.1～0.5份加工助剂加入至双螺杆挤出机熔融共混；(2)将0.6～3.5份降解剂分批加入，得到所述高熔指聚丙烯；所述降解剂至少分3批加入；所述双螺杆挤出机的长径比为56～64，至少包括10段，至少设有3个加料口和至少2个脱挥口。得到的高熔指聚丙烯的熔点分子量分布不大于3，熔点不低于165℃，熔喷过程中工艺更加稳定，制备的熔喷布布面更加均匀。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种低分子量窄分子量分布的高熔指聚丙烯及其制备方法。

背景技术

高熔指聚丙烯一般指熔融指数极高的聚丙烯材料，是作为熔喷工艺无纺布的主要原料，是口罩、防护服、尿不湿、汽车隔音棉等产品的核心材料。目前有如下三种工艺制备高熔指聚丙烯，第一种是在聚丙烯聚合过程中控制氢气的工艺(即氢调法)，但这种工艺制备的聚丙烯熔指范围有限，而且分子量分布通常较宽，不利于熔喷无纺布的生产；第二种是茂金属催化剂直接聚合法合成超高流动性聚丙烯，这种方法获得的产物的分子量分布虽然较窄，但催化剂成本价高，较高的产品价格导致很难在下游企业推广；第三种是在常规聚丙烯中加入过氧化物引发剂，通过引发可控自由基分子链断裂的降解反应获得高熔指聚丙烯，这种工艺不仅生产成本低，而且熔指可调控，产品适合熔喷无纺布生产工艺，在现有高熔指聚丙烯的生产中被采用的较多。

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，对于自身健康的重视程度也越来越高。高熔指聚丙烯作为无纺布产品的重要原料，人们也对其提出了越来越高的要求。作为与人体健康密切相关的呼吸防护用品，本身的无毒、无味、无刺激性与人的健康和舒适度密切相关。现有技术中通过添加过氧化物自由基的引发，聚丙烯降解作用生产的超高流动性聚丙烯产品，因为含有较多的引发剂残留和自由基降解反应形成的小分子副产物，导致产品的可挥发性有机物(VOC)含量较高，气味等级普遍超出行业卫生要求，携带大量有机小分子和芳香类物质的呼吸防护用品势必会在消费者使用过程中被吸进体内，长此以往就会对使用者的健康造成影响。同时，随着人们追求的高端化趋势，无纺布制品的市场需求快速发展，在一些需要耐高温的场合，现有技术生产的高熔指聚丙烯产品往往难以达到所需的性能要求。而且高熔指聚丙烯的分子量分布过宽，在熔喷过程中极容易导致熔喷工艺不稳定，做不来的熔喷布出现沙眼、厚薄不均匀等问题。

例如CN103571039A公开了一种高熔指聚丙烯组合物及其制备方法，包括下列组分：聚丙烯100份，过氧化物母料13～21份，成核剂母料1.0～2.0份，所述聚丙烯熔融指数为0.2～4g/10min，所述过氧化物母料由聚丙烯粉料98～99份和过氧化物1.0～2.0份组成，所述过氧化物为叔丁基过氧化物或2,5-二甲基-2,5-(二叔丁基过氧)己烷，所述成核剂母料由聚丙烯粉料90份、成核剂10份、主抗氧剂0.1份、辅助抗氧剂0.1份、稳定剂0.1份组成，所述成核剂为TMP-5或NAP-71刚性成核剂，所述主抗氧剂为四[β(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(4-羟基苯基-3,5-二叔丁基)丙酸正十八碳醇酯，所述辅助抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯，所述份数均为重量份。所述组分按一定比例混合均匀后，在双螺杆挤出机(长径比为40、螺杆直径为35cm)于170℃～220℃下共混挤出，产物经冷却、造粒，得到高熔指、高性能的聚丙烯树脂。

在现有的技术中，将聚丙烯、过氧化物母粒、成核剂母粒在双螺杆挤出机中共混挤出熔融造粒制备高熔指、高性能的聚丙烯树脂，该方法为了得到最终产品物料需要经过三次双螺杆造粒，能耗较高、费时费力。此外还有，将粉状聚丙烯和过氧化物类化学降解剂加入带搅拌的反应釜中通过固相降解反应制备高熔指的聚丙烯，但该方法得到的产品熔指可控性差、分子量分布较宽，化学降解剂残留较多，均未提出完整有效的得到降低气味和易挥发组分的聚丙烯材料的技术方案。因此，本领域技术人员有必要提供一种能够同时兼顾低气味、分子量分布窄、耐高温等特性的高熔指聚丙烯。

发明内容