具体实施方式

因此，本发明涉及丙烯均聚物用于生产纤维的用途；其中丙烯均聚物的特征在于：

-熔点范围为150℃至164℃；优选155℃至163℃；更优选158℃至163℃；

-在25℃下二甲苯可溶级分在6.0wt％与2.0wt％之间；优选地在5.0wt％与2.5wt％之间；更优选在4.5wt％与3.0wt％之间；

-在25℃下丙酮可溶级分在0.5wt％与2.0wt％之间，优选在0.8wt％与1.5wt％之间；

-在25℃下丙酮可溶级分/在25℃下不溶于丙酮的部分的比率在0.30与0.60之间；优选地在0.35与0.55之间，更优选地在0.43与0.50之间；

-多分散指数为2.8至4.5；优选地范围为3.0至4.0；

-熔体流动速率(ISO 1133，230℃/2.16kg)为2与40g/10min之间；优选地在5与20g/10min之间；更优选地在7与15g/10min之间。

用于生产根据本发明的纤维的聚丙烯均聚物具有非常低的低聚物含量，这意味着可以显著降低纤维生产期间的烟气产生。低聚物含量优选低于1500ppm；优选低于1200ppm；甚至更优选低于1000ppm。

通过使用丙烯均聚物获得的纤维也显示出增加的韧度和改进的触觉。

本文公开的丙烯均聚物可以通过包括在催化剂存在下使丙烯与乙烯聚合的方法制备，所述催化剂包含以下物质之间的反应产物：

(i)包含Ti、Mg、Cl和至少一种电子给体化合物的固体催化剂组分，其特征在于，相对于所述固体催化剂组分的总重量，其包含0.1至50wt％的Bi；外部给体优选为戊二酸的酯，优选戊二酸的烷基酯，例如13，3-二丙基戊二酸酯；优选地，戊二酸的酯以与如9，9-双(甲氧基甲基)芴的9，9-双(烷氧基甲基)芴的混合物使用；优选地，戊二酸的酯与9，9-双(烷氧基甲基)芴之间的摩尔比为50∶50至90∶10；优选地从60∶40至80∶20；更优选65∶35至75∶25；烷基为C1-C10烷基，例如甲基、乙基丙基；丁基基团；1

(ii)烷基铝化合物；以及

(iii)具有以下通式的外部电子给体化合物：

(R¹)_aSi(OR²)_b

其中R¹和R²独立地选自具有1-8个碳原子、任选地包含杂原子的烷基，a为0或1，并且a+b＝4。

优选地，在催化剂组分中，Bi的含量为0.5至40wt％，更优选1至35wt％，特别是2至25wt％，在非常特别的实施方案中为2至20wt％。

固体组分的颗粒具有基本上球形的形态和5与150μm之间、优选20与100μm之间和更优选30与90μm之间的平均直径。作为具有基本上球形形态的颗粒，是指其中较大轴和较小轴之间的比率等于或低于1.5、优选低于1.3的那些颗粒。

通常，Mg的量优选为8-30wt％、更优选10-25wt％。

通常，Ti的量为0.5至5wt％、更优选0.7至3wt％。

Mg/Ti摩尔比优选等于或高于13、优选为14至40、更优选为15至40。相应地，Mg/给体摩尔比优选高于16、更优选高于17、通常为18至50。

Bi原子优选衍生自一种或多种不具有双碳键的Bi化合物。特别地，Bi化合物可以选自Bi卤化物、Bi碳酸盐、Bi乙酸盐、Bi硝酸盐、Bi氧化物、Bi硫酸盐和Bi硫化物。优选其中Bi具有3⁺价态的化合物。在Bi卤化物中，优选的化合物是Bi的三氯化物和Bi的三溴化物。最优选的Bi化合物是BiCl₃。

固体催化剂组分的制备可以根据若干方法进行。

根据一种方法，可以通过使式Ti(OR)_q-yX_y的钛化合物(其中q是钛的化合价，y是1与q之间的数，优选TiCl₄)与衍生自式MgCl₂·pROH的加合物的氯化镁(其中p是0.1与6之间的数，优选2至3.5，R是具有1-18个碳原子的烃基)反应来制备固体触媒组分。通过混合醇和氯化镁，在加合物的熔融温度(100-130℃)下在搅拌条件下操作，可以制备球形形式的加合物。然后，将加合物与和加合物不混溶的惰性烃混合，从而产生快速骤冷的乳液，导致加合物以球形颗粒的形式固化。根据该程序制备的球形加合物的实例描述于USP 4,399,054和USP 4,469,648中。所得加合物可以直接与Ti化合物反应，或者它可以预先进行热控制脱醇(80-130℃)以获得其中醇的摩尔数通常低于3、优选0.1与2.5之间的加合物。与Ti化合物的反应可以通过将加合物(脱醇或未脱醇)悬浮在冷TiCl₄(通常0℃)中来进行；将混合物加热至80-130℃并在该温度下保持0.5-2小时。用TiCl₄处理可以进行一次或多次。电子给体化合物可以在用TiCl₄处理期间以所需比例加入。

