[发明专利]一种有机金属杂化成核剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种有机金属杂化成核剂及其制备方法和应用，包括以下步骤：将金属盐和有机配体分别干燥处理，并研磨成粉；将金属盐加入溶剂中超声溶解得到A溶液，将有机配体加入溶剂中超声溶解得到B溶液，将A、B溶液混合均匀；在20℃～160℃磁力搅拌反应12～42h，磁力搅拌速率为600r/min～4000r/min；产物经超声辅助分散、真空抽滤和离心洗涤后，于50℃～95℃下干燥6h～24h，于150～190℃下减压活化12‑24h。与现有技术相比，本发明针对尼龙56只能形成部分氢键的分子结构，引入金属离子与酰胺基团形成配位键合，而有机框架部分提供表面凹痕，容纳聚酰胺56分子链，从而促进成核，且成核效率高，能改善PA56的材料物理性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种有机金属杂化成核剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺即尼龙，是一种性能优异的工程塑料，其具有较高的机械强度，软化点高，耐磨耐热，电绝缘性好，且在较高的温度下也能保持较强的强度和刚度，广泛应用于汽车、电子电气、包装、航空航天等领域。

目前尼龙主要有尼龙6和尼龙66两种品种，主要都是由石油基合成，而石油资源的日益枯竭和环保问题的日益严峻，限制了尼龙材料的发展，生物基材料成为新的选择。生物基尼龙56由戊二胺和己二酸聚合而成，戊二胺采用生物法发酵制取的L-赖氨酸得到，所以以戊二胺为原料制得的生物基百分之四十一的生物基尼龙56作为尼龙新品种备受关注。

由尼龙56分子链图(图2)可以看出：由于PA56大分子的酰胺基之间无法形成100％的氢键，所以PA56的结晶度低于常规尼龙6和尼龙66，限制了生物基PA56在工程塑料领域的使用。为了改善PA56材料的物理性能，提高结晶速率和结晶度，最有效的方式是添加成核剂。

目前常用的聚酰胺成核剂可分为两类：无机成核剂和有机成核剂。

无机型成核剂是应用最早的成核剂。主要分为两类，黏土类包括蒙脱土、高岭土和滑石粉等；氧化物类包括SiO₂、MgO、ZnO、Al₂O₃、ZrO₂等，这类成核剂来源广泛，价格低廉但会影响产品的透光性和光泽度且相容性差，影响结晶效果；

有机成核剂主要包括聚碳酸酯、聚芳醚砜等高分子物质，不会影响透明性和光泽度，但价格较高，成核效率一般。

因此，如何提供一种成核效率高，且能改善PA56加工性能、提高PA56机械性能的成核剂成了业界需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有机金属杂化成核剂及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种有机金属杂化成核剂的制备方法，包括以下步骤：

S100、将金属盐和有机配体分别在20℃下干燥处理2h，并研磨成粉末颗粒；

S200、将金属盐加入溶剂中超声溶解得到A溶液，将有机配体加入溶剂中超声溶解得到B溶液，将A、B溶液混合均匀；

S300、在20℃条件下进行磁力搅拌2h，后升温至25～160℃反应12～40h，磁力搅拌速率为600r/min～4000r/min；

S400、产物经超声辅助分散、真空抽滤和离心洗涤后，于50℃～95℃下干燥6h～24h，于150～190℃下减压活化12-24h。

进一步地，所述的金属盐为六水合硝酸钴、四水合醋酸镍、六水合硝酸锌、六水合氯化镁、六水合硝酸镁、六水合氯化铝和六水合氯化铁、氯化铜中的一种或多种。