一种用于制备ES纤维皮层的聚烯烃材料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种用于制备es纤维皮层的聚烯烃材料及其制备方法。

背景技术：

1、目前，生产es纤维的pe原料主要使用的工艺有以下几种：

2、(1)溶液法；该工艺是采用溶液法生产pe的装置，使用ziegler-natta催化剂，可生产全密度的聚乙烯产品，密度范围0.905～0.965g/cm3，mfr为0.15～150g/10min,可生产窄分子量分布及宽分子量分布,mn/mw为3～20的聚乙烯产品。

3、(2)气相流化床法；气相流化法可以生产密度为0.880～0.970g/cm3的全密度pe产品。

4、(3)淤浆法双釜工艺；该工艺可生产0.1g/10min到30g/10min熔融指数，0.910-0.970g/cm3的聚乙烯产品。

5、(4)淤浆双环管法；利用两个环管反应器及此工艺特有的中间处理单元，可生产超高分子量的产品和双峰产品，分子量分布可宽也可窄，产品密度范围0.920-0.970g/cm3。

6、目前，生产es纤维的pp原料主要使用的工艺有以下几种：

7、制备高熔指聚丙烯常用的技术方案有三种：氢调法、采用新型催化剂法和可控流变法。

8、氢调法是指在生产线上通过调节聚合反应釜内氢气的浓度，控制聚丙烯的分子量及熔融指数。它的熔指调节范围有限，通常需要配合使用高氢敏感性催化剂，产品的分子量分布较宽。受限于生产装置采用的水下切料机，采用氢调法生产熔喷专用料时得到的产品无法造粒，只能出产粉料。

9、采用新型催化剂，例如专用的茂金属催化剂，可以直接聚合成纤维级聚丙烯树脂。该技术的优势在于分子量分布较窄，无气味。但与可控流变法相比，在纺丝效果上无明显提高，且成本较高，流程复杂。

10、可控流变法，也称降解法，是指在聚丙烯中加入过氧化物自由基引发剂(如301、101、dtbp等)，过氧化物自由基使pp分子链上应力最大的环节发生化学降解。这种方法将优先使大分子链中部发生断裂，因而较多降解大分子部分，小分子部分变化不大，中间组分含量提高，分子量分布变窄。它的优势在于生产成本低、熔指可调范围广，分子量分布较窄，生产灵活。

11、以上的这些方法，在下游生产es纤维时，往往出现以下问题：连续可纺性差，滤网易堵塞；纺丝时滤网的压升大；喷丝板上歪头、堵喷丝孔、黑点等现象较多；纤维出现熔垂。烟雾大：高温纺丝过程中产生烟/雾较大；油滴累积在喷丝板上，污染纤维丝束。力学性能不佳：纺丝过程容易断丝，有粗丝。

12、ppa、有机硅等加工助剂通常用于润滑剂，起到防粘、提高制品光滑度、加工流变助剂等作用。例如一种防粘贴的聚乙烯或聚丙烯复合材料(cn 114213735、cn 114213763)利用了硅氧烷和ppa等作为润滑剂起到表面疏水作用，增强基体的防粘贴效果。cn114644805及cn114644805a公开了添加丙烯酸烷基酯和含氟丙烯酸烷基酯的混合物等含氟混合物，在聚合物加工过程中，发挥润滑的作用，从而提高制品的光亮和光滑度，同时减少了抗黄变剂迁移到物体表面，从而更充分发挥抗黄变性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种聚烯烃材料，包括以下重量份的组分：聚烯烃95-100份，润滑除酸剂0.001-0.05份，抗氧剂0.001-0.5份，特殊加工助剂0-1份。

2、所述润滑除酸剂有硬脂酸锌、硬脂酸钙、水滑石、氧化锌的一种或者几种混合物。

3、抗氧剂为0423114168626107610102452711330944111357705057等一种或几种混合物。

4、所述聚烯烃熔体流动速率为15.0-100.0g/10min。

5、所述特殊加工助剂为含氟助剂、氟橡胶、有机硅、树状高分子、聚乙二醇中的一种或多种混合物。

6、优选的，所述特殊加工助剂为含氟聚合物；所述含氟聚合物为一个或者多个氟代烯烃的共聚物或氟代烯烃与其他烯烃的共聚物。

7、上述聚烯烃制备方法，包括以下步骤：使用高活性催化剂，以乙烯、丙烯、辛烯中的一种或几种为原料引发聚合反应，生成乙烯粉料，并与润滑剂和其他助剂在双螺杆挤出机内熔融混合均匀后挤出，即得所述聚烯烃材料。

