[发明专利]一种β晶型成核剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种β晶型成核剂及其制备方法和应用。本发明的β晶型成核剂由芳香酰胺酸、芳香酰胺酸的金属盐和等规聚丙烯复合而成，其制备方法包括以下步骤：1)将酸酐和对苯二胺分散在溶剂中，进行反应，得到芳香酰胺酸；2)将芳香酰胺酸和金属盐分散在溶剂中，进行反应，得到芳香酰胺酸的金属盐；3)将芳香酰胺酸和芳香酰胺酸的金属盐混合，再分散在等规聚丙烯中，即得β晶型成核剂。本发明的β晶型成核剂属于负载型成核剂，对加工条件不敏感，结构稳定，成核效率稳定，不会随着基体树脂种类的变化而发生较大的变化，具有一定的通用性，用于无规共聚聚丙烯可以生成β晶型含量大于50％的无规共聚聚丙烯材料。

技术领域

本发明涉及功能助剂技术领域，具体涉及一种β晶型成核剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯树脂是五大工程塑料中发展最快、品种最为丰富、应用范围最为广泛的塑料之一，其原料来源丰富，成本较低且易于成型加工，但聚丙烯制品的脆性较高、抗冲击性能较差，应用受到了限制。无规共聚聚丙烯(PPR)是利用丙烯和少量乙烯在一定的温度、压力和催化剂的作用下共聚得到的综合性能良好的材料。PPR中加入了乙烯单体，无规则分布的乙烯单体阻碍了聚丙烯分子的结晶排列，故PPR的结晶度较低，但抗冲击性能显著提升，聚合物的刚性得到明显改善，且通过调节乙烯单体的含量可以对PPR的性能进行调节。然而，随着人们对PPR的耐热性、抗冲击性能等的要求越来越高，现有的PPR已经难以完全满足要求，需要对其进行改性。

聚丙烯是一种半结晶性物质，一般以α、β、γ、δ和拟六方这五种晶系为主。在通常加工条件下PPR会形成α晶，α晶型PPR具有较高的强度，但其抗冲击性能较差，且热变形温度较低，而β晶型PPR则正好可以弥补α晶型PPR的缺点，而且还可以赋予PPR较高的延展性和韧性，所以有必要合成高β晶型含量PPR。

合成高β晶型含量PPR最为有效的途径是添加β晶型成核剂，而目前在等规聚丙烯中使用的成核剂主要包括以下几种：

1)无机类成核剂：成核剂效率较低，与聚丙烯的相容性较差，且添加量较大，容易团聚而造成聚丙烯性能下降；

2)具有准平面结构的稠环化合物：一般作为染料使用，作为成核剂使用容易使制得的聚丙烯成品带有颜色，且成核效率较低，无法满足工业使用需求；

3)二元羧酸及其第ⅡA族金属盐：能够显著提高聚丙烯的冲击强度，但羧酸在高温条件下的稳定性较差，容易分解，最终会影响羧酸盐类成核剂的成核效率；

4)芳香族二酰胺：少量添加便可以诱导聚丙烯生成高β晶型含量聚丙烯，能够显著提高聚丙烯的冲击强度，但成核效率的稳定性较差，成核效率受工艺条件的影响大；

5)稀土化合物类成核剂：结构和成核机理不明，且制备成本较高。

综上可知，亟需开发性能更加优异的β晶型成核剂来满足日益增长的应用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种β晶型成核剂及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种β晶型成核剂，其由芳香酰胺酸、芳香酰胺酸的金属盐和等规聚丙烯复合而成；所述芳香酰胺酸选自中的至少一种；所述芳香酰胺酸的金属盐选自中的至少一种，式中，x取2或3，M选自钙、锌、镧中的一种。

优选的，所述芳香酰胺酸、芳香酰胺酸的金属盐的质量比为0.8:1～1:1。

优选的，所述芳香酰胺酸和芳香酰胺酸的金属盐与等规聚丙烯的质量比为0.7:20～1.2:20。

优选的，所述等规聚丙烯的数均分子量为80000～100000。

上述β晶型成核剂的制备方法包括以下步骤：

1)将酸酐和对苯二胺分散在溶剂中，进行反应，得到芳香酰胺酸；