[发明专利]一种聚丙烯大分子增刚成核剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及高分子材料领域，公开了一种聚丙烯大分子增刚成核剂，包括磷酸盐和聚丙烯接枝乙烯基联苯衍生物，其制备方法为按质量份将100份聚丙烯，0.5‑30份联苯衍生物，0.01‑0.2份磷酸盐，0.05‑0.5份引发剂；将各原料混合后于共混设备中160‑220℃熔融混合后制得聚丙烯大分子增刚成核剂。本发明的聚丙烯大分子增刚成核剂，与聚丙烯相容性和分散性上具有更突出的优势；共混的磷酸盐和结构中乙烯基联苯衍生物的侧支链作为聚丙烯结晶的成核位点，增加结晶成核密度，加快结晶速率，减小球晶尺寸，提高聚丙烯结晶温度，相比于单苯环、丙烯酸酯类大分子成核剂而言，本发明的增刚成核剂能更加显著的提高聚丙烯的力学性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚丙烯大分子增刚成核剂及其制备方法与应用。

背景技术

聚丙烯(PP)由于具有熔点高、韧性好、防腐蚀、静态载荷能力强等优点被广泛应用，但存在链段柔性高、熔体强度差等缺点，限制了其在吹塑成型、挤出涂布和发泡等方面的应用。聚丙烯是结晶型聚合物，其结晶行为、结晶形态和球晶尺寸都直接影响制品的最终性能。

聚丙烯有α、β、γ、δ和拟六方态5种晶型，以α晶型最为常见，在通常的加工条件下，熔体自然冷却的均相结构主要为α晶型。α晶型的聚丙烯具有增刚、提高热变形温度、抗蠕变、降低浊度、提高制品表面光泽度等优异性能。

增刚成核剂能够诱导聚丙烯树脂以α晶型成核，提高制品的结晶温度、结晶度和结晶速度，并使晶粒尺寸细化。目前聚丙烯的增刚成核剂主要有三类：无机成核剂、小分子有机物成核剂和大分子成核剂。无机成核剂包括滑石粉、碳酸钙、炭黑、云母和二氧化硅等，这类成核剂能够提高制品弯曲弹性模量和热变形温度，具有价格低廉、原料易得的特点，但用量较大，分散困难，与PP的相容性差，影响制品透明性使PP应用受到限制。

小分子有机物成核剂主要指芳香族酸金属皂类成核剂，包括羧酸及其金属盐、磷酸金属盐、二苄山梨醇及其衍生物和二芳基膦金属盐等。这类成核剂的添加量少，效果显著，属于目前应用较多的成核剂，但价格高，加工工艺不环保，存在难分散等缺点。

大分子成核剂一般在聚丙烯聚合前加入成核单元，与聚丙烯结构相近且熔点较高，与聚丙烯的相容性好，能够均匀分散在聚丙烯树脂中。熔融冷却时，这类成核剂最先结晶，利用相似相容的原理，能够克服前两类成核剂分散性和相容性差的不足，但这类成核剂对聚合工艺条件要求高，制备过程相对复杂，目前研究比较有限，尚未实现产业化。

CN101798418A公开了一种聚丙烯的成核剂及其制备方法，采用丙烯酸酯、乙烯基硅氧烷、马来酸酐等多官能团单体对聚丙烯改性，制备成长链支化聚丙烯作为成核剂，该成核剂在聚丙烯中分散性好，成核效率高，结晶改性效果好，但对聚丙烯的增刚性能则未予以讨论。

CN107056988A中公开了一种含苯环链段的聚丙烯大分子成核剂及其制备方法与用途，该方法中成核剂由聚丙烯为主链和含苯环链段为侧链所构成，在引发剂的存在下，通过聚丙烯与含单苯环官能团单体和/或共单体熔融反应制得。该大分子成核剂能够有效减小聚丙烯结晶晶粒的尺寸，提高结晶温度，与聚丙烯相容性好，且能诱导聚丙烯产生β晶型。但该方法对聚丙烯的力学性能提升效果甚微。

发明内容

本发明的目的在于克服现有成核剂与聚丙烯相容性、分散性差的不足，提供一种聚丙烯大分子增刚成核剂及其制备方法与应用，该成核剂与聚丙烯的相容性极佳，能够明显加快α晶型形成，提高聚丙烯制品的力学性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种聚丙烯大分子增刚成核剂，包括磷酸盐和聚丙烯接枝乙烯基联苯衍生物。

所述的聚丙烯接枝乙烯联苯衍生物中乙烯基联苯衍生物的接枝率为1-10％。

上述乙烯基联苯衍生物具有式I～III任一种或几种结构：