CN107828083B - 一种聚烯烃成核剂组合物的制备及其应用 - Google Patents

一种聚烯烃成核剂组合物的制备及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚烯烃成核剂组合物的制备方法,将环己二羧酸盐与脂肪酸盐在40℃‑200℃下熔融混合3‑60分钟。所述脂肪酸盐与环己二羧酸盐的质量分数配比为1:5—5:1。本发明公开一种按照上述方法制备的聚烯烃成核剂组合物。所述应用方法为将该方法制备得到的聚烯烃成核剂组合物与聚烯烃混合均匀熔融混炼,在添加量相同的情况下,本发明制备的聚烯烃成核剂组合物具有更好的成核效果,使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。

Description

一种聚烯烃成核剂组合物的制备及其应用
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种聚烯烃成核剂组合物的制备及其应用。
背景技术
添加成核剂是目前改性聚烯烃结晶性能的主要方式。成核剂在聚烯烃结晶初期可以有效提供晶核,起到异相成核作用,使聚烯烃分子链附着生长。因此,成核剂可以有效的增加聚烯烃的结晶温度和结晶速度,使其在较高的温度下结晶,从而缩短加工周期,并与此同时细化晶粒,改善聚烯烃的刚性、透明性、表面光泽性、尺寸稳定性等物理与加工性能。
目前,成核剂品种多为单一的无机材料和有机化合物品种以及高分子材料,对于复合品种鲜有报道。单一品种的成核剂往往无法发挥最佳功效,无法满足多方面性能的提高,因此,成核剂的复合化势在必行。
发明内容
本发明旨在提供一种聚烯烃成核剂组合物的制备及其应用,通过选择不同的环己二羧酸盐和脂肪酸盐以及不同比例的复配得到一种聚烯烃成核剂组合物,相比于单一环己二羧酸盐成核剂,该方法制成的聚烯烃成核剂组合物克服了盐类成核剂在树脂中分散难的缺点,通过脂肪酸盐对其表面进行活化,提高了环己二羧酸盐成核剂在树脂中的分散性,进一步提高了环己二羧酸盐成核剂的效率,加快了聚烯烃的结晶速率,提高了聚烯烃的结晶度。
本发明采用如下技术方案:
一种聚烯烃成核剂组合物的制备方法,包括以下步骤:将环己二羧酸盐与脂肪酸盐在40℃-200℃下熔融混合3-60分钟。所述熔融混合设备优选为转矩流变仪。
所述环己二羧酸盐与脂肪酸盐的质量分数配比为:1:5—5:1。
所述环己二羧酸盐对应的金属离子为钙、镁、钡、锌、铝、锂中的至少一种。
所述脂肪酸盐可以为饱和或者不饱和脂肪酸盐,其碳数为:5-28。
所述脂肪酸盐优选为硬脂酸盐,所述硬脂酸盐的金属离子为钙,镁,钡,锌,铝、锂中的至少一种。
本发明保护根据如上所述制备方法制备得到的聚烯烃成核剂组合物。
本发明还保护上述聚烯烃成核剂组合物在聚烯烃结晶改性中的应用。
所述聚烯烃成核剂组合物在聚烯烃结晶改性中的应用,其具体应用方法为:将所述聚烯烃成核剂组合物与聚烯烃混合均匀熔融混炼,所述聚烯烃成核剂组合物在聚烯烃树脂中的添加量为:300ppm-5000ppm树脂质量分数。
上述聚烯烃成核剂组合物的组合方式可以是公知的一切熔融混合方式。
本发明的有益效果:较单一环己二羧酸盐的聚烯烃成核剂相比,本发明的聚烯烃成核剂组合物不仅能提供晶核,特别是还能有效帮助分子链更好的移动并有序排列,进一步提高了环己二羧酸盐成核剂的效率,加快了聚烯烃的结晶速率,进一步提高了成核剂的效率,加快了聚烯烃的结晶速率,提高了聚烯烃的结晶度;本发明的聚烯烃成核剂组合物在聚烯烃树脂中分散速率高,且能快速分散均匀,解决了单一环己二羧酸盐成核剂在树脂中难分散的问题;采用本发明方法制备的聚烯烃成核剂组合物在聚烯烃结晶改性的应用中显示出更好的成核效果。
