CN105733092B - 一种二元复合透明聚丙烯成核剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二元复合透明聚丙烯成核剂，该成核剂由A类化合物和B类化合物组成；A类化合物的结构式为通式（Ⅰ），式（Ⅰ）中R1和R2相同或不相同，分别为氢原子或C1‑C9的取代或未取代的直链或支链的烷基；B类化合物为烯酸酰胺类化合物，其结构式为通式（Ⅱ），式（Ⅱ）中R3和R4相同或不相同，分别为氢原子或C1‑C20的直链烷基。具有透明性能优异、综合性能佳且成本低的特点。

Description

一种二元复合透明聚丙烯成核剂
技术领域
本发明属于化学技术领域,具体涉及一种二元复合透明聚丙烯成核剂。
背景技术
聚丙烯是一种半结晶聚合物，在加工过程中容易形成大且不完整的球晶，导致制品的加工性能和透明性能较差。目前，市场上对透明性能优异的聚丙烯需求量大，其需求量已经超出普通聚丙烯的10％。在聚丙烯中加入成核剂是生产透明聚丙烯最简单和主要的方法之一。
有机磷酸盐类成核剂，如NA11[2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠]是目前市场上用途较广的一类有机成核剂，此类成核剂的成核效果明显，能显著提高聚丙烯的刚性、热变形温度、结晶温度和透明性，但熔点较高，在聚丙烯中难分散、与基体的相容性较差，且成本较高。
为了更好的突出有机磷酸盐类成核剂的成核效果，目前常用的是加入其他助剂来协效。如：中国专利公开号CN1521203A公开的一种有机磷酸金属盐成核剂和脂肪族有机酸金属的成核剂组合物以及含有该成核剂或成核剂组合物的结晶性高分子组合物；中国专利公开号CN10184517A公开的一种苯甲酸钠与2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸钠的成核剂组合物；中国专利公开号CN103788474A公开的一种有二氧化硅和2,2′-亚甲基-双(4,6-二正丁基苯酚)磷酸钠组成的微乳成核剂，能够改善聚丙烯的力学性能。
但现有成核剂均以有机磷酸金属盐作为复配体，虽然通过降低有机磷酸金属盐成核剂的用量来解决其在聚丙烯中分散难的问题，但实际上却没有解决其高熔点的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透明性能优异、综合性能佳且成本低的二元复合透明聚丙烯成核剂。
本发明的一种二元复合透明聚丙烯成核剂，由A类化合物和B类化合物组成；
A类化合物的结构式为通式(I)：
式(I)中R1和R2相同或不相同，分别为氢原子或C1-C9的取代或未取代的直链或支链的烷基；
B类化合物为烯酸酰胺类化合物，其结构式为通式(II)：
式(II)中R3为氢原子或C1-C20的直链烷基，R4为C0-C20的直链烷基。
上述的一种二元复合透明聚丙烯成核剂，其中：所述A类化合物为下列化合物中的一种或按任意重量比混合的两种：2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸酯、2,2′-亚甲基-双(4-甲基,6-叔丁基苯酚)磷酸酯、2,2′-亚甲基-双(4,6-二正丁基苯酚)磷酸酯、2,2′-亚甲基-双(4-叔丁基,6-甲基苯酚)磷酸酯。
上述的一种二元复合透明聚丙烯成核剂，其中：所述B类化合物为下列化合物中的一种或按任意重量比混合的两种：丙烯酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺。
上述的一种二元复合透明聚丙烯成核剂，其中：所述A类化合物与B类化合物的重量比为95:5-5:95。
上述的一种二元复合透明聚丙烯成核剂，其中：所述A类化合物与B类化合物的重量比为70:30-30:70。
上述的一种二元复合透明聚丙烯成核剂，其中：所述二元复合透明聚丙烯成核剂，以100重量份聚丙烯为基准，二元复合透明成核剂的加入量为0.005-1重量份。
上述的一种二元复合透明聚丙烯成核剂的制备方法如下：
按重量比95:5-5:95称取A类化合物及B类化合物，将两者按常规方法混合均匀、粉碎，即得。
上述的一种二元复合透明聚丙烯成核剂的应用方法如下：
(1)以100重量份聚丙烯为基准，取以A类化合物及B类化合物制备得到的成核剂0.005-1重量份；
(2)将聚丙烯、成核剂同时加入速度为800r/min的高速混合机内混合10分钟后于双螺杆挤出机中挤出造粒，熔融挤出温度为190-210℃，得共混物粒料；
(3)将共混物粒料干燥后经注塑机处理，即可。
