[發(fā)明專利]一種β晶型成核劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110498968.1
• 申請日: 2021-05-08
• 公開（公告）號: CN113292787B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江煥峰;吳博文;任顏衛(wèi);陳俊;鄭德
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);廣東煒林納新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K5/20;C08L23/14
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 齊鍵

本發(fā)明公開了一種β晶型成核劑及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的β晶型成核劑由芳香酰胺酸、芳香酰胺酸的金屬鹽和等規(guī)聚丙烯復(fù)合而成，其制備方法包括以下步驟：1)將酸酐和對苯二胺分散在溶劑中，進(jìn)行反應(yīng)，得到芳香酰胺酸；2)將芳香酰胺酸和金屬鹽分散在溶劑中，進(jìn)行反應(yīng)，得到芳香酰胺酸的金屬鹽；3)將芳香酰胺酸和芳香酰胺酸的金屬鹽混合，再分散在等規(guī)聚丙烯中，即得β晶型成核劑。本發(fā)明的β晶型成核劑屬于負(fù)載型成核劑，對加工條件不敏感，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，成核效率穩(wěn)定，不會隨著基體樹脂種類的變化而發(fā)生較大的變化，具有一定的通用性，用于無規(guī)共聚聚丙烯可以生成β晶型含量大于50％的無規(guī)共聚聚丙烯材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能助劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種β晶型成核劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚丙烯樹脂是五大工程塑料中發(fā)展最快、品種最為豐富、應(yīng)用范圍最為廣泛的塑料之一，其原料來源豐富，成本較低且易于成型加工，但聚丙烯制品的脆性較高、抗沖擊性能較差，應(yīng)用受到了限制。無規(guī)共聚聚丙烯(PPR)是利用丙烯和少量乙烯在一定的溫度、壓力和催化劑的作用下共聚得到的綜合性能良好的材料。PPR中加入了乙烯單體，無規(guī)則分布的乙烯單體阻礙了聚丙烯分子的結(jié)晶排列，故PPR的結(jié)晶度較低，但抗沖擊性能顯著提升，聚合物的剛性得到明顯改善，且通過調(diào)節(jié)乙烯單體的含量可以對PPR的性能進(jìn)行調(diào)節(jié)。然而，隨著人們對PPR的耐熱性、抗沖擊性能等的要求越來越高，現(xiàn)有的PPR已經(jīng)難以完全滿足要求，需要對其進(jìn)行改性。

聚丙烯是一種半結(jié)晶性物質(zhì)，一般以α、β、γ、δ和擬六方這五種晶系為主。在通常加工條件下PPR會形成α晶，α晶型PPR具有較高的強(qiáng)度，但其抗沖擊性能較差，且熱變形溫度較低，而β晶型PPR則正好可以彌補(bǔ)α晶型PPR的缺點(diǎn)，而且還可以賦予PPR較高的延展性和韌性，所以有必要合成高β晶型含量PPR。

合成高β晶型含量PPR最為有效的途徑是添加β晶型成核劑，而目前在等規(guī)聚丙烯中使用的成核劑主要包括以下幾種：

1)無機(jī)類成核劑：成核劑效率較低，與聚丙烯的相容性較差，且添加量較大，容易團(tuán)聚而造成聚丙烯性能下降；

2)具有準(zhǔn)平面結(jié)構(gòu)的稠環(huán)化合物：一般作為染料使用，作為成核劑使用容易使制得的聚丙烯成品帶有顏色，且成核效率較低，無法滿足工業(yè)使用需求；

3)二元羧酸及其第ⅡA族金屬鹽：能夠顯著提高聚丙烯的沖擊強(qiáng)度，但羧酸在高溫條件下的穩(wěn)定性較差，容易分解，最終會影響羧酸鹽類成核劑的成核效率；

4)芳香族二酰胺：少量添加便可以誘導(dǎo)聚丙烯生成高β晶型含量聚丙烯，能夠顯著提高聚丙烯的沖擊強(qiáng)度，但成核效率的穩(wěn)定性較差，成核效率受工藝條件的影響大；

5)稀土化合物類成核劑：結(jié)構(gòu)和成核機(jī)理不明，且制備成本較高。

綜上可知，亟需開發(fā)性能更加優(yōu)異的β晶型成核劑來滿足日益增長的應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種β晶型成核劑及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種β晶型成核劑，其由芳香酰胺酸、芳香酰胺酸的金屬鹽和等規(guī)聚丙烯復(fù)合而成；所述芳香酰胺酸選自中的至少一種；所述芳香酰胺酸的金屬鹽選自中的至少一種，式中，x取2或3，M選自鈣、鋅、鑭中的一種。

優(yōu)選的，所述芳香酰胺酸、芳香酰胺酸的金屬鹽的質(zhì)量比為0.8:1～1:1。

優(yōu)選的，所述芳香酰胺酸和芳香酰胺酸的金屬鹽與等規(guī)聚丙烯的質(zhì)量比為0.7:20～1.2:20。

優(yōu)選的，所述等規(guī)聚丙烯的數(shù)均分子量為80000～100000。

上述β晶型成核劑的制備方法包括以下步驟：

1)將酸酐和對苯二胺分散在溶劑中，進(jìn)行反應(yīng)，得到芳香酰胺酸；