[发明专利]一种稀土复合成核剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于材料高性能化技术领域，具体涉及一种稀土复合成核剂及其应用。

背景技术

聚丙烯(PP)作为一种来源丰富，价格低廉的通用热塑性塑料，在多个行业得到广 泛应用。PP是半结晶性聚合物，其结晶度、晶型以及晶体的结构形态对其性能起关键作用。 等规聚丙烯(PP)的晶型结构可分成α、β、γ、δ和拟六方态等五种。目前商品化的PP主 要为α晶型，但α晶型为单斜晶系，存在韧性较差等缺点。而β晶型是六方晶系，β晶型的 PP具有良好的冲击韧性，因此提高PP中β晶型的含量，可以大大改善PP的性能。

由于β晶型是属于热力学亚稳态、动力学上不利生成的晶型，在通常的条件下难以得到 。研究表明，能生产β-PP的方法一般有以下几种：(1)温度梯度；(2)高剪切诱导取向 ；(3)选用合适的熔融及结晶温度；(4)添加β成核剂。其中，添加β成核剂是所有方法 中最有效最易实施的方法。

β成核剂可分为有机和无机两大类。有机成核剂包括稠环芳烃类、酰胺类、有机酸及其 盐类；无机成核剂包括无机盐类、无机氧化物等。

但是，现有技术中由于β成核剂的制备成分不同，从而导致对改性的聚丙烯性能不佳等 问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土复合成核剂及其应用，解决现有技术中聚丙烯β成核剂改 性性能不佳、成本过高等问题，本发明的稀土复合成核剂用于提高聚丙烯β晶型含量和抗冲 击能力，有效易得、能诱导聚丙烯PP产生较高含量的β晶型，提高聚丙烯的抗冲击强度，该 成核剂不会影响制品外观，方便使用。

本发明的稀土复合成核剂主要由主成核剂以及辅助成核剂组成，其原料各组分的重量配 比为：主成核剂与辅助成核剂的比例为60∶40～90∶10。该稀土复合成核剂与聚丙烯混合 造粒，提高聚丙烯的性能。

本发明的显著优点是：稀土复合成核剂，成本低廉，有效易得、能诱导聚丙烯PP产生较 高含量的β晶型，提高聚丙烯的抗冲击强度，该成核剂不会影响制品外观，方便使用；适用 于各种聚丙烯，且不与其它添加剂冲突。

具体实施方式

主成核剂与辅助成核剂的比例为60∶40～90∶10。

主成核剂为硬脂酸镧或苯甲酸镧。

辅助成核剂为钙的有机酸盐、锌的有机酸盐、钙的氧化物、锌的氧化物或者有机酸中的 一种或几种的组合。

其中，钙有机酸盐为硬脂酸钙；锌的有机酸盐为硬脂酸锌；钙的氧化物为氧化钙；锌的 氧化物为氧化锌；所述有机酸为苯甲酸、己二酸、庚二酸、癸二酸、棕榈酸或硬脂酸中的一 种或几种的组合。该辅助成核剂中的所有原料均可市售购得。

稀土复合成核剂的制备方法如下：

(1)主成核剂硬脂酸镧或苯甲酸镧的合成：将氧化镧溶于盐酸形成三氯化镧溶液，其 中氧化镧与盐酸的摩尔质量比为1∶5～1∶7，再与0.5mol/L～0.7mol/L的硬脂酸钠或苯甲酸 钠溶液反应，其中硬脂酸钠或苯甲酸钠溶液的摩尔质量为氧化镧的5～7倍。用盐酸或氢氧化 钠调整溶液的pH至6～9，反应2～4h后过滤，滤饼用蒸馏水洗涤数次(一般1～4次)后，再 用无水乙醇洗涤数次(一般1～3次)，并烘干研磨待用；

(2)按照所述比例，将辅助成核剂与步骤(1)得到的硬脂酸镧或苯甲酸镧搅拌均匀， 得到所述的稀土复合成核剂。

本发明的稀土复合成核剂与聚丙烯混合造粒，提高聚丙烯的性能。混合造粒稀土复合成 核剂占聚丙烯重量的0.1％～2％。使用方法为：按照所述配比，将所述稀土复合成核剂与聚丙 烯在高速混合机中均匀混合，于双螺杆挤出机175～220℃挤出造粒，并在180～210℃下注塑 成型，得到改性后的聚丙烯产品。

以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此

实施例1

1Kg聚丙烯与1g稀土复合成核剂(其中主成核剂硬脂酸镧或苯甲酸镧为0.6g；辅助成核 剂氧化锌为0.4g，按照具体实施方式中步骤制备该稀土复合成核剂)，在高速混合机中均匀 混合，于双螺杆挤出机175～220℃挤出造粒，并在180～210℃下注塑成标准样条，记做PP1 。

根据GB/T 104-393标准测试冲击性能，根据GB/T 1634-2004标准测试热变形温度，根据 GB/T 1040.2-2006测定拉伸性能以及根据GB/T 9341-2008测定弯曲性能。