一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法和应用与流程

1.本发明涉及聚丙烯成核助剂技术领域，具体的，涉及一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法和应用。


背景技术：

2.聚丙烯密度小，由于具有良好的力学性能、电绝缘性、耐腐蚀性、易加工性等特点，获得了广泛应用。聚丙烯是半结晶性聚合物，有α、β、γ、δ和拟六方态5种晶型，应用最广的是α和β晶型。与α晶型相比，β晶型聚丙烯易于拉伸、冲击强度更高、韧性更好，具有较高的热变形温度，但是，β晶型在聚丙烯中的成核几率较小，添加β晶型成核剂是得到高含量β晶型聚丙烯的最有效途径之一。
3.目前，β晶型成核剂主要包括以下几类：(1)无机类成核剂，如超微氧化钇、碳酸钙、硅酸钙、三氧化二铝、硫酸钙等，无机类成核剂在一定程度上能改善聚丙烯的韧性，但是影响透明性；(2)有机羧酸及其盐类成核剂，如辛二酸钙、对苯二甲酸钙、邻苯二亚甲基氢二酸钠等，成核效果较好，但是分散性较差、价格贵；(3)芳香胺类成核剂，如n’n-二环己基对苯二甲酰胺、tmb-4、tmb-5、star nu-100等，成核效果好，与聚丙烯的相容性好；(4)稀土类成核剂，如wbg2，成核效率高，增韧性好，但是价格昂贵。用量少、价格低、成核效率高的聚丙烯成核助剂有待开发。