有几种方法可用于在催化剂制备中加入一种或多种Bi化合物。根据优选的选择，Bi化合物在其制备过程中直接掺入MgCl₂·pROH加合物中。特别地，Bi化合物可以在加合物制备的初始阶段通过将其与MgCl₂和醇一起混合而加入。或者，可以在乳化步骤之前将其加入到熔融加合物中。引入的Bi的量为0.1至1mol/mol加合物中的Mg。直接结合到MgCl₂·pROH加合物中的优选Bi化合物是Bi卤化物，特别是BiCl₃。

烷基-Al化合物(ii)优选选自三烷基铝化合物，如三乙基铝、三异丁基铝、三正丁基铝、三正己基铝、三正辛基铝。还可以使用烷基铝卤化物、烷基铝氢化物或烷基铝倍半氯化物，如AlEt₂Cl和Al₂Et₃Cl₃，可能以与上述三烷基铝的混合物的形式。Al/Ti比高于1，通常在50与2000之间。

外部电子给体化合物(iii)是具有以下通式的硅化合物

(R¹)_aSi(OR²)_b (II)

其中R¹和R²独立地选自具有1-8个碳原子、任选地包含杂原子的烷基，其中a为0或1，并且a+b＝4。

第一组优选的式(II)的硅化合物是其中a是1，b是3且R¹和R²独立地选自具有2-6个、优选2-4个碳原子的烷基的那些，其中异丁基三乙氧基硅烷(iBTES)是特别优选的。

另一组优选的式(II)的硅化合物是其中a为0，b为4且R²独立地选自具有2-6个、优选2-4个碳原子的烷基的那些，特别优选四乙氧基硅烷。

外部电子给体化合物(c)的用量使得有机铝化合物和所述外电子给体化合物(iii)之间的摩尔比为0.1至200、优选1至100、更优选3至50。

聚合方法可以根据已知技术进行，例如使用惰性烃溶剂作为稀释剂的淤浆聚合，或使用液体单体(例如丙烯)作为反应介质的本体聚合。此外，可以在一个或多个流化或机械搅拌床反应器中操作的气相中进行聚合过程。

聚合通常在20-120℃、优选40-80℃的温度下进行。当聚合在气相中进行时，操作压力通常为0.5与5MPa之间、优选1至4MPa之间。在本体聚合中，操作压力通常为1与8MPa之间、优选1.5与5MPa之间。氢通常用作分子量调节剂。

根据本发明的纤维可以是稳定纤维或纺粘纤维。

当需要纺丝成网纤维时，可对丙烯均聚物进行减粘裂化以获得所需的熔体流动速率(MFR)。减粘裂化或受控化学降解可以通过根据本领域公知的方法，用合适量的自由基引发剂，优选0.001至0.20wt³/₄、更优选0.05至0.1wt³/₄，处理前体聚丙烯来进行。优选地，化学降解通过在高剪切条件下使聚合物材料与至少一种自由基引发剂在等于或高于自由基引发剂的分解温度的温度下接触来进行。优选的自由基引发剂是分解温度高于250℃、优选150℃至250℃的过氧化物，如二叔丁基过氧化物、过氧化二枯基，2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己炔和2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷(分别由Akzo或Arkema以名称Trigonox 101或Luperox 101销售)。

本发明的纤维还可以含有本领域常用的添加剂，如抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂、成核剂、着色剂和填料。

本发明的纤维通常表现出的韧度值至少等于或高于20.0cN/tex、优选高于25cN/tex、更优选高于26cN/tex。

通常，根据本发明的纤维的纤度为1至8dtex、优选1.5至4.0dtex。

本发明的纤维可以以通常高于3000m/min、优选高于3300m/min、更优选高于3500m/min的速度有效纺丝。

本发明的纤维可以在通常从200℃至300℃变化的温度下纺丝。优选地，纺丝温度低于250℃，甚至更优选地，纺丝温度在230℃和250℃之间。

本发明的纤维可用于制造具有优异性能的非织造织物。

这种无纺织物可以用各种方法生产，优选通过公知的纺粘技术生产。纺粘法是一种非织造制造技术，其中聚合物直接转化成无端长丝并随机沉积形成非织造材料。

给出以下实施例是为了说明而非限制本发明。

实施例

表征

25℃下的二甲苯不溶和可溶级分

根据ISO 16 152-2005测量二甲苯可溶级分；在溶液体积为250ml的情况下，在25℃下沉淀20分钟，其中10个在搅拌(磁力搅拌器)中的溶液，并在70°下干燥。

