一種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯復(fù)合成核劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯復(fù)合成核劑及其制備方法，該復(fù)合成核劑由有機(jī)成核劑與硫酸鈣晶須復(fù)合而成。該成核劑的制備方法包括如下步驟：（1）將硫酸鈣晶須進(jìn)行表面改性后分散于無水乙醇中，將有機(jī)成核劑溶于有機(jī)溶劑中；（2）將上述步驟得到的兩種溶液均勻混合，高速攪拌3~5min均勻混合后得到微乳溶液；（3）將上述步驟所得微乳溶液抽濾后在50℃下干燥24h，得到目標(biāo)成核劑。本發(fā)明中的復(fù)合成核劑具有高效、低成本等優(yōu)點(diǎn)，制備方法操作工藝簡單，可用于工業(yè)生產(chǎn)化。
【專利說明】
一種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯復(fù)合成核劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種聚丙烯成核劑，具體來說，涉及一種硫酸鈣晶須與有機(jī)成核劑的復(fù)合成核劑，屬于新型材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙稀(Polypropylene，簡稱PP)是一種半結(jié)晶的熱塑性塑料。具有機(jī)械性能好、無毒、耐熱、相對密度低、可以加工成具有各種用途的注塑制品、中空成型制品、薄膜、薄片和纖維，從而成為塑料產(chǎn)量增長最快的品種之一，其產(chǎn)量在五大通用塑料中占第二位，所以被廣泛應(yīng)用于日常用品、包裝材料、辦公用品、電器及汽車部件等方面。
[0003]聚丙烯作為一種非極性聚合物，其染色性、抗靜電性以及與極性聚合物和無機(jī)填料的相容性都較差，并且分子鏈節(jié)上的側(cè)甲基降低了鏈柔曲性，球晶顆粒大，使得其脆化溫度高，耐沖擊性差，尤其是低溫沖擊韌性很差，高溫剛性和透明性不足，這嚴(yán)重地影響了PP的使用性能，因此為了擴(kuò)大聚丙烯的市場占有率，提高聚丙烯的性能，必須對聚丙烯進(jìn)行改性。
[0004]聚丙烯的主要改性方法為物理改性，而其中最具發(fā)展前景、應(yīng)用最廣泛當(dāng)屬無機(jī)填料改性和成核劑改性。目前市場上存在的成核劑已經(jīng)可以很大程度提高聚丙烯的成核能力，但是對于聚丙烯的力學(xué)性能的提升卻微乎其微，無機(jī)填料雖然能彌補(bǔ)這方面的缺陷，但用量太大以至于對聚丙烯透明性的降低是不可忽略的。目前對高品質(zhì)聚丙烯的需求更是逐年增加。
[0005]硫酸鈣晶須是以一種石膏為原材料，通過人為控制，以單晶形式生長的新型針狀填料，具有易于表面處理、易與聚合物復(fù)合、無毒等諸多優(yōu)良的理化性能。在二十世紀(jì)關(guān)于硫酸鈣晶須在填料方面的應(yīng)用就有一定的發(fā)展，但是受困于當(dāng)時(shí)硫酸鈣晶須較高的生產(chǎn)成本，大大阻礙了其在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是近幾年來電廠等企業(yè)的大規(guī)模發(fā)展，硫酸鈣做為一種工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物被大量生產(chǎn)出來，但很多企業(yè)未能充分意識(shí)到硫酸鈣在高分子材料領(lǐng)域的應(yīng)用，大部分時(shí)間都將其做為一種低成本無機(jī)廢料處理。硫酸鈣晶須由于其優(yōu)良的理化性質(zhì)是一種集增強(qiáng)纖維和超細(xì)無機(jī)填料二者的優(yōu)勢于一體的綠色環(huán)保、價(jià)格低廉的材料，當(dāng)其做為無機(jī)填料改性聚丙烯時(shí)可以很大程度的增強(qiáng)聚丙烯的力學(xué)性能。但硫酸鈣晶須作為無機(jī)填料存在使用量較大的缺陷。發(fā)明利用有機(jī)成核劑與硫酸鈣晶須協(xié)同使用的方法，在改善聚丙烯性能的基礎(chǔ)上大大改善了硫酸鈣晶須用量大的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種改性效率高，制備工藝簡單的新型聚丙烯用復(fù)合成核劑。該成核劑由有機(jī)成核劑和硫酸鈣晶須通過一定方式混合處理，來制備目標(biāo)成核劑。目標(biāo)成核劑具有成核效率高、改善力學(xué)性能、降低霧度等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]—種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯復(fù)合成核劑的制備方法，具體是按照以下步驟進(jìn)行的:
(1)硫酸鈣晶須的表面改性:將硫酸鈣晶須與表面改性劑加入高速攪拌機(jī)中混合5?12min，得到改性后的硫酸鈣晶須;改性過后的硫酸鈣晶須長徑比為10?30，平均直徑為0.5?4μπι；
(2)將步驟(I)所得到表面改性后的硫酸鈣晶須分散于無水乙醇中，超聲得到均勻分散的改性后的硫酸鈣晶須分散液。超聲頻率為7 O k H ζ?9 O k H ζ，超聲次數(shù)I次?2次，超聲時(shí)間15min~30min；
(3)將有機(jī)成核劑溶于有機(jī)溶劑中，然后與步驟(2)所得到的改性后的硫酸鈣晶須分散液在高速攪拌的條件下均勻混合制得微乳液，其中有機(jī)成核劑與改性后的硫酸鈣晶須重量比為1:9?9:1;
