[发明专利]一种酰胺类β晶型等规聚丙烯成核剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于等规聚丙烯研究领域，特别涉及一种酰胺类β晶型等规聚丙烯成核剂及其制备方法与应用。

背景技术

等规聚丙烯(iPP)具有的优良热性能和机械性能使其在很多领域如注塑、薄膜及纤维生产得到广泛的应用，但是由于其自身结构的不足，存在结晶度较高、透明性较低、室温及低温抗冲击性能差以及热收缩率大等缺陷，大大限制了其广泛使用。其中iPP最大的缺陷是在室温及低温下抗冲击性能差，所以获得高韧性的聚丙烯材料是很多研究人员感兴趣的重要课题之一，并为此对iPP的增韧改性进行了广泛的研究。

iPP是一种具有较高结晶度的聚合物，存在α、β、γ、δ等晶型。一般的商品化通用聚丙烯主要以α晶型存在。β晶型等规聚丙烯(β-iPP)由于较α晶型聚丙烯具有更高的冲击强度，因此具有更广阔的应用前景，如其在工业管道、蓄电池外壳、薄膜、气体交换用多微孔膜和吸水性较好的微孔纤维等方面已得到应用，并且其应用领域还在不断扩大。β晶型聚丙烯可以通过在制备过程中采用温度梯度、剪切取向或添加β晶型成核剂的方法获得，其中添加β晶型成核剂是目前公认最有效的方法。β晶型成核剂主要分为有机和无机两大类，有机类主要为某些具有准平面结构的稠环芳烃类(染料颜料类)、第II A族金属元素的某些盐类(CN 1966563)及二元羧酸的复合物、芳香胺类；无机类主要为无机盐类、无机氧化物及一些低熔点金属粉末。研究报道较多的主要有稠环芳烃染料类、庚二酸盐(主要为钙盐)、芳香酰胺类(CN 101585928)及稀土类β晶型成核剂(CN 1282750)等。

目前，应用较为广泛的是日本理工公司1998年商品化的酰胺成核剂2，6-苯二甲酸环己酰胺(N，N’-dicyclohexylterephthalamide，DCTH)(EP0557721A2)和N，N’-二环己基-2，6-萘二酰胺(N，N’-dicyclohexyl-2，6-naphthalene dicarboxamide，DCNDCA)(EP 0865909A1)，为两端对称的酰胺结构。但上述方法得到的β晶型成核剂在制备β-iPP中效率不高，制备得到的β-iPP中β晶型含量不足，不能满足工艺生产及使用的需要。而且，现有的有机酰胺类成核剂价格较高。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种酰胺类β晶型等规聚丙烯成核剂。

本发明另一目的在于提供一种上述酰胺类β晶型等规聚丙烯成核剂的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述酰胺类β晶型等规聚丙烯成核剂在制备高β晶型等规聚丙烯的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种酰胺类β晶型等规聚丙烯成核剂，具有如下化学结构：

上述一种酰胺类β晶型等规聚丙烯成核剂的制备方法，包含以下具体步骤：

(1)将有机溶剂溶解的对甲基苯甲酰氯滴入环己胺、缚酸剂中，在冰水浴中反应，过滤，得到对甲基苯环己酰胺。

(2)往步骤(1)制备得到的对甲基苯环己酰胺中加入氧化剂和催化剂加热反应；抽滤或蒸馏，纯化，得到酰胺类β晶型等规聚丙烯成核剂。

步骤(1)所述的缚酸剂指三乙胺、吡啶和碳酸氢钠中的至少一种。

步骤(1)所述的有机溶剂指二氯甲烷、丙酮、四氯化碳、二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DMSO)中的至少一种。

步骤(1)所用对甲基苯甲酰氯、环己胺和缚酸剂的摩尔比为1∶(1～2)∶1。

步骤(1)所述的反应时间为1～2h。

步骤(2)所述的氧化剂指高锰酸钾、次氯酸钠、N-溴代丁二酰亚胺(NBS)和四甲基哌啶氧化物(TEMPO)中的至少一种。

步骤(2)所述的催化剂指硫酸、硝酸、磷酸、溴化钠和偶氮二异丁氰(AIBN)中的至少一种。

步骤(2)所用对甲基苯环己酰胺、氧化剂和催化剂的摩尔比为1∶(1～4)∶(0～24)。

步骤(2)所述的纯化指加酸酸化或溶剂萃取；所述酸指盐酸、甲酸和醋酸，优选盐酸；所述溶剂指DMF。

所述酰胺类β晶型等规聚丙烯成核剂在制备β晶型等规聚丙烯(β-iPP)中的应用。

所述的酰胺类β晶型等规聚丙烯成核剂在制备β-iPP中的应用，包含以下具体步骤：

把等规聚丙烯(iPP)、抗氧化剂和酰胺类β晶型等规聚丙烯成核剂加入混合机中混合，挤出造粒，得到β-iPP。