本发明与现有技术相比，具有明显有益效果，从以上技术方案可知：采用低熔点的A类化合物即有机磷酸酯类化合物作为复配体，而不使用高熔点的有机磷酸金属盐成核剂，进一步简化了成盐的实验工艺，节约了成本，提高了生产效率，从根本上克服了有机磷酸金属盐本身的高熔点不易分散等问题；
通过加入B类化合物即烯酸酰胺类化合物进行协效复配，其成核效率比单独使用有机磷酸酯化合物高，制备的二元复合透明成核剂的成核效率高，分散好，制备的聚丙烯材料透明性优异，材料的结晶温度、强度和模量均大幅提高，且易于加工。
具有透明性能优异、综合性能佳且成本低的特点。
具体实施方式
下面通过实施例1-5、对比例1-5来进一步说明本发明的有益效果。
将两种化合物按照以下比例混合，所述成核剂组合物中A类化合物和B类化合物均可以通过商购得到，见表1。
表1
为了进一步说明本发明的有益效果，本发明还将以下成核剂用作对比例，见表2、表3：
表2
表3
本发明成核剂实施例和对比例在聚丙烯中的应用：
取均聚聚丙烯(新疆独山子石化，T30S)100份重量，分别取实施例1-5及对比例1-5的成核剂0.5份重量，在速度为800r/min的高速混合机内混合10分钟后于双螺杆挤出机中挤出造粒，熔融挤出温度为190-210℃，将共混物粒料干燥后于注塑机上制成试样，对PP结晶性能、物理力学性能，光学性能等方面进行测试，将不加成核剂的聚丙烯经过同样处理，作为空白试样一同进行测试。测试结果见表4。
注：
雾度按GB/T2410-1980测试；
悬臂梁冲击强度按GB/T 1843-2008测试；
拉伸强度按GB/T 1040.1-2006测试；
弯曲性能测试(GB/T9341-2000测试)
表4
从以上测试数据可以看到，单独添加A类化合物，即有机磷酸酯能够小幅提高聚丙烯的力学性能，但是对聚丙烯的透明性能无明显改善；而单独添加B类化合物，对聚丙烯的任何性能是没有贡献的，甚至还会降低聚丙烯的透明性。
发明人经过大量研究发现，有机磷酸酯与有机烯酸酰胺类化合物具有更好的协同作用，相对于已有专利中的技术，对比例3、对比例4、对比例5中有机磷酸金属盐类成核剂或有机磷酸金属盐与一价脂肪酸金属盐复合成核剂，本发明的成核剂具有相同甚至更优异的效果。在不使用高熔点高成本的有机磷酸金属盐的同时，本发明使用低熔点、低成本的有机磷酸酯与有机烯酸酰胺来协效作用，进一步简化了工艺条件，也节约了成本。
本发明提供的二元复合透明聚丙烯成核剂不仅改善了聚丙烯的透明性，而且还大幅提高了聚丙烯的拉伸强度、弯曲强度及刚性，且材料的结晶温度提高10℃以上，是一种理想的二元复合透明聚丙烯成核剂。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种二元复合透明聚丙烯成核剂，其特征在于：由A类化合物和B类化合物组成；
A类化合物的结构式为通式(I)：
式(I)中R1和R2相同或不相同，分别为氢原子或C1-C9的取代或未取代的直链或支链的烷基；
B类化合物为烯酸酰胺类化合物，其结构式为通式(II)：
式(II)中R3为氢原子或C1-C20的直链烷基，R4为C0-C20的直链烷基。
2.如权利要求1所述的一种二元复合透明聚丙烯成核剂，其特征在于：所述A类化合物为下列化合物中的一种或按任意重量比混合的两种：2,2′-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯酚)磷酸酯、2,2′-亚甲基-双(4-甲基,6-叔丁基苯酚)磷酸酯、2,2′-亚甲基-双(4,6-二正丁基苯酚)磷酸酯、2,2′-亚甲基-双(4-叔丁基,6-甲基苯酚)磷酸酯。
3.如权利要求1所述的一种二元复合透明聚丙烯成核剂，其特征在于：所述B类化合物为下列化合物中的一种或按任意重量比混合的两种：丙烯酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺。
4.如权利要求1所述的一种二元复合透明聚丙烯成核剂，其特征在于：所述A类化合物与B类化合物的重量比为95:5-5:95。
5.如权利要求4所述的一种二元复合透明聚丙烯成核剂，其特征在于：所述A类化合物与B类化合物的重量比为70:30-30:70。
6.如权利要求1或2或3或4或5之一所述的一种二元复合透明聚丙烯成核剂，其特征在于：所述二元复合透明聚丙烯成核剂，以100重量份聚丙烯为基准，二元复合透明成核剂的加入量为0.005-1重量份。
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