[发明专利]一种有机磷酸盐成核剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，特别是涉及一种有机磷酸盐成核剂及其制备方法。

背景技术

取代芳基有机磷酸金属盐广泛用作聚丙烯树脂的成核改进剂，应用于聚丙烯树脂的改性，其中取代二芳基有机磷酸金属盐如双(2，4-二叔丁基苯氧基)磷酸钠、2，2′-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸钠等，能显著的改善这些树脂的加工性能(参见“聚丙烯的高性能化-成核剂”，《化学工业》，1999(8)，p11，以及“成核剂对聚丙烯性能的影响”，《合成树脂及塑料》，2001，18(4)，39-41。

目前，取代二芳基有机磷酸金属盐的合成是由取代芳基酚与磷酸化试剂在有机溶剂中反应、水解、成盐后制得的取代二芳基有机磷酸金属盐。例如，PP成核剂2，2’-亚甲基-二(2，4-二叔丁基苯氧基)磷酸钠的合成，它是以2，2’-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯酚)为原料，将其溶解于有机溶剂中，加入三氯氧磷进行磷酸化反应，同时加入三乙胺作为缚酸剂，与反应中产生的氯化氢结合，促使反应向正方向进行，在反应体系中生成三乙胺盐。然后将磷酸化反应的产物水解制备成2，2’-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯酚)磷酸酯。然后，在丙酮和水的混合液中与氢氧化钠中和反应制备出2，2’-亚甲基-双(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸钠。此技术的缺点是所制得的成核剂纯度较低，粒径和晶体结构不合适，明显影响了成核剂对聚合物的多种加工性能的提高，而且显著影响了塑料制品的强度等力学性能和结晶性能的提高。由于没有足够的成核能力，因此不能有效提高成核剂对聚合物的加工性能。

另外，现有技术中，制备出具有特定的粒径、并且在X射线衍射分析中实质上没有结晶峰的成核剂的技术，不仅消耗了大量的时间和能源，而且采用长时间和剧烈的粉碎，破坏了成核剂的结晶状态，导致成核性能降低。并且不能具有优良的成核效果和满足成核剂对聚合物的加工性能的需求。

发明内容

本发明提供一种有机磷酸盐成核剂及其制备方法，用以解决现有技术中存在成核剂纯度低，粒径和晶体结构不合适，明显影响了成核剂对聚合物的多种加工性能的提高，而且显著影响了在提高弯曲模量，抗冲击强度等力学性能和结晶性能的提高的问题。

为达上述目的，本发明提供一种有机磷酸盐成核剂，所述有机磷酸盐成核剂的结构通式如(III)或(IV)式的所示：

其中：(III)式或(IV)式中的R1代表氢或C1～C6的烷基，R2代表氢或C1～C6的烷基，R1与R2相同或不相同；M代表下列金属之一：钾、钠、锂、钙、镁、铝、锌、钡、铜。

进一步，所述有机磷酸盐成核剂的平均粒径为1μm～100μm。

进一步，所述有机磷酸盐成核剂的平均粒径为5～50μm。

进一步，所述有机磷酸盐成核剂的固体粉末在X射线衍射分析中具有明显的结晶峰，且其中002晶面对应的2θ角的X射线衍射峰相对强度I％大于20％。

进一步，所述有机磷酸盐成核剂的固体粉末在X射线衍射分析中具有明显的结晶峰，且其中002晶面对应的2θ角的X射线衍射峰相对强度I％大于50％。

进一步，(III)式或(IV)式中：

R1为：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基或己基；

R2为：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基或己基。

另一方面，本发明还提供一种有机磷酸盐成核剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一，将原料取代芳基酚和三乙胺，加入溶剂中，搅拌至溶解，然后，在上述所得溶液中加入磷酸化剂，生成取代二芳基有机磷酸酰氯；

步骤二：在步骤一含有取代二芳基有机磷酸酰氯的反应液中加入水，进行水解反应，反应后，蒸馏，过滤，得到取代二芳基有机磷酸酯粗品；

步骤三，采用提纯溶剂重结晶法对步骤二得到的取代二芳基有机磷酸酯粗品进行提纯，得到取代二芳基有机磷酸酯提纯后产品；

步骤四，将取代二芳基有机磷酸酯加入成盐溶剂中，搅拌，溶解后将成盐剂加入含有取代二芳基有机磷酸酯的反应液中进行成盐中和反应，反应过程中进行过滤，然后继续反应至结束，蒸馏，过滤，干燥后得到取代二芳基有机磷酸金属盐粉末；

步骤五，将取代二芳基有机磷酸金属盐粉末粉碎成平均粒径为1μm～100μm，得到取代二芳基有机磷酸金属盐成核剂。

进一步，所述三乙胺的加入量，按摩尔比为，磷酸化剂∶三乙胺＝1∶1～3；按摩尔比：取代芳基酚∶磷酸化剂＝1∶1～2.5。