[發明專利]一種酰胺類β晶型等規聚丙烯成核劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310109640.1
• 申請日: 2013-03-29
• 公開（公告）號: CN103214736A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 陳鳴才;馬玉杰;許凱
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K5/20;C07C231/12;C07C233/65
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本發明屬于等規聚丙烯研究領域，特別涉及一種酰胺類β晶型等規聚丙烯成核劑及其制備方法與應用。

背景技術

等規聚丙烯(iPP)具有的優良熱性能和機械性能使其在很多領域如注塑、薄膜及纖維生產得到廣泛的應用，但是由于其自身結構的不足，存在結晶度較高、透明性較低、室溫及低溫抗沖擊性能差以及熱收縮率大等缺陷，大大限制了其廣泛使用。其中iPP最大的缺陷是在室溫及低溫下抗沖擊性能差，所以獲得高韌性的聚丙烯材料是很多研究人員感興趣的重要課題之一，并為此對iPP的增韌改性進行了廣泛的研究。

iPP是一種具有較高結晶度的聚合物，存在α、β、γ、δ等晶型。一般的商品化通用聚丙烯主要以α晶型存在。β晶型等規聚丙烯(β-iPP)由于較α晶型聚丙烯具有更高的沖擊強度，因此具有更廣闊的應用前景，如其在工業管道、蓄電池外殼、薄膜、氣體交換用多微孔膜和吸水性較好的微孔纖維等方面已得到應用，并且其應用領域還在不斷擴大。β晶型聚丙烯可以通過在制備過程中采用溫度梯度、剪切取向或添加β晶型成核劑的方法獲得，其中添加β晶型成核劑是目前公認最有效的方法。β晶型成核劑主要分為有機和無機兩大類，有機類主要為某些具有準平面結構的稠環芳烴類(染料顏料類)、第II?A族金屬元素的某些鹽類(CN?1966563)及二元羧酸的復合物、芳香胺類；無機類主要為無機鹽類、無機氧化物及一些低熔點金屬粉末。研究報道較多的主要有稠環芳烴染料類、庚二酸鹽(主要為鈣鹽)、芳香酰胺類(CN?101585928)及稀土類β晶型成核劑(CN?1282750)等。

目前，應用較為廣泛的是日本理工公司1998年商品化的酰胺成核劑2，6-苯二甲酸環己酰胺(N，N’-dicyclohexylterephthalamide，DCTH)(EP0557721A2)和N，N’-二環己基-2，6-萘二酰胺(N，N’-dicyclohexyl-2，6-naphthalene?dicarboxamide，DCNDCA)(EP?0865909A1)，為兩端對稱的酰胺結構。但上述方法得到的β晶型成核劑在制備β-iPP中效率不高，制備得到的β-iPP中β晶型含量不足，不能滿足工藝生產及使用的需要。而且，現有的有機酰胺類成核劑價格較高。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種酰胺類β晶型等規聚丙烯成核劑。

本發明另一目的在于提供一種上述酰胺類β晶型等規聚丙烯成核劑的制備方法。

本發明再一目的在于提供上述酰胺類β晶型等規聚丙烯成核劑在制備高β晶型等規聚丙烯的應用。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種酰胺類β晶型等規聚丙烯成核劑，具有如下化學結構：

上述一種酰胺類β晶型等規聚丙烯成核劑的制備方法，包含以下具體步驟：

(1)將有機溶劑溶解的對甲基苯甲酰氯滴入環己胺、縛酸劑中，在冰水浴中反應，過濾，得到對甲基苯環己酰胺。

(2)往步驟(1)制備得到的對甲基苯環己酰胺中加入氧化劑和催化劑加熱反應；抽濾或蒸餾，純化，得到酰胺類β晶型等規聚丙烯成核劑。

步驟(1)所述的縛酸劑指三乙胺、吡啶和碳酸氫鈉中的至少一種。

步驟(1)所述的有機溶劑指二氯甲烷、丙酮、四氯化碳、二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亞砜(DMSO)中的至少一種。

步驟(1)所用對甲基苯甲酰氯、環己胺和縛酸劑的摩爾比為1∶(1～2)∶1。

步驟(1)所述的反應時間為1～2h。

步驟(2)所述的氧化劑指高錳酸鉀、次氯酸鈉、N-溴代丁二酰亞胺(NBS)和四甲基哌啶氧化物(TEMPO)中的至少一種。

步驟(2)所述的催化劑指硫酸、硝酸、磷酸、溴化鈉和偶氮二異丁氰(AIBN)中的至少一種。

步驟(2)所用對甲基苯環己酰胺、氧化劑和催化劑的摩爾比為1∶(1～4)∶(0～24)。

步驟(2)所述的純化指加酸酸化或溶劑萃取；所述酸指鹽酸、甲酸和醋酸，優選鹽酸；所述溶劑指DMF。

所述酰胺類β晶型等規聚丙烯成核劑在制備β晶型等規聚丙烯(β-iPP)中的應用。

所述的酰胺類β晶型等規聚丙烯成核劑在制備β-iPP中的應用，包含以下具體步驟：

把等規聚丙烯(iPP)、抗氧化劑和酰胺類β晶型等規聚丙烯成核劑加入混合機中混合，擠出造粒，得到β-iPP。