[发明专利]一种精准控制水合数的六氢邻苯二甲酸钙水合物的生产方法及产品与应用

说明书

本发明涉及一种精准控制水合数的六氢邻苯二甲酸钙水合物的生产方法，以及水合数小于1的六氢邻苯二甲酸钙水合物及其应用，该生产方法包括步骤：S1.将预定量六氢邻苯二甲酸酐加热至熔融；S2.加入预定量的氢氧化钙，搅拌，使两者均匀混合，形成混合浆液；S3.在搅拌下，向上述混合浆液中缓慢加预定量的水，并持续搅拌至混合均匀；S4.静置反应，形成完全反应物；S5.将上述完全反应物破碎，即为成品PA6Ca·nH₂O，其中0n1。优选所述成品PA6Ca·nH₂O中n的值大于0.3小于0.8为宜。该生产方法工艺简单，对环境友好，通过该方法生产的含结晶水的苯酐钙对热塑性聚合物具有稳定的成核诱导性，且聚合物制品表现出良好的平衡收缩性和较低的翘曲性。

技术领域

本发明涉及一种有机物合成方法，尤其涉及一种精准控制水合数的六氢邻苯二甲酸钙水合物的方法，以及根据所述方法制得的水合数可控的六氢邻苯二甲酸钙水合物及其应用。

背景技术

随着塑料工业的迅速发展，热塑性聚合物已被广泛应用在各个领域，特别是热塑性聚丙烯以其机械性能好，相对低密度、无毒、耐热性好、耐腐蚀性好、易于成型加工的优良特性，被广泛应用于各个领域。但聚丙烯的结晶温度偏低，且结晶速度慢，制品的刚性和耐热性达不到某些特定领域的使用性能要求。因此，针对这种热塑性聚烯烃的改性研究已经发展多年，例如，通过加入促进聚丙烯均匀且快速成核的成核剂和其它辅料来不断探索性能改善的方法，目前已经较为成熟的是通过加入成核剂构建异相晶核，促进聚丙烯直接在成核剂表面结晶生长，增大成核密度，提高结晶速度，由于异相晶核的球晶尺寸小，以有效提高聚合物制品的结晶密度和结晶均匀性，从而改善制品的力学性能、热力学性能和光学性能。

目前已有若干可以有效改善聚丙烯结晶的成核剂，比较典型可以有效提高结晶速度的六氢邻苯二甲酸钙成核剂，该成核剂在中国最早于2004年9月1日在中国专利CN1525992A中公开，其具体公开了包含六氢邻苯二甲酸(HHPA)的特殊金属盐(特别是钙盐)以在热塑性制品中提供非常理想性能的化合物和组合物。HHPA衍生物可以用作这种热塑性塑料的成核和/或澄清剂，且可实际进行生产，并易于加工。这种化合物为目标聚烯烃提供极好的结晶温度、劲度和酸清除剂相容性。同样，这种化合物显示非常低的吸湿性并因此显示作为粉状或粒状配制剂的极好的存放稳定性。公开文件中具体说明了具体HHPA盐的制备方法，特别是HHPA钙盐的水环境合成方法。由于HHPA钙盐在水环境下合成，在生产时由于烘干不充分而得到HHPA钙盐的一水合物。

根据研究，无水的HHPA钙盐和HHPA钙盐一水合物均可以改善聚丙烯的成核结晶性能，虽然他们可以大大加快聚丙烯的成核结晶，提高聚丙烯产品的加工效率，表现出优良的工业应用价值。但目前市售的六氢邻苯二甲酸钙成核剂一般是无水有机盐，这种无水有机盐由于其在使用时，会引起聚丙烯在较高温度就快速结晶，这种快速结晶速率往往会导致聚合物制品出现无法满足平衡收缩率和低翘曲的性能指标。也有人提出无水的HHPA钙盐和HHPA钙盐一水合物的混合使用来改善聚合物制品出现无法满足平衡收缩率和低翘曲的性能指标的缺陷，但此种混合，属于分别制得无水的HHPA钙盐成品和HHPA钙盐一水合物成品后，将二者进行物理混合，但这种物理混合后的产品，存在混合不均匀的缺陷，再加上无水的HHPA钙盐和HHPA钙盐一水合物本身对聚丙烯的成核性能存在一定的差异性，因此其改善效果并不是很理想，很难满足一些极致精细的性能指标要求。

鉴于上述技术问题，本发明通过对现有六氢邻苯二甲酸钙的结晶机理以及其在聚烯烃中的成核机理进行研究，通过一系列实验进行验证，提供一种可以有效改善上述技术问题的方案。

发明内容

本发明针对现有六氢邻苯二甲酸钙成核剂存在的技术缺陷，提出一种水合数小于1的六氢邻苯二甲酸钙水合物产品，其中在制备过程中，通过对制备原料、制备工艺条件的控制，进而精准控制六氢邻苯二甲酸钙水合物产品的水合数，最终所述水合物产品可以有效改善聚合物制品的平衡收缩率和翘曲度。本发明的另一目的是提供一种精准控制水合数的六氢邻苯二甲酸钙水合物的生产方法，该方法具有工艺简单、环境友好等技术优点。