具有超高熔体流动速率的聚丙烯聚合物制造技术

生产具有超高熔体流动速率的烯烃聚合物。该烯烃聚合物可用于生产熔喷纤维和熔喷纤维网，然后可将它们结合到防护服装中。使用齐格勒

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有超高熔体流动速率的聚丙烯聚合物
[0001]相关申请
[0002]本申请基于2020年9月9日提交的美国临时专利申请序列号63/075,861并且要求其优先权，该专利以引用方式并入本文。

技术介绍

[0003]聚烯烃聚合物用于许多和多种应用和领域。例如，聚烯烃聚合物是可以容易地处理的热塑性聚合物。聚烯烃聚合物也可以再循环和重复使用。聚烯烃聚合物由烃(诸如乙烯和α烯烃)形成，其从石油化学品获得并且是可大量获得的。
[0004]作为聚烯烃聚合物的一种类型，聚丙烯聚合物通常具有基于丙烯单体的直链结构。聚丙烯聚合物可具有各种不同的立体特异性构型。例如，聚丙烯聚合物可以是全同立构、间同立构和无规立构的。全同立构聚丙烯可能是最常见的形式，并且可以是高度结晶的。可制备的聚丙烯聚合物包括均聚物、改性的聚丙烯聚合物和包括聚丙烯三元共聚物的聚丙烯共聚物。通过使聚丙烯改性或使丙烯与其他单体共聚，可制备具有用于特定应用的期望特性的各种不同聚合物。
[0005]目前，对于具有非常高的熔体流动速率的聚丙烯聚合物存在特定需求和需要。聚合物的熔体流动速率通常表示在特定温度和负载下在一段时间内流动的熔融聚合物的量。较高的熔体流动速率可指示该聚合物可以容易地加工，特别是在挤出、注塑期间以及在纤维和膜的形成期间。高熔体流动速率聚丙烯聚合物特别适于生产熔喷纤维网。熔喷非织造纤维网通常由熔融热塑性聚合物形成，该熔融热塑性聚合物通过多个细小的、通常为圆形的染料毛细管作为熔融纤维挤出。当纤维形成时，纤维接触高速气体，诸如空气，其使纤维变细以减小它们的直径。然后将熔喷纤维沉积到收集表面上，这形成无规分散的熔喷纤维的纤维网。熔喷纤维可以是连续的或不连续的。熔喷纤维网特别适用于过滤应用。
[0006]例如，熔喷纤维网可结合到设计成覆盖佩戴者的鼻部和嘴部的面罩中。当结合到面罩中时，熔喷纤维网非常适于通过防止微生物(诸如病毒)和其他污染物的通过来保护佩戴者。由于冠状病毒大流行，面罩现在不仅由医疗专业人员佩戴，而且由办公室工作人员、工业工作人员、学生和消费者在几乎所有公共场所佩戴。
[0007]过去，为了生产用于生产熔喷纤维网的具有高熔体流动速率的聚丙烯聚合物，使用茂金属催化剂形成聚合物，或者另选地使聚合物经受过氧化物裂化。当使用茂金属催化剂(其也被称为单位点催化剂)时，聚合方法可能相对缓慢并且效率有些低，因为原料利用率低。此外，在使用齐格勒
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纳塔催化剂和茂金属催化剂之间转变设备以生产聚合物可能是耗时且昂贵的。此外，茂金属催化剂可能易受反应器操作性问题的影响，并且与任何已知的活性限制剂不相容。茂金属催化剂也可能对原料杂质敏感。
[0008]生产高熔体流动高速率聚丙烯聚合物的过氧化物裂化技术也具有各种缺点。例如，过氧化物可能是昂贵的。此外，在该方法期间必须小心地控制过氧化物进料，使得进料足够的过氧化物以实现高熔体流动速率聚合物的稳定生产。此外，未反应的过氧化物可保留在最终材料中，这随时间推移导致降解。最后，过氧化物裂化可产生不需要的挥发物，该
挥发物可能需要通过热氧化方法去除以符合环境法规。
[0009]鉴于上述情况，目前需要更有效的生产高熔体流动速率聚丙烯聚合物的方法。还需要含有高熔体流动速率聚丙烯聚合物的聚丙烯聚合物组合物，其可用于生产所有不同类型的制品，包括熔喷纤维网。

