CN107674309A - 一种复合型聚烯烃成核剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合型聚烯烃成核剂,包括成核剂及助分散剂，所述成核剂和所述助分散剂的质量比为99：1～50：50，所述制备方法为在成核剂合成过程中，在成核剂初生粒子生成前（包含成核剂生成前或成核剂析出体系前），向反应体系中加入助分散剂，反应结束后降温、抽滤得到所需的复合型聚烯烃成核剂。所述应用方法为将该复合型聚烯烃成核剂与聚烯烃混合均匀熔融混炼。在添加量相同的情况下，本发明所述复合型聚烯烃成核剂具有更好的成核效果，使聚烯烃半结晶时间显著减少，明显加快了聚烯烃的结晶速率。

Description

一种复合型聚烯烃成核剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种复合型聚烯烃成核剂及其制备方法和应用。
背景技术
通常添加成核剂是实现半结晶热塑性塑料高性能化最简单有效的方法。成核剂粒径及其在树脂基体中的分散性是影响其成核效率的关键因素。如何减小成核剂的粒径并提高其在树脂基体中的分散性，充分发挥非溶解型成核剂异相成核作用，提高其成核效率成为成核剂研究的重要内容。
发明内容
本发明旨在提供一种复合型聚烯烃成核剂及其制备方法和应用，它可以显著提高成核剂的成核效率，明显减少聚烯烃树脂的半结晶时间。
本发明采用如下技术方案：
一种复合型聚烯烃成核剂，包括成核剂及助分散剂，所述成核剂和所述助分散剂的质量比为99：1～50：50；
所述成核剂为羧酸盐类成核剂、磷酸酯盐类成核剂、酰胺类成核剂、酰肼类成核剂、缩醛类成核剂类聚合物成核剂；
所述助分散剂为长链硅烷偶联剂或长链脂肪酸盐，所述长链脂肪酸盐为碳链上碳原子数大于12的脂肪酸盐，其对应的盐为锂盐、钠盐、钙盐、钾盐、锌盐或铝盐。
一种复合型聚烯烃成核剂的制备方法，具体如下：在成核剂合成过程中，在成核剂初生粒子生成前（包含成核剂生成前或成核剂析出体系前），向反应体系中加入助分散剂，反应结束后降温、抽滤得到所需的复合型聚烯烃成核剂。
本发明还保护该复合型聚烯烃成核剂在聚烯烃结晶改性中的应用。
所述复合型聚烯烃成核剂在聚烯烃结晶改性中的应用方法为：将该复合型聚烯烃成核剂与聚烯烃混合均匀熔融混炼。
工作原理：所述助分散剂一方面与聚烯烃有较好的相容性，能够改善聚烯烃基体的流动性，进一步促进成核剂在聚烯烃中的分散性；另一方面，在制备成核剂的过程中助分散剂对成核剂起到乳化、分散和包覆作用，减小成核剂的粒径，使生成的复合型聚烯烃成核剂粒子粒径更小，从而有利于提高复合型聚烯烃成核剂在聚烯烃中的分散性和成核效率。采用该方法制备的复合型聚烯烃成核剂在聚烯烃结晶改性的应用中显示更好的成核效果。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明在成核剂生成过程中加入助分散剂，助分散剂在生成成核剂的反应体系中起到乳化、分散和包覆的作用，减小成核剂初生粒子的团聚，使生成的复合型聚烯烃成核剂相较于原不加助分散剂直接生成的成核剂粒子粒径更小，使用助分散剂对成核剂进行包覆后，合成的复合型聚烯烃成核剂在聚烯烃中的分散性更好。在添加量相同的情况下，复合型聚烯烃成核剂具有更好的成核效果，聚烯烃半结晶时间明显减少，加快了聚烯烃的结晶速率，提高了聚烯烃的结晶度。
附图说明
图1为本发明实施例中复合型聚烯烃成核剂即六氢邻苯二甲酸钙盐和硬脂酸钾溶剂反应混合产品的电镜SEM图。
图2为对比实施例1中成核剂六氢邻苯二甲酸钙盐的电镜SEM图。
图3为对比实施例2中复合型聚烯烃成核剂即六氢邻苯二甲酸钙盐和硬脂酸钾机械混合产品（在高速搅拌机中混合10分钟）的电镜SEM图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的应用范围。
实施例
将六氢苯酐300g、硬脂酸钾200g、氢氧化钙148g和水2700ml加入反应瓶中，加热到80℃保持反应4小时，反应结束后降温抽滤得到产品。其中六氢苯酐300g、硬脂酸钾200g反应生成成核剂六氢邻苯二甲酸钙盐。
将上述制备的复合型聚烯烃成核剂与聚丙烯一同在双螺杆挤出机中挤出造粒，复合型聚烯烃成核剂的用量为聚丙烯总量的0.05%；熔融挤出温度190-210℃，共混物粒料干燥后进行140℃等温结晶DSC测试，根据DSC测试数据进行半结晶时间计算。
对比实施例1
将成核剂六氢邻苯二甲酸钙盐与聚丙烯一同在双螺杆挤出机中挤出造粒，六氢邻苯二甲酸钙盐的用量为聚丙烯总量的0.05%；熔融挤出温度190-210℃，共混物粒料干燥后进行140℃等温结晶DSC测试，根据DSC测试数据进行半结晶时间计算。
对比实施例2
将成核剂六氢邻苯二甲酸钙盐和硬脂酸钾机械混合得到的复合型聚烯烃成核剂与聚丙烯一同在双螺杆挤出机中挤出造粒；复合型聚烯烃成核剂的用量为聚丙烯总量的0.05%；熔融挤出温度190-210℃，共混物粒料干燥后进行140℃等温结晶DSC测试，根据DSC测试数据进行半结晶时间计算。
对比实施例3
将不加成核剂的聚丙烯PP经过同样双螺杆挤出处理、干燥后作为空白试样，进行140℃等温结晶DSC测试，在此温度下无结晶峰。
如图1所示，实施例中按照本发明方法制备的复合型聚烯烃成核剂包覆效果较好，粒径也最小；如图2所示，对比实施例1中成核剂六氢邻苯二甲酸钙盐外观呈棒状形态，与其它两种产品外观明显不同；如图3所示，对比实施例2中六氢邻苯二甲酸钙盐与硬脂酸钾机械混合制备的复合型聚烯烃成核剂包覆效果较差，能够明显看到成核剂六氢邻苯二甲酸钙盐的棒状外观。其中，六氢邻苯二甲酸钙盐是成核剂的一种，属于羧酸盐类成核剂。
测试对照：几组成核剂对聚丙烯PP半结晶时间的影响如下表2。
实验所用聚丙烯PP为工厂提供熔指为：15g/10min。半结晶时间计算按照国标：GBT-19466.3-2004。
表2 添加不同成核剂的聚丙烯PP半结晶时间
表2显示：按照本发明方法制备的成核剂产品使聚丙烯PP半结晶时间更小，结晶效率更高。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (7)

