[发明专利]一种无酸性副产物生成的羧酸铝盐成核剂合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种羧酸铝盐成核剂合成方法，特别是一种无酸性副产物生成的羧酸铝盐成核剂合成方法。采用该方法可以有效降低羧酸铝盐类聚烯烃成核剂合成过程中酸性副产物的生成量，使得二羟盐和无羟基盐不生成或尽可能少地生成，保证目的产物单羟基芳香羧酸铝盐的生成量，提高最终产物的纯度、降低产品后处理的难度和费用，降低对反应器材质的要求。

背景技术

采用添加成核剂的方法，提高聚烯烃，特别是的弯曲、拉伸性能，是对聚丙烯进行增强改性的一条重要途径。芳香族羧酸金属皂类是一类对聚丙烯具有增刚和透明改性效果的成核剂，20世纪60年代由SHELL公司开发成功，开发应用较早，但改性效果有限。

林明德、余强等的“羧酸铝盐活性填料补强交联PE的研究”(《高分子材料科学与工程》1989年7月，第四期)提供的合成方法，是将有机羧酸与氢氧化钠中和反应的产物加到六水氯化铝(ALCl₃·6H₂O)水溶液中，进行置换/羟基化反应，制备芳香族羧酸金属皂类成核剂。反应式如下二式：

一般n是1或2，即合成的最终产物为单羟基盐、二羟基盐，甚至无羟基盐的混合物。应用该方法可以合成芳香族羧酸铝盐聚烯烃增强型成核剂，应用研究发现：n＝1，即合成产物为单羟基芳香羧酸铝盐时，增强改性效果明显优于二羟基芳香羧酸铝盐(n＝2)和不含羟基的芳香羧酸铝盐。但是，不论n＝1或n＝2，按照上述反应摩尔配比关系，最终产物中都会有盐酸生成，反应排放废液显酸性，污染环境，而且，反应过程由于酸性物质的生成，对反应器材质提出了更为苛刻的要求。另外当n＝2时，反应主要产物为二羟基芳香羧酸铝盐，应用效果不很理想。

发明内容

针对上述问题，为了控制和降低反应过程中酸性副产物的生成，得到以单羟基羧酸铝盐为基准的高纯度芳香族羧酸铝盐成核剂，发明人开展了相关实验研究工作，提出一种无酸性副产物生成的羧酸铝盐成核剂合成方法，形成本发明。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种无酸性副产物生成的羧酸铝盐成核剂合成方法：把芳香族羧酸与可溶性氢氧化物中和反应的产物滴加到可溶性铝盐水溶液中，进行置换/羟基化反应而得到，其特征在于第一步中和反应中，反应使氢氧化物过量，即氢氧化物携带的参与反应的OH^-相对于芳香族羧酸携带的参与反应的-COOH过量40％～60％的摩尔量(优选45％～55％)；在第二步反应中，氢氧化物携带过量的OH^-即时中和置换/羟基化反应生成的酸性物质，在置换/羟基化反应中，可溶铝盐Al³⁺摩尔量为芳香族单羧酸45％～55％(优选48～52％)。反应温度、反应时间可用现有技术所用条件，通常反应温度为45～60℃，反应时间1.0～2.0hr。在置换/羟基化反应中，可溶铝盐Al³⁺摩尔量为芳香族单羧酸45％～55％，这样可以保证二羟盐和无羟基盐不生成或尽可能少地生成，从而保证了目的产物单羟基芳香羧酸铝盐的生成量，提高了最终产物的纯度、降低了产品后处理的难度和费用，同时降低了最终排放液的酸性和对反应器材质的要求。

在合成反应过程中，第一步中和反应，限定芳香族羧酸、氢氧化物和铝盐摩尔比例在特定范围内，氢氧化物携带的参与反应的OH^-相对于芳香族羧酸携带的参与反应的-COOH过量45％～55％(摩尔量)，在第二步置换/羟基化反应中，可溶铝盐Al³⁺摩尔量为芳香族单羧酸的45％～55％优选48～52％，按照上述反应进料配比，羧酸铝盐合成反应总反应式如下：

可见，按照上述进料配比，理论上，反应过程宏观上不生成酸，而且最终目的产物为应用效果理想的单羟基盐。考虑所使用酸碱强弱程度不同的影响因素，推荐氢氧化物携带的参与反应的OH^-相对于芳香族羧酸携带的参与反应的-COOH过量40％～60％(摩尔量)，优选45％～55％。推荐可溶铝盐Al³⁺摩尔量为芳香族单羧酸R-的45～55％，优选48～52％。

本发明中芳香族单羧酸可以选自苯甲酸、正丁基苯甲酸、叔丁基苯甲酸、苯乙酸等中的一种。

本发明中可溶性铝盐可以选自氯化铝、硝酸铝、硫酸铝等中的一种。

本发明的效果：

①经检测，合成反应最终排放液的PH值由原先4～5或较强碱性变为7左右，酸碱性大大降低。