[发明专利]一种络合型β成核剂及其制备与应用

说明书

本发明公开了一种络合型β成核剂及其制备方法与应用。该成核剂由长碳链脂肪酸镧盐和对芳香族二酰胺类β成核剂络合生成，具有如下式（Ⅰ）结构：式（Ⅰ）其中x≥10，y=3，z=3，0.2≤m：n≤1，M为稀土金属镧，R为环己基。本发明还公开了该络合型β成核剂的制备方法，将长碳链脂肪酸镧盐和对芳香族二酰胺类β成核剂在高速搅拌机中混合3‑5分钟后，加入到捏合机中在130‑150℃下进行反应0.5‑1.0小时，出料冷却粉碎得到络合型β成核剂。本发明制得的络合型β成核剂主要应用于聚丙烯树脂，其结构稳定，对加工条件变化敏感度低，与聚丙烯树脂相容性好，在聚丙烯树脂中使用β晶诱导效率稳定性好，提高了制品的尺寸稳定性。

技术领域

本发明涉及β成核剂制备技术领域，具体的说是一种络合型β成核剂的制备方法与应用。

背景技术

聚丙烯树脂价格低廉，性能优异，在五大通用合成树脂中增长速度快、开发潜力大、应用广。由于其本身结构特性，聚丙烯树脂的缺点也很明显，如分子链节上的侧甲基降低了链柔曲性，球晶颗粒大，使得其脆化温度高，耐冲击性差，高温刚性和透明性不足；染色性、粘结性、抗电性、亲水性以及与极性聚合物和无机填料的相容性都较差；加工成型收缩率大，抗蠕变性差，制品尺寸稳定性差，容易产生翘曲变形。

聚丙烯树脂属于半结晶性聚合物，通过添加成核剂改善其性能是目前产业界常用的方法。聚丙烯树脂有α，β，γ，δ和拟六方态５种晶型，其中γ，δ和拟六方态 3 种晶型需要在特殊情况下才能形成，并且晶型不稳定、实用性不强。目前市售的聚丙烯成核剂种类是α成核剂和β成核剂。α成核剂主要提高聚丙烯的刚性，β成核剂主要提高聚丙烯的韧性。

根据文献报道的β成核剂品种主要包括以下几类：无机类；具有准平面结构的某些稠环化合物；某些第 IIA族金属元素的盐类及其二元羧酸复合物；稀土类化合物；芳香族二酰胺类。在研究和生产应用中人们发现，芳香族二酰胺类β成核剂对聚丙烯树脂产生的β晶诱导成核的效率很高，在理想的条件下甚至可以使体系的β晶含量达到90%以上，然而其成核效率的稳定性较差，不经意的加工环境、加工条件稍许变化就可能引起成核效率的较大波动，影响终端制品性能，限制了芳香族二酰胺类β成核剂的应用。

芳香族二酰胺类β成核剂对聚丙烯树脂的诱导成核作用与成核剂在聚丙烯树脂加工中的形态相关，所以成核剂的原生形态是保证成核效率的重要因素。芳香族二酰胺类β成核剂由于分子中存在酰胺基团，分子间会产生氢键，在加工过程中由于聚丙烯树脂树脂性能不同，加工条件不同，对芳香族二酰胺类β成核剂分子间氢键破坏程度不同，成核剂在聚丙烯树脂加工中分散度不同，形态不同，造成成核效率的稳定性差。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明目的是提供一种成核效率稳定、终端制品的尺寸稳定性高的络合型β成核剂及其制备方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种络合型β成核剂，该成核剂由长碳链脂肪酸镧盐和对芳香族二酰胺类β成核剂络合生成，具有如下式（Ⅰ）结构：

式（Ⅰ）

其中x≥10，y=3，z=3，0.2≤m：n≤1，M为稀土金属镧，R为环己基。

所述的长链脂肪酸镧盐为月桂酸镧、肉豆蔻酸镧、棕榈酸镧、硬脂酸镧、褐煤蜡酸镧中的一种。

所述的芳香族二酰胺为N，N′- 二环己基对苯二甲酰胺。

所述长链脂肪盐与所述芳香族二酰胺类β成核剂的摩尔比为0.2～1，即m:n=0.2～1。

所述的络合型β成核剂的制备方法为：将长碳链脂肪酸镧盐和对芳香族二酰胺类β成核剂按照一定摩尔比在高速搅拌机中混合3-5分钟后，加入到捏合机中在130-150℃温度下进行反应0.5-1.0小时，出料冷却粉碎得到产品。

所述的反应温度为130-150℃。