(4)將步驟(3)所得到的微乳液進(jìn)行抽濾，用去離子水洗滌至pH=6?7，將產(chǎn)物至于烘箱中干燥，干燥溫度50 °C，時(shí)長24h。
[0008]與單一的有機(jī)成核劑和硫酸鈣晶須相比較，本發(fā)明制備的復(fù)合成核劑不僅提高聚丙烯的成核能力、降低了聚丙烯的霧度，又由于硫酸鈣晶須和有機(jī)成核劑的協(xié)同作用使得聚丙烯的力學(xué)性能得到了顯著的提高的同時(shí)，也克服了無機(jī)填料用量大的問題，使所得聚丙烯性能優(yōu)于單一成核劑和無機(jī)填料所改性的聚丙烯。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例1:本實(shí)施方式的一種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯復(fù)合成核劑的制備方法，是按以下步驟進(jìn)行的:
(1)硫酸鈣晶須的表面改性:將硫酸鈣晶須與硅烷偶聯(lián)劑在10t3C,攪拌速率650r/min，均勻混合改性5min。其中硅烷偶聯(lián)劑用量為0.4%;
(2)將步驟(I)中得到的表面改性后的硫酸鈣晶須分散于無水乙醇中，超聲得到均勻分散的改性后的硫酸鈣晶須分散液，超聲頻率為70kHz?90kHz，超聲時(shí)間15min~30min ；
(3)將4，6_二叔丁基苯基磷酸鈉溶于N，N-二甲基甲酰胺中，然后與步驟(2)所得到的改性后的硫酸鈣晶須分散液在高速攪拌的條件下均勻混合制得微乳液，其中4，6_ 二叔丁基苯基磷酸鈉與改性后的硫酸鈣晶須重量比為I:9-9:1；
(4)將步驟(3)得到的微乳液抽濾，用去離子水洗滌至pH=7，將產(chǎn)物至于烘箱中干燥，干燥溫度50°C，干燥時(shí)間24h。
[0010]實(shí)施例2:與實(shí)施例1不同的是，步驟一中的表面改性劑為硬脂酸。
[0011]實(shí)施例3:與實(shí)施例1不同的是，步驟(I)中的表面改性劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑劑。
[0012]實(shí)施例4:與實(shí)施例1不同的是，4，6_二叔丁基苯基磷酸鈉和硫酸鈣晶須的比重為1:5。
[0013]實(shí)施例5:與實(shí)施例1不同的是，取代芳基雜環(huán)磷酸類成核劑為4，6’-二叔丁基苯基磷酸酯羥基鋁鹽。
[0014]上述的實(shí)施實(shí)例并非僅限于本發(fā)明的保護(hù)范圍，所有基于本發(fā)明的基本思想而進(jìn)行修改或變動(dòng)的都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯復(fù)合成核劑，其特征在于所述的成核劑由有機(jī)成核劑和硫酸鈣晶須復(fù)合而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯復(fù)合成核劑，其特征在于其中有機(jī)成核劑與硫酸鈣晶須的重量比為1:9-9:1,更好為1:5-5:1,最好為1:3?3:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯組合型成核劑，其特征在于所述的有機(jī)成核劑可為對甲基亞芐基山梨醇、3，4-二甲基二芐基山梨醇、4，6-二叔丁基苯基磷酸鈉、4，6 ’ -二叔丁基苯基磷酸酯羥基鋁鹽、[2.2.1 ] -5-庚烷二羧酸鈉鹽中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯復(fù)合成核劑，其特征材料為，所述硫酸鈣晶須可為無水硫酸鈣晶須或半水硫酸鈣晶須。5.—種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯復(fù)合成核劑的制備方法，其特征在于該制備方法包括如下步驟:(I)將硫酸鈣晶須用表面改性劑進(jìn)行表面改性后分散于無水乙醇中，將有機(jī)成核劑溶于有機(jī)溶劑中；(2)將上述步驟得到的兩種溶液均勻混合，高速攪拌下均勻混合3~5min得到微乳溶液;(3)將上述步驟所得微乳溶液抽濾后在50°C下干燥24h，得到目標(biāo)成核劑。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯復(fù)合成核劑制備方法，其特征在于所述的復(fù)合成核劑為固體粉末。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯復(fù)合成核劑制備方法，其特征在于，所用的表面改性劑選自硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑劑、鈦酸鋁酸酯偶聯(lián)劑及硬脂酸中的一種。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于硫酸鈣晶須的聚丙烯復(fù)合成核劑制備方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑選自四氫呋喃、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇中的一種或幾種。
【文檔編號(hào)】C08L23/12GK105820444SQ201610366533
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】張躍飛, 何彬, 劉抱, 江友周
【申請人】長沙理工大學(xué)