[发明专利]一种负载型β晶成核剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及β晶成核剂及其制备技术。

背景技术

β晶聚丙烯是聚丙烯中的一个新品种，其除保持了α晶聚丙烯良好的综合性能外，与α晶聚丙烯相比，还具有数倍于α晶聚丙烯的冲击强度，热变形温度大幅度提高，低的拉伸屈服强度和拉伸弹性模量，在高速拉伸下显示较高的韧性和延展性，存在明显的应变硬化等特点。在工业管道、蓄电池外壳、薄膜、气体交换用多微孔膜和微孔纤维等方面将有着广泛的应用。目前，添加β晶成核剂是得到高含量β晶聚丙烯的最有效方法。至今，β晶成核剂主要有：(1)有机染料。如喹吖啶酮红(E3B)等具有准平面结构的稠环有机物；(2)第IIa族金属元素的某些盐类及二元羧酸的复合物。如庚二酸和硬脂酸钙混合物类；(3)取代酰胺类。如N，N′-二环己胺基对苯二酰胺等；(4)稀土成核剂等。如硬脂酸镧与硬脂酸配制成的稀土配合物成核剂。然而，以上β晶成核剂有的存在成核效率低，成本高，耐热性低，与PP相容性差，易使制品着色等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种成核效率高、成本低、且具有增强作用的负载型β晶成核剂。

本发明的另一个目的是提供一种步骤简单的负载型β晶成核剂的制备方法。

本发明的负载型β晶成核剂由纳米碳酸钙和脂肪族二元羧酸组成，其重量比为5-1000∶1。所述脂肪族二元羧酸优选庚二酸或辛二酸。

针对现有β晶成核剂存在的问题，本发明采用表面积大的纳米碳酸钙作为载体的方法，采用简单的方法将二元羧酸在纳米碳酸钙表面高度分散，利用纳米碳酸钙与二元羧酸的化学作用形成如同庚二酸和硬脂酸钙混合物类相同的高效的β晶成核剂。由于二元羧酸在纳米碳酸钙高度分散，且仅在纳米碳酸钙表面形成有效的成核点，从而实现减少二元羧酸用量，降低成本，提高成核效率的目的。

本发明的负载型β晶成核剂的制备方法：

方法1：将脂肪族二元羧酸用溶剂(例如丙酮)溶解后，与纳米碳酸钙室温混合，室温或低温挥发溶剂，即得到负载型β晶成核剂。

方法2：将脂肪族二元羧酸与纳米碳酸钙室温直接混合，即得到负载型β晶成核剂。

利用高表面积纳米碳酸钙作为载体的作用，使二元羧酸在纳米碳酸钙表面高度分散，利用纳米碳酸钙与二元羧酸的化学作用形成如同庚二酸和硬脂酸钙混合物类相同的高效的β晶成核剂。由于二元羧酸在纳米碳酸钙高度分散，且仅在纳米碳酸钙表面形成有效的成核点，从而实现减少二元羧酸用量，降低成本，提高成核效率的目的。

本发明的负载型β晶成核剂与现有的非负载型β晶成核剂相比，具有如下有益效果：

(1)纳米碳酸钙作为载体，使脂肪族二元羧酸高度分散在纳米碳酸钙表面，导致形成的有效成核点增加，成核效率提高。

(2)纳米碳酸钙作为载体，使脂肪族二元羧酸用量减少，实现成核剂成本的降低。

(3)纳米碳酸钙作为载体，对聚丙烯还起到增强增韧作用，使β晶聚丙烯的屈服强度和模量提高，解决非负载型β晶成核剂成核聚丙烯存在屈服强度和模量低的问题，有利于β晶聚丙烯用途的扩大。

(4)纳米碳酸钙作为载体，β晶聚丙烯更有利于生产多孔薄膜。

附图说明

图1为实施例5在不同温度下结晶WAXD曲线；

图2为实施例5在不同速率降温结晶的WAXD曲线。

具体实施方式

将脂肪族二元羧酸溶解于丙酮，与纳米碳酸钙室温混合，15℃下挥发丙酮溶剂，即得到负载型β晶成核剂。再将β晶成核剂添加到聚丙烯中制备高含量β晶聚丙烯。

本发明各实施例的负载型β晶成核剂的成分配比及聚丙烯β晶含量如表1所示。

表1.加有负载型β晶成核剂的聚丙烯的β晶含量