[发明专利]有机磷酸盐成核剂的超声沉降制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚丙烯成核剂，具体涉及有机磷酸盐成核剂的制备方法。

背景技术

取代芳基有机磷酸盐广泛用作聚丙烯树脂的成核改进剂，应用于聚丙 烯树脂的改性，其中取代二芳基有机磷酸盐如双(4，6-二叔丁基苯氧基) 磷酸钠、2，2′-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸钠等，能显著的改 善这些树脂的加工性能。文献“聚丙烯的高性能化-成核剂”(《化学工业》， 1999(8)，p11)，“成核剂对聚丙烯性能的影响”(《合成树脂及塑料》， 2001，18(4)，39-41)均有报道。

目前，取代芳基有机磷酸盐的合成是由取代芳基酚与磷酸化试剂反 应、水解、成盐后制得二芳基有机磷酸盐。德国专利3,940,765A1和“PP 成核剂的合成及应用”(《塑料工业》，1999(5))中报道了聚丙烯成 核剂2，2′-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸钠的合成，它是以甲苯 为溶剂，通过2，2′-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯酚)与氧氯化磷反应，然 后水解制备2，2′-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯酚)磷酸酯。在丙酮和水的 混合液中与氢氧化钠反应中和制备出2，2′-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯氧 基)磷酸钠。此工艺制得的成核剂虽然能提高聚丙烯的力学性能和透明性 能，但是还存在以下缺点：熔点高，在树脂加工温度下不能熔融分散，导 致其在树脂中的分散相容性差，影响成核效果，并且成核剂粒子较大，无 法较好的掌握成核剂的形态，无法有效的控制成核剂粒径。

细微化的有机磷酸盐成核剂，能有效改善成核剂的结晶性能，提高与 聚丙烯树脂的相容性和分散性，从而获得更高的成核效率，对于提高树脂 的加工性能效果更显著。中国专利CN1432594中报道了采用普通研磨粉碎 法制备聚丙烯成核剂，其中有部分组分是有机磷酸盐，有机磷酸盐的粒径 为38微米。但是采用普通的研磨粉碎方法制备的成核剂粒径较大，粒径 分布宽，成核剂的形态不容易掌握。欧洲专利EP1209190中报道了采用球 磨与喷射磨相结合的方法制备聚丙烯成核剂，他们首先将成核剂粗品在喷 射磨中研磨0.5小时，然后再在球磨机中研磨2.5小时，最后得到了平均 粒径长径为10微米的聚丙烯成核剂。由于该方法需要将原料在两种不同 的设备中进行研磨，而且研磨时间较长，能量消耗高，操作复杂，产量也 不高。该方法的另一个缺点是，研磨或球磨时间短则颗粒不够细，得不到 细微化产品，研磨或球磨时间长不仅消耗大量时间和能源，还会破坏成核 剂原有的结晶状态，导致成核性能降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种有机磷酸盐成核 剂的超声沉降制备方法，用本发明的方法制备出超细微有机磷酸盐成核 剂，质量稳定，粒径均匀，收率高，不破坏成核剂的晶型。使得成核剂产 品能提高成核效果，并减少成核剂用量。

本发明的技术方案是：

一种有机磷酸盐成核剂的超声沉降制备方法，包括以下步骤：

第一步，溶解原料：

结构通式为(I)式的取代二芳基有机磷酸盐成核剂粗品为原料，

(I)

式中：R1为C₁～C₆的烷基，R2为C₁～C₆的烷基，R3为氢原子或 C₁～C₄的烷基，M为下列金属原子或基团之一：钠、钾、锂、钙、镁、铝、 锌、钡、铜、锡、锆、羟基铝、铵基；n为1或2；

以下列中的至少一种为溶剂：丙酮、乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇、丁 醇、石油醚、四氢呋喃、乙酸乙酯、甲苯、乙苯、N-N二甲基甲酰胺和1，4- 二氧六环；

将所述原料加入到所述溶剂中，并搅拌溶解后，再加入水，形成原料 溶液；按质量比，

有机溶剂：水：原料＝1～10：0.1～3：1；

第二步，超声沉降：

将上述原料溶液置于超声场中，超声频率20kHz～150kHz，超声功率 密度50瓦/升溶液～500瓦/升溶液，温度10℃～60℃，使成核剂逐渐 析出；通常，超声振荡时间为15分钟～180分钟。

第三步，收集产品：

将沉降出的物料进行液固分离，再干燥，得到有机磷酸盐成核剂。