[发明专利]用作成核剂的改性氧化铝颗粒制备方法

说明书

本发明提供一种用作聚烯烃成核剂的改性氧化铝的制备方法。将脂肪族羧酸、氧化铝颗粒、有机溶剂按比例加入到反应瓶中，密封，微波反应一段时间，降至室温后，所得产物经洗涤、20℃‑90℃干燥得到脂肪族羧酸改性氧化铝颗粒。其中微波反应功率500～1000W，反应时间5～15分钟。本发明方法，脂肪族羧酸不仅可以在氧化铝颗粒表面发生反应，还可以在氧化铝颗粒孔道内部发生反应，从而得到高接枝率的脂肪族羧酸改性氧化铝颗粒。成核剂添加量小而成核效果好。

技术领域

本发明涉及一种聚烯烃成核剂的制备方法，具体涉及改性氧化铝的制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)作为一种通用材料，具有机械性能好、无毒、耐热、耐化学品、容易加工成型且价格低廉等优点，可广泛应用于化工、建材、汽车等行业。但与此同时PP也具有透明性差、抗蠕变性差、抗冲击性能差、容易老化等缺点，限制了PP的推广和使用。为此，国内外对PP的改性进行了广泛而深入的研究。与其他聚合物混合或者在PP中添加填充剂是简单易行、成本低廉、效果显著的改性方法。其中，具有成核效果的填充剂被称为成核剂。

成核剂在聚丙烯结晶过程中起到成核作用，其成核效率一方面与成核剂结构有关，另一方面也取决于成核质点的数量。目前，常用的成核剂有山梨醇类、取代芳基杂环磷酸酯盐类等有机小分子。无机粒子作为成核剂的研究近年来也受到越来越多的关注。但是，无机粒子自身的范德华吸引力十分强，容易发生团聚，导致最终在聚丙烯中的成核质点数量下降，降低了成核效率。因此需要对无机粒子颗粒表面进行化学改性，以提高无机粒子颗粒与聚合物之间的相互作用，从而提高成核效率。

氧化铝颗粒，作为无机粒子成核剂加入到聚丙烯中的研究有陆续报道。然而氧化铝颗粒加入到非极性的惰性聚烯烃如聚丙烯中产生的改性效果十分不理想。也有研究对氧化铝颗粒进行表面改性，一般都是采用硅烷偶联剂对其进行表面修饰。虽然能够改善氧化铝颗粒与聚合物之间的相互作用，但是仍需要很大的添加量才能达到较好的改性效果。如文献“Crystallization,mechanical,and fracture behaviors of spherical aluminafilled polypropylene nanocomposites”43(24)：3652-3664，Journal of PolymerScience Part B:Polymer Physics(2005年出版)所述，添加硅烷偶联剂改性的氧化铝颗粒后，添加量在1.5wt％-5wt％时，聚丙烯的结晶温度和空白聚丙烯树脂相比只提高了4℃，而当硅烷偶联剂改性后的氧化铝颗粒添加量小于1.5wt％时，聚丙烯的结晶温度无明显提升。因此对氧化铝颗粒的改性的研究仍旧十分迫切，有必要采用新型的改性方法，改善氧化铝颗粒的化学环境，促进氧化铝颗粒在聚丙烯中的分散，起到良好的成核剂效果。

发明内容

本发明提供一种新的氧化铝颗粒改性方法，通过脂肪族羧酸、氧化铝颗粒和有机溶剂在微波条件下反应，脂肪族羧酸不仅可以在氧化铝颗粒表面发生反应，还可以在氧化铝颗粒孔道内部发生反应，从而得高氧化铝颗粒表面和孔道内部同时接枝脂肪族羧酸的改性氧化铝颗粒。制备得到的脂肪族羧酸改性氧化铝颗粒，在应用于聚丙烯成核剂时，添加量小且成核效果好。

按照本发明改性方法得到的氧化铝改性颗粒，相对于脂肪族羧酸、氧化铝颗粒直接在有机溶剂中加热反应得到的脂肪族羧酸改性氧化铝颗粒，应用于聚丙烯改性时，改性效果更好，具体体现在力学性能更好。

本发明氧化铝颗粒改性方法包括：

将脂肪族羧酸、氧化铝颗粒、有机溶剂按比例加入到反应瓶中，密封，微波反应一段时间，降至室温后，所得产物经洗涤、20℃-90℃干燥得到脂肪族羧酸改性氧化铝颗粒。

其中，微波反应功率选择500～1000W，优选600～800W，微波反应时间选择5～15分钟。