專利名稱：：一種聚烯烴成核劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于高分子塑料助劑及其制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種聚烯徑成核劑，可應(yīng)用于制備具有高e晶型含量、高沖擊強(qiáng)度的聚丙烯及其他聚烯烴。
背景技術(shù)：
：聚丙烯(pp)雖以其機(jī)械性能好、無毒、相對密度低、耐化學(xué)藥品以及價(jià)廉、易加工成型等優(yōu)良特性，成為了合成樹脂中增長速度最快、新產(chǎn)品開發(fā)最為活躍的品種之一，但是，由于自身還存在的一些缺陷，如沖擊性能不好等，仍然在很大程度上限制了聚丙烯材料的應(yīng)用范圍。聚丙烯的晶體結(jié)構(gòu)有a、e、y、s和擬六方態(tài)五種，其中e晶型聚丙烯具有相對較高的沖擊強(qiáng)度，在增韌及微孔纖維等方面得到成功應(yīng)用。添加e晶型成核劑是目前公認(rèn)的得到高含量e晶型聚丙烯的最佳方法。其作用機(jī)理為-在聚丙烯熔體冷卻時(shí)，成核劑以極其微小的固體顆粒形式均勻分散在聚丙烯熔體中作為異相晶核，減小了聚丙烯成核結(jié)晶所需要的界面自由能，促進(jìn)聚丙烯鏈段以該種晶核為中心同時(shí)結(jié)晶。根據(jù)晶格匹配理論，e晶型成核劑誘導(dǎo)生成晶型與之相同的e晶型聚丙烯結(jié)晶，從而提高聚丙烯沖擊強(qiáng)度。同時(shí)，由于成核中心數(shù)目的增多，使晶核生長余地變小，當(dāng)晶體生長到遇到另一晶體時(shí)停止結(jié)晶，從而使聚丙烯晶體變得細(xì)小，使聚丙烯結(jié)晶度提高，物理性能也相應(yīng)得到提高。在聚丙烯/e晶型成核劑體系中加入少量納米無機(jī)顆粒很大程度上可以提高e晶型成核劑的有效作用面積，增加其成核效率。目前常用的e晶型成核劑有喹吖啶酮紅顏料、庚二酸類、酰胺化合物等。其中庚二酸類e晶型成核劑具有不著色、e晶型成核效率高、熱穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，是一種優(yōu)秀的e晶型成核劑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種新的高效0晶型成核劑，該成核劑在應(yīng)用于聚丙烯聚合時(shí)能較大程度提高e晶型聚丙烯的結(jié)晶度以及沖擊性能。本發(fā)明的另一目的是提供一種使用有機(jī)酸鹽與無機(jī)納米顆粒復(fù)合制備上述成核劑的方法，該方法包括如下步驟和條件(1)將有機(jī)酸按1%10%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)加入到4060°(3水中，攪拌溶解；(2)分批加入與有機(jī)酸摩爾比為12的金屬鹽，攪拌反應(yīng)12小時(shí)，待溶液澄清，得到有機(jī)酸鹽溶液；(3)將無機(jī)納米顆粒按0.1%淺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)加入水中，超聲處理0.51小時(shí)，得到無機(jī)納米顆粒水溶液；(4)按有機(jī)酸鹽與無機(jī)納米顆粒1:0.10.5的質(zhì)量比將上述有機(jī)酸鹽溶液和無機(jī)納米顆粒水溶液進(jìn)行混合，超聲處理0.51小時(shí)；(5)將步驟(4)得到的產(chǎn)物在8010(TC溫度下干燥，研磨成粉，即得所述成核劑。在上述步驟中所述的有機(jī)酸為庚二酸或者辛二酸；所述的金屬鹽為碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鋅、碳酸鋇中的一種或者多種；所述的無機(jī)納米顆粒為二氧化硅、氧化鋅、二氧化鈦納米顆粒中的一種或多種。圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的聚丙烯純樣的XRD分析圖譜；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的聚丙烯+0.1%庚二酸鈣的XRD分析圖譜；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的聚丙烯+0.1%復(fù)合成核劑的XRD分析圖譜。具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體描述。有必要在此指出的是，以下實(shí)施例只用于對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例涉及的成核劑為庚二酸鈣和納米二氧化硅的復(fù)合成核劑，可用于制備高P晶型含量的聚丙烯。稱取lg庚二酸加入到裝有50ml去離子水的燒杯中，置于溫度設(shè)定為50°C的恒溫水浴槽中，經(jīng)充分?jǐn)嚢枞芙猓辉倬徛尤肟傎|(zhì)量為0.62g的碳酸鈣，攪拌反應(yīng)1.5小時(shí)，使其充分反應(yīng)，溶液澄清；稱取0.15g納米二氧化硅加入到50ml去離子水中，超聲0.5小時(shí)，將超聲處理后得到的懸浮液加入到之前制備的澄清溶液中，超聲0.5小時(shí)，得到產(chǎn)物；將產(chǎn)物置于9(TC烘箱中干燥獲得白色粉末固體，即成核劑。將所制得的成核劑按O.lwt。/。