[發明專利]用作成核劑的改性氧化鋁顆粒制備方法

有效

• 申請號: 201711422221.8
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN109957146B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 張文學;朱博超;辛忠;徐人威;黃安平;趙世成;高琳;董萬卓;蔣曉峰;李忠;劉永軍;巨娟霞;王卓妮;王霞;宋賽楠;劉小燕;劉強;鄧守軍;段成龍
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08K9/04
• 分類號: C08K9/04;C08K9/00;C08K3/22;C08L23/12
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 王玉雙;鮑俊萍

本發明提供一種用作聚烯烴成核劑的改性氧化鋁的制備方法。將脂肪族羧酸、氧化鋁顆粒、有機溶劑按比例加入到反應瓶中，密封，微波反應一段時間，降至室溫后，所得產物經洗滌、20℃?90℃干燥得到脂肪族羧酸改性氧化鋁顆粒。其中微波反應功率500～1000W，反應時間5～15分鐘。本發明方法，脂肪族羧酸不僅可以在氧化鋁顆粒表面發生反應，還可以在氧化鋁顆粒孔道內部發生反應，從而得到高接枝率的脂肪族羧酸改性氧化鋁顆粒。成核劑添加量小而成核效果好。

技術領域

本發明涉及一種聚烯烴成核劑的制備方法，具體涉及改性氧化鋁的制備方法。

背景技術

聚丙烯(PP)作為一種通用材料，具有機械性能好、無毒、耐熱、耐化學品、容易加工成型且價格低廉等優點，可廣泛應用于化工、建材、汽車等行業。但與此同時PP也具有透明性差、抗蠕變性差、抗沖擊性能差、容易老化等缺點，限制了PP的推廣和使用。為此，國內外對PP的改性進行了廣泛而深入的研究。與其他聚合物混合或者在PP中添加填充劑是簡單易行、成本低廉、效果顯著的改性方法。其中，具有成核效果的填充劑被稱為成核劑。

成核劑在聚丙烯結晶過程中起到成核作用，其成核效率一方面與成核劑結構有關，另一方面也取決于成核質點的數量。目前，常用的成核劑有山梨醇類、取代芳基雜環磷酸酯鹽類等有機小分子。無機粒子作為成核劑的研究近年來也受到越來越多的關注。但是，無機粒子自身的范德華吸引力十分強，容易發生團聚，導致最終在聚丙烯中的成核質點數量下降，降低了成核效率。因此需要對無機粒子顆粒表面進行化學改性，以提高無機粒子顆粒與聚合物之間的相互作用，從而提高成核效率。

氧化鋁顆粒，作為無機粒子成核劑加入到聚丙烯中的研究有陸續報道。然而氧化鋁顆粒加入到非極性的惰性聚烯烴如聚丙烯中產生的改性效果十分不理想。也有研究對氧化鋁顆粒進行表面改性，一般都是采用硅烷偶聯劑對其進行表面修飾。雖然能夠改善氧化鋁顆粒與聚合物之間的相互作用，但是仍需要很大的添加量才能達到較好的改性效果。如文獻“Crystallization,mechanical,and fracture behaviors of spherical aluminafilled polypropylene nanocomposites”43(24)：3652-3664，Journal of PolymerScience Part B:Polymer Physics(2005年出版)所述，添加硅烷偶聯劑改性的氧化鋁顆粒后，添加量在1.5wt％-5wt％時，聚丙烯的結晶溫度和空白聚丙烯樹脂相比只提高了4℃，而當硅烷偶聯劑改性后的氧化鋁顆粒添加量小于1.5wt％時，聚丙烯的結晶溫度無明顯提升。因此對氧化鋁顆粒的改性的研究仍舊十分迫切，有必要采用新型的改性方法，改善氧化鋁顆粒的化學環境，促進氧化鋁顆粒在聚丙烯中的分散，起到良好的成核劑效果。

發明內容

本發明提供一種新的氧化鋁顆粒改性方法，通過脂肪族羧酸、氧化鋁顆粒和有機溶劑在微波條件下反應，脂肪族羧酸不僅可以在氧化鋁顆粒表面發生反應，還可以在氧化鋁顆粒孔道內部發生反應，從而得高氧化鋁顆粒表面和孔道內部同時接枝脂肪族羧酸的改性氧化鋁顆粒。制備得到的脂肪族羧酸改性氧化鋁顆粒，在應用于聚丙烯成核劑時，添加量小且成核效果好。

按照本發明改性方法得到的氧化鋁改性顆粒，相對于脂肪族羧酸、氧化鋁顆粒直接在有機溶劑中加熱反應得到的脂肪族羧酸改性氧化鋁顆粒，應用于聚丙烯改性時，改性效果更好，具體體現在力學性能更好。

本發明氧化鋁顆粒改性方法包括：

將脂肪族羧酸、氧化鋁顆粒、有機溶劑按比例加入到反應瓶中，密封，微波反應一段時間，降至室溫后，所得產物經洗滌、20℃-90℃干燥得到脂肪族羧酸改性氧化鋁顆粒。

其中，微波反應功率選擇500～1000W，優選600～800W，微波反應時間選擇5～15分鐘。