1.一种复合型聚烯烃成核剂，其特征在于：所述复合型聚烯烃成核剂包括成核剂及助分散剂，所述成核剂和所述助分散剂的质量比为99：1～50：50。
2.根据权利要求1所述的一种复合型聚烯烃成核剂，其特征在于：所述成核剂为羧酸盐类成核剂、磷酸酯盐类成核剂、酰胺类成核剂、酰肼类成核剂或缩醛类成核剂。
3.根据权利要求1所述的一种复合型聚烯烃成核剂，其特征在于：所述助分散剂为长链硅烷偶联剂或长链脂肪酸盐，所述长链脂肪酸盐为碳链上碳原子数大于12的脂肪酸盐，其对应的盐为锂盐、钠盐、钙盐、钾盐、锌盐或铝盐。
4.根据权利要求3所述的一种复合型聚烯烃成核剂，其特征在于：所述长链脂肪酸盐为月桂酸、山萮酸或硬脂酸。
5.一种如权利要求1至4任一所述的复合型聚烯烃成核剂的制备方法，其特征在于：在成核剂合成过程中，在成核剂初生粒子生成前（包含成核剂生成前或成核剂析出体系前），向反应体系中加入助分散剂，反应结束后降温、抽滤得到所需的复合型聚烯烃成核剂。
6.如权利要求1至4任一所述复合型聚烯烃成核剂在聚烯烃结晶改性中的应用。
7.根据权利要求6所述的一种复合型聚烯烃成核剂在聚烯烃结晶改性中的应用，其特征在于，其具体应用方法为：将该复合型聚烯烃成核剂与聚烯烃混合均匀熔融混炼。
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