加入到聚丙烯中擠出造粒，根據(jù)GB/T1843-1996測定材料的缺口沖擊強(qiáng)度，結(jié)果如表1所示表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表1可看出，添加0.1%庚二酸鈣和納米二氧化硅的復(fù)合成核劑后樣品的缺口沖擊強(qiáng)度比純聚丙烯提高約200%、比僅加入庚二酸鈣成核劑的聚丙烯提高約15%。從圖1、圖2以及圖3可以看出，使用庚二酸鈣和納米二氧化硅的復(fù)合成核劑可有助于聚丙烯得到更好的e晶成核效果，其e晶型含量更高，沖擊性能更好。實(shí)施例2本實(shí)施例涉及的成核劑為庚二酸鋅和納米二氧化硅的復(fù)合成核劑，可用于制備高e晶型含量的聚丙烯。利用與實(shí)施例1相同的方法制備得到成核劑。按0.lwte/。加入到聚丙烯/彈性體(10wt%，牌號為605)中擠出造粒，根據(jù)GB/T1843-1996測定材料的缺口沖擊強(qiáng)度，結(jié)果如表2所示表2樣品沖擊強(qiáng)度(kj/m2)聚丙烯/彈性體19.9聚丙烯/彈性體+0.1%庚二酸鋅45.5聚丙烯/彈性體+0.1%復(fù)合成核劑50.5從表2可以看出，添加0.1%庚二酸鋅和納米二氧化硅的復(fù)合成核劑后樣品的缺口沖擊強(qiáng)度比聚丙烯/彈性體提高約160%、比僅加入庚二酸鋅成核劑的聚丙烯/彈性體提高約11%。權(quán)利要求1、一種聚烯烴成核劑，其特征在于，所述成核劑的成分為有機(jī)酸鹽與無機(jī)納米顆粒的復(fù)合顆粒；所述有機(jī)酸鹽是脂肪族二元酸的鈉鹽、鈣鹽、鋅鹽、鋇鹽，所述無機(jī)納米顆粒是納米二氧化硅顆粒、納米氧化鋁顆?；蛘呒{米氧化鈦顆粒中的一種或者多種；所述有機(jī)酸鹽與所述無機(jī)納米顆粒的質(zhì)量比為1∶0.1～0.5。2、一種如權(quán)利要求1所述的聚烯烴成核劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(1)將有機(jī)酸按110%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)加入到4060°〇水中，攪拌溶解；(2)分批加入與所述有機(jī)酸的最終摩爾比為12的金屬鹽，攪拌反應(yīng)12小時(shí)，待溶液澄清，得到有機(jī)酸鹽溶液；(3)將無機(jī)納米顆粒按0.11%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)加入水中，超聲處理0.51小時(shí)，得到無機(jī)納米顆粒水溶液；(4)按有機(jī)酸鹽與無機(jī)納米顆粒的質(zhì)量比為1:0.10.5將所述有機(jī)酸鹽溶液與所述無機(jī)納米顆粒水溶液進(jìn)行混合，超聲處理0.53小時(shí)；(5)將步驟(4)的產(chǎn)物在8010(TC溫度下干燥，得到固體組分，將所述固體組分研磨成粉，即為所述成核劑。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述脂肪族二元酸為庚二酸或辛二酸。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽為碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鋅、碳酸鋇中的一種或者多種。5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述無機(jī)納米顆粒為納米二氧化硅顆粒、納米氧化鋁顆?；蛘呒{米氧化鈦顆粒中的一種或者多種。6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述金屬鹽為碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鋅、碳酸鋇中的一種或者多種。7、權(quán)利要求1所述的聚烯烴成核劑的應(yīng)用，其特征在于，所述聚烯烴成核劑應(yīng)用于具有高P晶型含量及高沖擊強(qiáng)度聚丙烯的制備。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚烯烴成核劑的應(yīng)用，其特征在于，將所述成核劑按0.llwt。/。加入到聚烯烴中擠出造粒制造具備高沖擊強(qiáng)度的聚合物材料。全文摘要本發(fā)明涉及一種聚烯烴成核劑及其制備方法和應(yīng)用，該成核劑為有機(jī)酸鹽與無機(jī)納米顆粒的復(fù)合顆粒。本發(fā)明還涉及該成核劑的制備方法，將有機(jī)酸溶解于水，分批加入金屬鹽，得到有機(jī)酸鹽溶液；將無機(jī)納米顆粒加入水中，超聲處理，得到無機(jī)納米顆粒水溶液；將所述有機(jī)酸鹽溶液與所述無機(jī)納米顆粒水溶液進(jìn)行混合，超聲處理；將產(chǎn)物在80～100℃溫度下干燥，得到固體組分，將所述固體組分研磨成粉，即為所述成核劑。本發(fā)明的聚烯烴成核劑的應(yīng)用在于能提高聚丙烯的β晶型含量，從而大幅提高聚丙烯材料的沖擊強(qiáng)度。文檔編號C08K5/098GK101475704SQ20091004493公開日2009年7月8日申請日期2009年1月6日優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日發(fā)明者玲張,李春忠,濤陶申請人:華東理工大學(xué)