技术实现要素：

4.本发明提出一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法和应用，解决了现有技术中聚丙烯β晶型成核剂用量大、价格贵、成核效率相对较差的问题。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法，包括以下步骤：
7.s1、将碳酸钙加入水中，得到碳酸钙浆液；
8.s2、将碳酸钙浆液加热至60-70℃，加入硬脂酸钙和n，n
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二环己基对苯甲酰胺，超声分散20-30min，过滤烘干，得到混合物料；
9.s3、将混合物料与等规聚丙烯混合挤出，得到聚丙烯成核助剂。
10.作为进一步的技术方案，所述碳酸钙浆液中，碳酸钙的质量分数为15％-25％。
11.作为进一步的技术方案，所述碳酸钙与所述硬脂酸钙、所述n，n
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二环己基对苯甲酰胺的质量比为(20-35)：(1-3)：(50-60)。
12.作为进一步的技术方案，所述碳酸钙与所述硬脂酸钙、所述n，n
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二环己基对苯甲酰胺的质量比为25：2：55。
13.作为进一步的技术方案，步骤s3中，所述混合物料与所述等规聚丙烯的质量比为1：10。
14.本发明还提出了一种聚丙烯成核助剂，上述的一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法制备得到。
15.本发明还提出了一种聚丙烯成核助剂的应用，所述聚丙烯成核助剂用于聚丙烯成型加工中。
16.作为进一步的技术方案，所述聚丙烯成核助剂的用量为聚丙烯总质量的0.1％-0.15％。
17.本发明的工作原理及有益效果为：
18.1、本发明中，成核助剂的制备方法中将碳酸钙浆液加热后加入硬脂酸钙和n，n
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二环己基对苯甲酰胺，干燥后，硬脂酸钙和n，n
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二环己基对苯甲酰胺包裹在碳酸钙表面，再与等规聚丙烯混合挤出，一方面，有效促进了碳酸钙在等规聚丙烯中的分散，另一方面，有效解决了单独使用碳酸钙影响聚丙烯透明度的问题。
19.2、本发明中，将硬脂酸钙与n，n
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二环己基对苯甲酰胺包裹在碳酸钙表面后，再与等规聚丙烯混合挤出，与直接将碳酸钙、硬脂酸钙、n，n
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二环己基对苯甲酰胺与等规聚丙烯混合挤出相比，更好的发挥碳酸钙、硬脂酸钙、n，n
’‑
二环己基对苯甲酰胺的协同作用，在成核剂用量相同的情况下，使得聚丙烯制品中β晶含量更高，从而显著提高了聚丙烯制品的抗冲击性能。
20.3、本发明中，成核剂中加入等规聚丙烯，一方面，进一步改善了成核剂与聚丙烯基体的相容性，促进了成核剂功效的发挥，从而提高了聚丙烯制品中β晶含量；另一方面，与直接使用成核剂相比，极大减少了成核剂的用量，从而降低了成本。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
22.实施例1
23.一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法，包括以下步骤：
24.s1、将碳酸钙加入水中，得到质量分数为15％的碳酸钙浆液；
25.s2、将碳酸钙浆液加热至60℃，加入硬脂酸钙和n，n
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二环己基对苯甲酰胺，超声分散30min，过滤烘干，得到混合物料；其中，碳酸钙与硬脂酸钙、n，n
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二环己基对苯甲酰胺的质量比为20：1：50；
26.s3、将混合物料与等规聚丙烯按质量比1：10混合后挤出，得到聚丙烯成核助剂。
27.实施例2
28.一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法，包括以下步骤：
29.s1、将碳酸钙加入水中，得到质量分数为15％的碳酸钙浆液；
30.s2、将碳酸钙浆液加热至70℃，加入硬脂酸钙和n，n
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二环己基对苯甲酰胺，超声分散20min，过滤烘干，得到混合物料；其中，碳酸钙与硬脂酸钙、n，n
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二环己基对苯甲酰胺的质量比为20：1：50；
31.s3、将混合物料与等规聚丙烯按质量比1：10混合后挤出，得到聚丙烯成核助剂。
32.实施例3
33.一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法，包括以下步骤：
34.s1、将碳酸钙加入水中，得到质量分数为15％的碳酸钙浆液；
35.s2、将碳酸钙浆液加热至70℃，加入硬脂酸钙和n，n
’‑
二环己基对苯甲酰胺，超声分散25min，过滤烘干，得到混合物料；其中，碳酸钙与硬脂酸钙、n，n
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二环己基对苯甲酰胺的质量比为20：1：50；
36.s3、将混合物料与等规聚丙烯按质量比1：10混合后挤出，得到聚丙烯成核助剂。
37.实施例4
38.一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法，包括以下步骤：
39.s1、将碳酸钙加入水中，得到质量分数为20％的碳酸钙浆液；
40.s2、将碳酸钙浆液加热至70℃，加入硬脂酸钙和n，n
’‑
二环己基对苯甲酰胺，超声分散25min，过滤烘干，得到混合物料；其中，碳酸钙与硬脂酸钙、n，n
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二环己基对苯甲酰胺的质量比为25：2：55；
41.s3、将混合物料与等规聚丙烯按质量比1：10混合后挤出，得到聚丙烯成核助剂。
42.实施例5
43.一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法，包括以下步骤：
44.s1、将碳酸钙加入水中，得到质量分数为20％的碳酸钙浆液；
45.s2、将碳酸钙浆液加热至70℃，加入硬脂酸钙和n，n
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二环己基对苯甲酰胺，超声分散25min，过滤烘干，得到混合物料；其中，碳酸钙与硬脂酸钙、n，n
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二环己基对苯甲酰胺的质量比为35：3：60；
46.s3、将混合物料与等规聚丙烯按质量比1：10混合后挤出，得到聚丙烯成核助剂。
47.对比例1
48.一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法，包括以下步骤：
49.s1、将碳酸钙加入水中，得到质量分数为20％的碳酸钙浆液；
50.s2、将碳酸钙浆液加热至70℃，加入硬脂酸钙和n，n
’‑
二环己基对苯甲酰胺，超声分散25min，过滤烘干，得到聚丙烯成核助剂；其中，碳酸钙与硬脂酸钙、n，n
’‑
二环己基对苯甲酰胺的质量比为25：2：55。
51.对比例2
52.一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法，包括以下步骤：
53.s1、将碳酸钙加入水中，得到质量分数为20％的碳酸钙浆液；
54.s2、将碳酸钙浆液加热至70℃，加入硬脂酸钙，超声分散25min，过滤烘干，得到混合物料；其中，碳酸钙与硬脂酸钙的质量比为25：2；
55.s3、将混合物料与等规聚丙烯按质量比1：10混合后挤出，得到聚丙烯成核助剂。
56.对比例3
57.一种用于增透聚丙烯成核助剂的制备方法，包括以下步骤：将碳酸钙、硬脂酸钙、n，n
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二环己基对苯甲酰胺以及等规聚丙烯混合挤出，得到聚丙烯成核助剂，其中碳酸钙、硬脂酸钙、n，n
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二环己基对苯甲酰胺、等规聚丙烯的质量比为25：2：55：820。
58.实验例1
59.将实施例1-5及对比例1-3的聚丙烯成核助剂分别与等规聚丙烯粒料在高速混合机中搅拌10分钟使其混合均匀得到预混料，聚丙烯成核剂的添加量为等规聚丙烯粒料质量的0.1％，使用双螺杆挤出机将预混料混炼、挤出、造粒，然后再注塑制得样品1-8(样品1-5
分别用实施例1-5的聚丙烯成核助剂，样品6-8分别用对比例1-3的聚丙烯成核助剂)，其中，挤出温度为180
–
210℃，注塑成型机各段温度220
–
230℃；
60.按照dsc测定法测试样品1-8中β晶型的相对含量，按照gb/t 1843-2008《塑料悬臂梁冲击强度的测定》中规定的方法测试样品1-8的冲击强度，按照gb/t 2410-2008《透明塑料透光率和雾度的测定》中规定的方法测试样品1-8的透光率，测试结果见下表：
[0061][0062][0063]
从上表中数据可以看出，与样品6-8相比，样品4的β晶含量、冲击强度和透光率均提高，说明本发明的聚丙烯成核助剂对聚丙烯中β晶型的成核效果更好，显著提高了聚丙烯制品的抗冲击性能。
[0064]
样品4与样品6的区别仅在于样品6的聚丙烯成核助剂中未加入等规聚丙烯，相当于样品6中起到成核作用的成分含量远大于样品4，说明单纯增加成核剂的用量并不能改善成核效果，在成核剂中加入等规聚丙烯，一方面，进一步改善了成核剂与聚丙烯基体的相容性，促进了成核剂功效的发挥，从而提高了聚丙烯制品中β晶含量；另一方面，与直接使用成核剂相比，极大减少了成核剂的用量，从而降低了成本。
[0065]
样品7与样品4的区别仅在于样品7的聚丙烯成核助剂中未加入n，n
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二环己基对苯甲酰胺，说明n，n
’‑
二环己基对苯甲酰胺的加入，与硬脂酸钙协同，一方面，显著改善了碳酸钙在聚丙烯基体中的分散，有效解决了单独使用碳酸钙影响聚丙烯透明度的问题。
[0066]
样品8与样品4的区别仅在于样品8的聚丙烯成核助剂中直接将碳酸钙、硬脂酸钙、n，n
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二环己基对苯甲酰胺以及等规聚丙烯混合挤出，通过数据对比说明本发明成核助剂的制备方法能更好的发挥碳酸钙、硬脂酸钙、n，n
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二环己基对苯甲酰胺的协同作用，在成核剂用量相同的情况下，使得聚丙烯制品中β晶含量更高，从而显著提高了聚丙烯制品的抗冲击性能。
[0067]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。