25℃下丙酮可溶级分

向根据在25℃下测定二甲苯可溶级分的方法获得的过滤溶液的第二等分试样中加入丙酮(100ml)，使得发生无定形部分的沉淀。然后将悬浮液在与烧瓶上的钢玻璃料偶联的特氟隆膜上过滤，在烘箱中在80℃下干燥过夜并称重，使得可以测定可溶性和不溶性部分。

熔体流动速率(MFR)

除非另有说明，根据ISO 1133在230℃和2.16kg的负荷下测量。

-长丝滴定度

从10cm长的粗纱中随机选择50根纤维并称重。将以mg表示的50根纤维的总重量乘以2，从而获得以dtex表示的滴定度。

-长丝的韧度和断裂伸长率

从500m粗纱切割100mm长的段并随机选择单根纤维。将各单根纤维固定在测力计的夹具上，并以20mm/min的牵引速度拉伸至断裂，伸长率低于100％，以50mm/min的牵引速度拉伸至断裂，伸长率大于100％，夹具之间的初始距离为20mm。在机器(MD)方向上测定极限强度(断裂负载)和断裂伸长率。

韧度通过以下等式计算：

韧度＝极限强度(cN)×10/滴定度(dtex)。

最大纺丝速度

最大纺丝速度给出了本发明的丙烯聚合物组合物的可纺性的指示。该值对应于可以保持30分钟而没有长丝断裂的最高纺丝速率。

柔软触觉

柔软度指数是纤维柔软性的常规量度，以束的重量[1/g]计算，其长度在标准条件下测定。如此获得的柔软度值与非织造物的经验测试结果非常一致。用于这种分析的设备如下：

·扭转测量装置(Negri e Bossi Spa的Torcimetro)

·分析天平(Mettler)

·柔软度测试仪(Clark)。

通过提供线密度为约4,000dtex且长度为0.6m的纤维束来制备样品。束的端部固定在扭转测量装置的夹具上，并施加120次向左的加捻行程。将加捻束从装置中取出(小心避免任何解捻)。加捻束的两端位于同一侧，并且两半绕着彼此缠绕，直到束呈现稳定形式的帘线。每个测试至少制备三个标本。将该束弯曲成两半，两端固定在Clark柔软度测试仪的辊之间，两半之间的距离为1cm。当束扭转其弯曲方向时，装置的平面向右旋转并停止，记录旋转角(α)。随后，当束扭转其弯曲侧时，平面向左旋转并再次停止。记录旋转角度(b)。调节两个辊上方的束的高度以使总和a±b等于90°+/-1°，并且用适当的装置(灵敏度1mm)测量该高度。两个角度a和b中的每一个不应超过45°+/-15°的限值。将该束从装置中取出并切割成与先前测量的高度相对应的高度。用精度为0.1mg的分析天平称量切割的束。柔软指数可由以下计算：S.I.＝(1/W)*100，其中W是切割束的重量，以克计。最终结果是3个样品的平均值。测量束重量的灵敏度为0.1mg。

经由差示扫描量热法(DSC)的熔融温度

聚合物的熔点(Tm)通过差示扫描量热法(DSC)在珀金埃尔默(Perkin Elmer)DSC-1量热计上测量，预先相对于铟熔点校准，根据ISO 11357-1，2009和11357-3,2011，20℃/min。每个DSC坩埚中的样品重量保持在6.0±0.5mg。

为了获得熔点，将称重的样品密封在铝盘中并以20℃/分钟加热至200℃。将样品在200℃下保持2分钟以使所有微晶完全熔融，然后以20℃/分钟冷却至5℃。在5℃下静置2分钟后，以20℃/min将样品第二次运行加热至200℃。在该第二次加热运行中，将峰值温度(Tp，m)作为熔融温度。

Mg、Ti测定

在″I.C.P Spectrometer ARL Accuris″上通过电感耦合等离子体发射光谱法进行固体催化剂组分中Mg和Ti含量的测定。

样品是通过在″Fluxy″铂坩埚中分析称重0.1÷0.3克催化剂和2克偏硼酸锂/四硼酸锂1/1混合物来制备样品。在加入几滴KI溶液之后，将坩埚插入特殊的设备″ClaisseFluxy″中用于完全燃烧。用5％v/v HNO₃溶液收集残余物，然后经由ICP在以下波长下分析：镁，279.08nm；钛，368.52nm。

