[发明专利]一种二元复合聚丙烯成核剂的制备方法和由其制备的成核剂及应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学领域，进一步地说，是涉及一种二元复合聚丙烯成核剂的制备方法和由其制备的成核剂及应用。

背景技术

聚丙烯是一种被广泛使用的热塑性塑料，价格低廉且综合性能较好，通过添加成核剂能进一步提高聚丙烯制品的力学性能和光学性能，实现聚丙烯高性能化。

聚丙烯的成核剂是一类用于改善聚丙烯结晶行为，从而提高其物理机械性能和热力学性能的助剂。成核剂分为无机类、山梨醇类、磷酸盐类、松香类和高分子类成核剂。

目前，市场上广泛使用的聚丙烯成核剂为有机成核剂，如NA11[2，2′-亚基甲-二(4，6-二正丁基苯酚)磷酸钠]、NA-2l[亚甲基双(2，4-二叔丁基苯基)磷酸铝]等。有机成核剂用量少，且成核效果明显，能提高聚丙烯的结晶温度，稳定性好，增刚效果好，能显著改善聚丙烯的热变形温度和力学性能，但是此类成核剂价格较高。

无机纳米粒子凭借价格低廉、改性效果明显等优点而作为聚丙烯的填充改性剂也早已受到众多研究者研究，但是由于无机纳米粒子粒径小、比表面积大、表面能高，极易相互团聚，难以最大限度地发挥纳米效应，研究者们主要采用有机物改性无机纳米粒子的方法来降低其纳米粒子的表面能，提高纳米粒子与聚合物的相容性。无机粒子二氧化硅和凹凸棒土，作为成核剂使用时，成核效果一般，但是价格便宜。

聚丙烯成核剂是一种用来改变PP结晶行为，从而改变其结晶形态，最终改善其物理机械性能和热力学性能的助剂。近年来，为充分发挥各类成核剂的优势，有研究开始注重研究不同成核剂或成核剂与其他助剂之间的协同效应。Hongwei Bai(Journal of Applied Polymer Science，Vol.111，1624-1637(2009))研究了α成核剂(DMDBS)和β成核剂(TMB-5)两种成核剂复配后对聚丙烯结晶行为的影响，发现不同比例配比的成核剂能够使聚丙烯获得不同的比例的这两种结晶晶型，提供了一种通过改变成核剂种类及比例获得不同性能聚丙烯的研究方法。如何制备价格低廉、性能优良的聚丙烯成核剂是研究的一个方向。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种二元复合聚丙烯成核剂的制备方法和由其制备的成核剂及应用。采用无机纳米粒子与有机成核剂的复合研磨的制备方法来制备聚丙烯成核剂，具有用量少，价格低，制备工艺简单、改善力学性能等优点，是一种理想的具有协同效应的聚丙烯树脂的力学改性剂。

本发明的目的之一是提供一种二元复合聚丙烯成核剂的制备方法。

所述方法包括：

所述成核剂是无机纳米粒子和有机成核剂混合后经研磨后制得；

其中无机纳米粒子与有机成核剂的重量比为95∶5～5∶95；

所述无机纳米粒子为凹凸棒土或二氧化硅；

所述二氧化硅的粒径范围在5～100nm之间；

所述有机成核剂为2，2′-亚基甲-二(4，6-二正丁基苯酚)磷酸钠。

具体包含以下步骤：

(1)将无机纳米粒子和有机成核剂按所述比例混合；

(2)混合好的无机纳米粒子和有机成核剂混合粉末加入研磨设备中，采用研磨的方法，设置一定的研磨速度和时间，达到混合均匀以及研磨变细的效果。通常情况下研磨时间为5～30分钟，研磨速率为300～500rpm(转每分钟)。

具体的：

本发明的含无机纳米粒子的聚丙烯复合成核剂中的无机纳米粒子二氧化硅组分可采用硅溶胶(mSiO₂·nH₂O)喷雾干燥制备而成，或商品化的二氧化硅粒子。

所述硅溶胶(mSiO₂·nH₂O)是粒径范围为10-20nm的二氧化硅微粒分散在水中形成的稳定悬浮液。

制备方法中的混合搅拌设备为加工领域内通常采用的混合设备，如：高剪切分散机；喷雾干燥设备也是本领域内通常采用的，如：喷雾干燥机。

二元复合成核剂的研磨设备为加工领域通常采用的混合设备，如：行星研磨机，磨盘，可加入少量蒸馏水，湿法研磨；也可直接混合后研磨。

本发明的目的之二是提供一种由所述方法制备的二元复合聚丙烯成核剂。

所述成核剂是由无机纳米粒子和有机成核剂组成，无机纳米粒子与有机成核剂的重量比为95∶5～5∶95，优选为75∶25～25∶75；

所述无机纳米粒子为凹凸棒土或二氧化硅；