技术实现思路

[0010]本公开整体涉及用于生产高熔体流动速率聚烯烃聚合物的方法，并且涉及通过该方法生产的聚合物。高熔体流动速率聚烯烃聚合物可用于许多不同的应用中。例如，高熔体流动速率聚合物特别适于生产极细纤维，诸如熔喷纤维。在这方面，本公开还涉及由聚合物制成的纤维并且涉及由纤维制成的非织造纤维网。在一个方面，本公开的高熔体流动速率聚合物可用于生产熔喷纤维网，然后将该熔喷纤维网结合到面罩中以提供对空气传播的微生物和污染物的防护。
[0011]例如，在一个实施方案中，本公开涉及包含聚丙烯聚合物的聚合物组合物。聚丙烯聚合物的熔体流动速率大于约900g/10min，诸如大于约1000g/10min，诸如大于约1400g/10min，诸如大于约1800g/10min，诸如大于约2200g/10min。聚丙烯聚合物的熔体流动速率通常可以小于约9000g/10min，诸如小于约7000g/10min，诸如小于约4000g/10min。聚丙烯聚合物的分子量分布大于约2.5，诸如为约3至约13，诸如为约3.5至约12。此外，聚丙烯聚合物不含任何过氧化物。在一个方面，聚丙烯聚合物是聚丙烯均聚物。
[0012]本公开的聚丙烯聚合物不仅具有非常高的熔体流动速率，而且可具有受控量的二甲苯可溶物含量。例如，聚丙烯聚合物可具有约6重量％至约2重量％的二甲苯可溶物含量，包括其间0.1％的所有增量。在一个方面，二甲苯可溶物含量小于约6％，诸如小于约4％，诸如小于约3.5％，诸如小于约3％，诸如小于约2.5％，诸如小于约2％。较低的二甲苯可溶物含量可提供加工优势，而较高的量可产生具有较柔软感觉的非织造物。
[0013]本公开的聚丙烯聚合物可具有小于约100,000g/mol，诸如小于约80,000g/mol，并且通常大于约20,000g/mol，诸如大于约40,000g/mol的重均分子量(Mw)。本公开的聚丙烯聚合物可具有小于约10,000g/mol的数均分子量(Mn)。
[0014]根据本公开，聚丙烯聚合物可以是齐格勒
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纳塔催化的，或者换句话说，在齐格勒
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纳塔催化剂的存在下生产。在一个方面，齐格勒
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纳塔催化剂可包括包含取代的亚苯基二酯的内部电子供体。
[0015]齐格勒
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纳塔催化剂可包含固体催化剂组分、选择性控制剂和任选的活性限制剂。固体催化剂组分可包含镁部分、钛部分和内部电子供体。内部电子供体可以如上所述或者可以是邻苯二甲酸酯化合物。在一个方面，选择性控制剂包含有机硅化合物。例如，选择性控制剂可包含丙基三乙氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷或它们的混合物。在一个方面，活性限制剂(ALA)包含肉豆蔻酸异丙酯或戊酸戊酯(PV)。
[0016]在一个方面，可增加反应器温度以增加熔体流动速率，从而降低重均分子量和降低分子量分布。上述特性可促进熔喷纤维网生产期间的纤维吹塑方法。由该方法生产的聚合物能够以超低旦尼尔和/或以更高的加工速度生产纤维。此外，由该聚合物制成的非织造纤维网是尺寸稳定的并且在生产和处理期间不表现出颈缩。
[0017]在一个方面，固体催化剂组分还可包含有机硅化合物和/或环氧化合物。在再一个
方面，固体催化剂组分可包括有机磷化合物。
[0018]如上所述，本公开的聚合物组合物特别适于生产纤维和膜。可根据本公开生产纤维，诸如熔喷纤维，其直径小于约5微米，诸如小于约2微米，诸如小于约1微米，诸如小于约0.5微米。熔喷纤维网可由纤维制成。熔喷纤维网可用于构造所有不同类型的产品，包括面罩。
[0019]本公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种聚合物组合物，所述聚合物组合物包含：聚丙烯聚合物，所述聚丙烯聚合物具有大于约900g/10min的熔体流动速率，所述聚丙烯聚合物具有大于约3且小于约13的分子量分布，所述聚丙烯聚合物不含任何过氧化物2.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物具有约1000g/10min至约7000g/10min的熔体流动速率。3.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物的熔体流动速率大于约1400g/10min，诸如大于约1800g/10min，诸如大于约2200g/10min。4.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物的重均分子量小于100,000g/mol。5.根据权利要求1所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物的数均分子量小于10,000g/mol。6.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物是聚丙烯均聚物、聚丙烯无规共聚物或聚丙烯嵌段共聚物。7.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物具有小于约6.0重量％，诸如小于约5重量％，诸如小于约4重量％，诸如小于约3重量％，诸如小于约2.5重量％的二甲苯可溶物含量。8.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物具有小于约2重量％的二甲苯可溶物含量。9.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物已被齐格勒
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纳塔催化。10.根据权利要求9所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物已在包含内部电子供体的齐格勒
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纳塔催化剂的存在下被催化，所述内部电子供体包含取代的亚苯基二酯或邻苯二甲酸酯化合物。11.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物以大于约70重量％的量，诸如以大于约80重量％的量，诸如以大于约90重量％的量，诸如以大于约95重量％的量包含在所述组合物中。12.根据权利要求1至10中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物包含与具有较低熔体流动速率的至少一种其他聚合物组合的加工助剂，所述聚丙烯聚合物以小于约50重量％的量，诸如以小于约20重量％的量，诸如以小于约10重量％的量包含在所述组合物中。13.根据权利要求12所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物包含蜡、润滑剂、脱模剂或助流剂。14.根据前述权利要求中任一项所述的聚合物组合物，其中所述聚丙烯聚合物已在齐格勒
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纳塔催化剂的存在下被催化，所述齐格勒
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纳塔催化剂包含固体催化剂组分、选...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：格雷斯公司，
类型：发明
国别省市：