Bi的测定

在″I.C.P Spectrometer ARL Accuris″上通过电感耦合等离子体发射光谱法进行固体催化剂组分中Bi含量的测定。

通过在200cm³容量瓶中分析称重0.1-0.3克催化剂来制备样品。在缓慢加入两种催化剂10mL的65％v/v HNO₃溶液和催化剂50cm³的蒸馏水中，将样品消解4-6小时。然后用去离子水将容量瓶稀释至刻度。通过ICP在以下波长下直接分析所得溶液：铋，223.06nm。

内部供体含量的测定

通过气相色谱进行固体催化化合物中内部供体含量的测定。将固体组分溶解在丙酮中，加入内标，并在气相色谱仪中分析有机相的样品，以确定起始催化剂化合物中存在的供体的量。

低聚物含量

通过溶剂萃取测定低聚物含量包括在25℃的超声浴中用10ml二氯甲烷(CH₂Cl₂)处理5g聚丙烯样品4小时。将1μl提取的溶液注射到毛细管柱中并通过使用FID分析，没有任何过滤。为了定量估计低聚物含量，已经应用了基于外标法的校准。特别地，使用一系列烃(C12-C22-C28-C40)。

实施例1-均聚物的制备

球形加合物的制备步骤

根据WO98/44009的对比例5中描述的方法制备微球状MgCl₂·pC₂H₅OH加合物，不同之处在于在进料油之前加入粉末形式的BiCl₃和相对于镁3mol％的量。

固体催化剂组分的制备的步骤

在室温下在氮气气氛下向配备有机械搅拌器、冷却器和温度计的500ml圆底烧瓶中引入300ml TiCl₄。冷却至0℃后，边搅拌边加入9.0g球形加合物(如上所述制备)，然后将3，3-二丙基戊二酸二乙酯顺序加入烧瓶中。带电荷的内部给体的量满足Mg/给体摩尔比为13。将温度升至100℃并保持2小时。此后，停止搅拌，使固体产物沉降并在100℃下虹吸出上清液。

在虹吸之后，添加新鲜TiCl₄和用于产生13的Mg/二醚摩尔比的量的9，9-双(甲氧基甲基)芴。然后将混合物在120℃下加热并在搅拌下在该温度下保持1小时。再次停止搅拌，使固体沉降并虹吸出上清液。将固体用无水己烷在低至60℃的温度梯度中洗涤六次，并在室温下洗涤一次。然后将获得的固体在真空下干燥并分析。

预聚合处理

在将其引入聚合反应器之前，使上述固体催化剂组分与如表1中所述的三乙基铝(TEAL)和异丁基三乙氧基硅烷(iBTES)接触。

聚合

聚合运行以连续模式在液相环流反应器中进行。氢用作分子量调节剂。聚合条件示于表1中。

对比例2

除了以等摩尔量使用9，9-双(甲氧基甲基)芴代替3，3-二丙基戊二酸二乙酯以使催化剂含有与实施例1的催化剂相同的总摩尔量1的内部给体之外，如实施例1进行比较例2。

.聚合条件在表1中指示

此后，在双螺杆挤出机Berstorff ZE 25(螺杆的长度/直径比：34)中将聚合物颗粒与常用的稳定添加剂组合物混合，并在氮气气氛下在以下条件下挤出：

转速：250rpm；

挤出机产量：15kg/小时；

熔融温度：245℃.

稳定添加剂组合物由以下组分制成：

-按重量计0.1％的1010；

-按重量计0.1％的168；

-按重量计0.04％的DHT-4A(水滑石)；

所有百分比量均是指聚合物和稳定添加剂组合物的总重量。

所述1010是2，2-双[3-[，5-双(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯基)-1-氧代丙氧基]甲基]-1，3-丙烷二基-3，5-双(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯-丙酸酯，而168是三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。与聚合物组合物相关的特性报告于表2中。

表1-聚合条件

备注：C3-＝丙烯。

实施例1和对比例2的聚合物的特征报道在表2中。

表2

对比例3是HP2619，由菜昂德尔巴塞尔(LyondellBasell)销售的用于纤维的丙烯均聚物

纤维的制备

在螺杆L/D比为5的Leonard 25纺丝试验管线中挤出聚合物。该生产线由Costruzioni Meccaniche Leonard-Sumirago(VA)销售。这里报告了操作纺丝条件。

操作条件：

孔直径：mm0.4

印模中的孔数：41

模具温度(℃)：280

长丝的性能记录在表3中。

表3

在纺丝过程中，由实施例1的均聚物产生的烟相对于由对比例2和3的均聚物产生的烟是可忽略的。

此外，实施例1的所得纤维在断裂伸长率和韧度方面更好。