[發明專利]復合聚丙烯成核劑及其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201410554486.3
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104262786A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 李娟;何文濤;于杰;秦舒浩;向宇姝;張敬;龍麗娟;張凱;張敏敏;周穎;黃金;楊應娟
• 申請（專利權）人: 貴州省材料產業技術研究院
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K9/12;C08K9/06;C08K5/527;C08K3/36;C08K5/098
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李亮;程新敏

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，尤其是一種復合聚丙烯成核劑及其制備方法及應用。

背景技術

聚丙烯是一種易加工、性能優異、價格低廉、應用廣泛的半結晶型熱塑性塑料。同時也由于它的半結晶性導致其制品的透明性能差，通常在聚丙烯中添加少量的成核劑實現聚丙烯高性能化最簡單有效的方法。成核劑種類主要有無機和有機兩大類。有機類成核劑主要分為三梨醇類和有機磷酸鹽兩大類，它能賦予制品更高的透明性、剛性、熱變形溫度和結晶溫度。但有機磷酸鹽類成核劑用量為基體樹脂的0.3%左右，成本較高，并且加入0.3%左右的用量又將影響材料的沖擊性能。無機納米成核劑價格低廉，能促使聚丙烯異相成核結晶并提高材料力學性能，熱變形溫度，但是無機納米粒子作為聚丙烯成核劑的成核效率遠遠低位同等重量分數下有機成核劑的成核效率，并且無機納米粒子在聚丙烯基體中極易團聚，因此無機粒子在聚丙烯中分散問題也成為制約它成為高效成核劑的另一個瓶頸。

如何克服無機納米粒子作為成核劑添加的缺點，提高無機納米成核劑與樹脂基體的相容性，充分發揮無機納米成核劑對聚丙烯的異相成核作用，提高無機納米成核劑的成核效率，使之成為能夠代替昂貴有機成核劑也成為研究的重要方向。

發明內容

本發明的目的是：提供一種復合聚丙烯成核劑及其制備方法及應用，它可以制備出力學性能優異、透明性良好的聚丙烯材料，且成本低廉，以克服現有技術的不足。

本發明是這樣實現的：復合聚丙烯成核劑，由以無機硅溶膠為載體的雜化成核劑及月桂脂肪酸金屬鹽組成，以無機硅溶膠為載體的雜化成核劑及月桂脂肪酸金屬鹽的質量比為99:1～70:30。

所述的月桂脂肪酸金屬鹽為月桂酸鋰、月桂酸鈉、月桂酸鈣、月桂酸鋅或月桂酸鎂中的一種或幾種的任意比例混合物。

復合聚丙烯成核劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1）：將40體積份質量百分比濃度為20～40%的硅溶膠中加入100～360體積份的蒸餾水，在50～120℃下攪拌30分鐘，加入1～4體積份的氨基的硅烷偶聯劑，在70℃下反應2～6小時后獲得氨基化硅溶膠；

步驟2）：將3～6質量份的?2,2′-亞甲基-雙（4,6-二叔丁基苯酚）磷酸酯完全溶解于40～100體積份的質量百分比為99.5%、溫度為70℃的熱乙醇中，再將其加入步驟1）制備獲得的氨基化硅溶膠中，然后在50～120℃下反應1～5℃小時，獲得以無機硅溶膠為載體的雜化成核劑的初產物；

步驟3）：將步驟2）制備獲得的初產物經過離心分離后，轉速為1000-20000rad/min，時間為10分鐘，得到提純的以無機硅溶膠為載體的雜化成核劑；

步驟4）：將步驟3）制備獲得的以無機硅溶膠為載體的雜化成核劑在80℃真空干燥箱中，真空度為-0.1MPa，烘干24小時；在將干燥后的產物與月桂脂肪酸金屬鹽按上述比例進行混合即可；

上述步驟中，質量份與體積份的單位比例為g/mL。

復合聚丙烯成核劑在聚丙烯成型加工中應用。

復合聚丙烯成核劑的用量為聚丙烯總質量的0.05-0.5%。

由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明采用硅溶膠為載體的雜化成核劑和月桂酸金屬鹽復配的方法來制備復合聚丙烯成核劑，一方面月桂酸金屬鹽的長碳鏈與聚丙烯碳鏈有較好的相容性，能夠改善聚丙烯基體的流動性，進一步促進雜化成核劑在聚丙烯中的分散。另一方面以無機納米硅溶膠為雜化成核劑的載體，可以利用硅溶膠大的比表面積，從而有效地擴大了雜化成核劑與聚丙烯基體的接觸面積，從而有利于提高雜化成核劑在聚丙烯中異相成核效率。同時，在與其他有機成核劑含量相同的情況下，復合成核劑具有相同或更好的成核效果，并且成本更低，是一種理想的聚丙烯樹脂的力學改性劑。本發明簡單易行、材料來源廣泛、成本低廉，使用效果好。

附圖說明

附圖1為本發明的以無機硅溶膠為載體的雜化成核劑提純前后的熱失重TG圖；

A為硅溶膠，B為氨基化硅溶膠，C為無機硅溶膠基雜化成核劑提純物，D為無機硅溶膠基雜化成核劑初產物。

具體實施方式