[发明专利]一种酰胺类聚烯烃β晶型成核剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种酰胺类聚烯烃成核剂。其具有式Ⅰ的结构通式。其中，R₁，R₂,R₃各自独立为H、C₁～C₁₀烷基，6～10碳的芳基及取代芳基，R₁,R₂,R₃可以相同也可以各自不同。本发明还提供了所述成核剂的制备方法，该成核剂由以下方法制备得到：将蜜勒胺、酰化试剂以及催化剂加入到溶剂中，反应加热回流，冷却到室温，然后倒于水中，过滤、干燥得到酰胺类聚烯烃成核剂。该方法反应条件相对温和，原料简单易得，易于工业化生产，同时生产的酰胺类聚烯烃β晶型成核剂效果好。

技术领域

本发明涉及一种β晶型成核剂，尤其涉及一种酰胺类β晶型成核剂及其制备方法,该成核剂主要应用在聚烯烃特别是聚丙烯中。

背景技术

成核剂是指能够改变部分结晶行为，提高制品透明度、刚性、表面光泽、抗冲击韧性和热变形温度，缩短制品成型周期，提高制品加工和应用性能的功能型化学助剂,成核剂适用于聚合物，特别是不完全结晶的聚合物，例如聚乙烯和聚丙烯等。

β晶型成核剂是一种可以诱导聚丙烯产生较高含量β晶型的塑料添加剂。其作用主要是提高制品的抗冲击强度和热变形温度。β成核剂分为有机和无机两大类。有机类主要有稠环芳烃类(染料类)、有机酸及盐类和酰胺类。无机类主要有无机盐类、无机氧化物以及一些低熔点金属粉末。稠环芳烃类成核剂结构较复杂，成核性能好，但因属于染料类，产品带色而影响其应用范围。有机酸及其盐类熔点高，耐热性好，但这种成核剂由于有机羧酸部分分解，在成型过程中容易形成析出物而影响使用效率及制品质量。酰胺类β成核剂以亚酰胺类化合物，尤其是取代苯亚酰胺类化合物为主，该类成核剂成核效率高，但合成成本较高。无机类成核剂价格便宜，但成核效率低，且影响透明性，限制了其在高性能材料中的应用。目前常用的β成核剂主要以酰胺类和稀土类为主。

自从Leugering于1967年发现加入γ晶型染料喹吖啶酮可使α晶型聚丙烯转化为β晶型以来，世界上对β晶型成核剂的研究已经展开了40余年。1995年，WolfschwengerJohannes等人使用一种庚二酸盐成核剂在聚丙烯的造粒过程中来获取β晶型聚丙烯，但是该成核剂改性效果不明显，结晶温度没有显著提高，反而使弯曲模量有所下降，同时由于有部分二羧酸盐受热分解，使得在最终产品中形成沉淀。在此基础上，A.L贝森等人使用亚氨酸与含有元素周期表中的II a族金属脂肪酸盐反应，制备β晶型成核剂。US 6235823B1公开了由二元羧酸和一元胺制备酰胺类聚丙烯β晶型成核剂的方法，该方法包括在惰性溶剂中，使二元羧酸和一元胺反应，在该反应中使用活化剂来加速反应，然而，通过实验发现，采用上述专利方法制备酰胺类聚丙烯β晶型成核剂需要在高压条件下进行反应，因而对生产设备具有很高的要求，从而不能进行大规模工业化生产。伴随着世界上对于β晶成核剂的研究热潮，我国近年来也不断涌现新产品，1986年,史观一等在DE-A-3610644、EP 0682066、CN1004076B等专利中公开的某些第IIa族元素的盐类或其与特定二元羧酸的复合物或化合物，典型的例子为硬脂酸钙/庚二酸复合物或庚二酸钙。EP 0887475、CN 1210103中用亚氨酸与周期表中第IIA族属元素形成的盐类，2002年,广东炜林纳新材料科技股份有限公司和中国科学院广州化学研究所合作开发了一种混配型稀土β晶型成核剂WBG，并公布在中国专利ZL00117339中，当加入0.15％的WBG时，聚丙烯中β晶含量达到90％以上，不仅成核效率高，而且色泽呈亮乳白色，稳定性、成核选择性等方面具有明显的优势。