具体实施方式
下面结合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
(1)首先将环己二羧酸钙与硬脂酸锌按比例称好;
(2)将混合物在转矩流变仪中,120℃下混合10分钟;
(3)得到聚烯烃成核剂组合物,取出备用(见表1)。
表1
环己二羧酸钙盐与硬脂酸锌质量比 成核剂组合物序号
1:5 1#
1:2 2#
1:1 3#
2:1 4#
5:1 5#
1:0 6#
将聚丙烯(市售粉料融指为:230℃,2.16Kg下,2.52g/10min)和上述制备的聚烯烃成核剂组合物以及单组份环己二羧酸钙盐成核剂按实验比例投入到转矩流变仪(哈尔滨哈普电气技术有限责任公司)中混合均匀熔融混炼(200℃,80rpm,4min)。
样品制备比例如表2所示:
表2
聚丙烯质量分数 成核剂添加序号 成核剂添加量 聚烯烃树脂样品编号
100 1# 500ppm A
100 2# 500ppm B
100 3# 300ppm C
100 4# 500ppm D
100 5# 300ppm E
100 6# 500ppm F
测试方法:
本发明使用差示扫描量热仪(DSC,梅特勒-托利多),采用以下程序段来评价结晶温度和结晶度。结晶温度越高,结晶越快,成型周期越短。
(1)使用差示扫描量热仪(DSC,梅特勒-托利多),采用以下程序段来评价半结晶时间。半结晶时间:在等温结晶情况下,结晶达到一半所需的时间,是衡量树脂结晶快慢的一个重要指标。
程序段:以20℃/min的速度从25℃升至210℃保温3min,随后快速降温至138℃保持15分钟。
测试并计算结果如表3。
表3
样品名 半结晶时间(s)
未添加成核剂组合物 未出峰(说明此温度下无法结晶或极其慢)
A 183.33
B 175.90
C 152.93
D 135.93
E 136.85
F 183.35
(2)本发明使用差示扫描量热仪(DSC,梅特勒-托利多),采用以下程序段来评价结晶温度。
程序段:以20℃/min的速度从25℃升至210℃保温3min,随后分别按10℃/min的降温速率降至25℃,测其结晶峰值温度。
测试并计算结果如表4。
表4
样品名 10℃/min峰值温度(℃)
未添加成核剂组合物 122.53
A 126.9
B 127.2
C 127.5
D 128.01
E 127.9
F 126.72
由测试数据来看,相比于单组份环己二羧酸钙盐成核剂,聚烯烃成核剂组合物进一步提高了聚烯烃的结晶温度,并缩短了半结晶时间;由此两项数据可以说明,聚烯烃成核剂组合物可以更好的缩短实际加工过程聚烯烃的成型周期与生产周期。同时,脂肪酸盐的加入可以有效的缩减成核剂的使用量,降低成核剂的生产成本。
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。

Claims (4)

1.一种聚烯烃成核剂组合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将环己二羧酸钙与硬脂酸锌在120℃下熔融混合3- 60分钟;所述环己二羧酸钙与硬脂酸锌的质量份数配比为:1:5 -5:1。
2.根据权利要求1所述的一种聚烯烃成核剂组合物的制备方法,其特征在于:将环己二羧酸钙与硬脂酸锌在转矩流变仪中熔融混合。
3.一种如权利要求1至2任一所述的一种聚烯烃成核剂组合物的制备方法制备得到的聚烯烃成核剂组合物。
4.如权利要求3所述的聚烯烃成核剂组合物在聚烯烃结晶改性中的应用。
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