8、上述聚烯烃材料还可以通过母粒添加的方法进行制备，包括以下步骤：

9、(1)制备母粒：聚烯烃45-50份，润滑除酸剂0-10份，抗氧复配剂0-5份，特殊加工助剂0-50份，将按上述配方配制备好的原料混合均匀后加入高速捏合机或双辊混炼机内，于温度70-160℃下加工成型，获得母粒；

10、(2)将母粒与聚烯烃材料在双螺杆挤出机内熔融混合均匀后挤出。

11、上述聚烯烃材料在制备皮芯结构的es纤维皮层中的应用，包括以下步骤：将皮层树脂及芯层树脂分别加热熔融，通过滤网和分配板将皮层及芯层导流分配形成皮芯复合结构，然后从喷丝板的喷丝孔中喷出，在滚轮的牵引下，在空气中受重力及喷丝压力作用下拉伸冷却形成长丝，再经上油，再进行多段拉伸，最后上油干燥打包形成es纤维。

12、本发明的有益效果在于：

13、本发明所述的特殊加工助剂(含氟助剂、氟橡胶、有机硅、树状高分子、聚乙二醇中的一种或多种混合物)与普通润滑剂(包括润滑油、润滑脂羧酸、脂酸酸或羧酸酯及其它酯类润滑剂、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、乙烯与其它烯烃的共聚物等)相比，在es纤维中的作用机理不相同。虽然因为所述的特殊加工助剂有些在聚合物基体熔融状态下可以起到和润滑剂相同的降低粘度的作用，有时也会作为润滑剂、在一些复合聚烯烃材料中起到防粘、提高制品光滑度、改善加工流变等作用，但在本发明的案例中，所述特殊加工助剂并非只起到润滑的作用。

14、本发明所述的特殊加工助剂(含氟助剂、氟橡胶、有机硅、树状高分子、聚乙二醇中的一种或多种混合物)在消除熔体破裂、减少凝胶生成等方面在es纤维上起到我们意想不到的作用，其中降低滤网堵塞与其减少凝胶生成有很大关系。在纺丝上对断丝及丝束形态的改善，与其可以消除熔体破裂的特性有关。在所述的五种助剂中，ppa比氟橡胶类助剂、有机硅类助剂、树状高分子、聚乙二醇效果更优，其原因为ppa除了可以消除熔体破裂、减少凝胶生成因而可以在es纤维上起到我们意想不到的降低滤网堵塞、改善断丝及丝束形态的作用，它还能大幅减少聚合物分子内的内摩擦，这和它具有极低的表面能有关。ppa减少了聚合物分子内的内摩擦，有助于减少纺丝时聚合物经过滤网的压升，减少喷丝板上歪头、堵喷丝孔、黑点等现象，防止纤维出现熔垂，也对有助力提升es纤维的力学性能。另外ppa在聚烯烃等聚合物中溶解度较低，在加工过程中可以从熔体中渗出到熔体表面，当聚合物熔体在金属材料制造而成的喷丝板和分配板中的极细流道中高速流动时，在熔体和金属的界面上形成一个隔离层，减小熔体流动过程与流道壁产生的摩擦，既可以改善加工过程中熔体运动不均匀状态，也可降低熔体因高速流动的摩擦作用带来的熔体温度的快速上升，这些可以避免熔体在高速通过流道后在喷丝口处出现歪头、堵喷丝孔、黑点、油滴等现象；同时也可以降低纺丝过程中因为热量积蓄而导致聚合物纺丝过程中产生的烟或雾。

15、ppa、有机硅等加工助剂通常用于润滑剂，起到防粘、提高制品光滑度、加工流变助剂等作用。但用于es纤维上起到了意想不到的作用，可以改善纺丝时滤网的压升大，滤网易堵塞的问题，延长滤网的使用周期；喷丝板上歪头、堵喷丝孔、黑点；高温纺丝过程中产生烟/雾较大，纺丝过程容易断丝等问题。

16、本发明聚烯烃材料具有良好的纤维加工性能，可以降低纤维在喷丝板流道内的温升及压升，提高纤维耐高温喷丝的能力，延长滤网的使用周期；使用其为皮层制备的双组分es纤维，具有良好的柔软度及光滑触感。