一种络合型β成核剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种络合型β成核剂及其制备方法与应用。该成核剂由长碳链脂肪酸镧盐和对芳香族二酰胺类β成核剂络合生成，具有如下式（Ⅰ）结构：

A Complex Beta Nucleating Agent and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a complex beta nucleating agent, a preparation method and application thereof. The nucleating agent is composed of lanthanum salts of long carbon chain fatty acids and complexes with beta nucleating agents of aromatic diamides. The structure of the nucleating agent is as follows (I):

【技术实现步骤摘要】
一种络合型β成核剂及其制备方法与应用
本专利技术涉及β成核剂的
，具体的说是一种络合型β成核剂及其制备方法与应用。
技术介绍
聚丙烯树脂价格低廉，性能优异，在五大通用合成树脂中增长速度快、开发潜力大、应用广。由于其本身结构特性，聚丙烯树脂的缺点也很明显，如分子链节上的侧甲基降低了链柔曲性，球晶颗粒大，使得其脆化温度高，耐冲击性差，高温刚性和透明性不足；染色性、粘结性、抗电性、亲水性以及与极性聚合物和无机填料的相容性都较差；加工成型收缩率大，抗蠕变性差，制品尺寸稳定性差，容易产生翘曲变形。聚丙烯树脂属于半结晶性聚合物，通过添加成核剂改善其性能是目前产业界常用的方法。聚丙烯树脂有α，β，γ，δ和拟六方态５种晶型，其中γ，δ和拟六方态3种晶型需要在特殊情况下才能形成，并且晶型不稳定、实用性不强。目前市售的聚丙烯成核剂种类是α成核剂和β成核剂。α成核剂主要提高聚丙烯的刚性，β成核剂主要提高聚丙烯的韧性。根据文献报道的β成核剂品种主要包括无机类、具有准平面结构的某些稠环化合物、某些第IIA族金属元素的盐类及其二元羧酸复合物、稀土类化合物、芳香族二酰胺类等。人们在研究和生产应用中发现，芳香族二酰胺类β成核剂对聚丙烯树脂产生的β诱导成核的效率很高，在理想的条件下甚至可以使体系的β晶含量达到90%以上。然而其β晶诱导效率的稳定性很差，加工环境和加工条件稍许变化就可能引起β晶诱导效率较大波动，影响终端制品性能，限制了芳香族二酰胺类β成核剂的应用。芳香族二酰胺类β成核剂对聚丙烯树脂的诱导成核作用与其在聚丙烯树脂加工中的形态相关，所以成核剂的形态稳定性是保证β晶诱导效率稳定的重要因素。芳香族二酰胺类β成核剂由于分子中存在酰胺基团，分子间会产生氢键，在加工过程中由于聚丙烯树脂性能不同，加工条件不同，对芳香族二酰胺类β成核剂分子间氢键破坏程度不同，成核剂在聚丙烯树脂加工中分散度不同，形态不同，造成β晶诱导效率的稳定性差。同时由于芳香族二酰胺类β成核剂与聚丙烯树脂的相容性差，在加工过程中对芳香族二酰胺类β成核剂会延聚丙烯树脂流动方法进行取向，造成制品尺寸稳定性差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足之处，本专利技术目的是提供一种能使聚丙烯树脂β晶诱导效率效率稳定、制品的尺寸稳定性高的络合型β成核剂及其制备方法。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是，一种络合型β成核剂，该成核剂由长碳链脂肪酸镧盐和对芳香族二酰胺类β成核剂络合生成，具有如下式（Ⅰ）结构：式（Ⅰ）其中x≥10，y=3，z=3，0.2≤m：n≤1，M为稀土金属镧，R为环己基。所述的长链脂肪酸镧盐为月桂酸镧、肉豆蔻酸镧、棕榈酸镧、硬脂酸镧、褐煤蜡酸镧中的一种。所述的芳香族二酰胺为N，N′-二环己基对苯二甲酰胺。所述长链脂肪盐与所述芳香族二酰胺类β成核剂的摩尔比为0.2～1，即m:n=0.2～1。所述络合型β成核剂的制备方法包括如下步骤：步骤一，将长碳链脂肪酸镧盐、N，N′-二环己基对苯二甲酰胺和溶剂加入到反应釜中，室温搅拌0.5～1.0小时后，加热到80～160℃反应2～4小时，其中长碳链脂肪酸镧盐和N，N′-二环己基对苯二甲酰胺的摩尔比为0.2～1，溶剂质量为长碳链稀土金属盐和N，N′-二环己基对苯二甲酰胺质量之和的1～2倍；步骤二，减压蒸馏，脱除溶剂，得到白色粉末状络合型β成核剂。所述的溶剂为环己烷、苯、甲苯和二甲苯中的一种。所述的反应温度为溶剂的回流温度。所述的络合型β成核剂用于聚丙烯中，对加工条件变化敏感度低，β晶诱导效率稳定性好。所述的络合型β成核剂用于聚丙烯中，提高了制品的尺寸稳定性。本专利技术的有益效果是：1.长碳链脂肪酸镧盐与所述芳香族二酰胺类β成核剂配位络合，破坏掉对芳香族二酰胺类β成核剂自身之间的氢键，形成稳定络合型β成核剂。络合结构的β成核剂，会比对芳香族二酰胺类β成核剂分子之间的氢键作用力强，在聚丙烯树脂加工过程中成核剂自身形态稳定性好，对加工条件、加工工艺不敏感，从而导致β晶诱导效率稳定。2.本专利技术制备的络合型β成核剂由于存在长碳链，与聚丙烯树脂的相容性得到改善，降低了对芳香族二酰胺类β成核剂在聚丙烯树脂中的取向性，从而提高了聚丙烯树脂制品的尺寸稳定性。具体实施方式为了将本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种络合型β成核剂的制备方法，具有如下步骤：步骤一，将74.0kg月桂酸镧、165.0kgN，N′-二环己基对苯二甲酰胺和240kg环己烷加入到反应釜中，室温搅拌0.5小时后；对反应釜加热至80℃作为反应温度并持续反应2小时；步骤二，将步骤一中的生成物减压蒸馏脱除溶剂环己烷，得到白色粉末状络合型β成核剂。对得到的络合型β成核剂进行红外分析，分析结果为：νN-H(3317cm-1),δN-H(1543cm-1)。实施例2一种络合型β成核剂的制备方法，具有如下步骤：步骤一，将81.4kg肉蔻豆酸镧、132.0kgN，N′-二环己基对苯二甲酰胺和256kg苯加入到反应釜中，室温搅拌0.6小时后；对反应釜加热至80℃作为反应温度并持续反应2.5小时；步骤二，将步骤一中的生成物减压蒸馏脱除溶剂苯，得到白色粉末状络合型β成核剂。对得到的络合型β成核剂进行红外分析，分析结果为：νN-H(3317cm-1),δN-H(1545cm-1)。实施例3一种络合型β成核剂的制备方法，具有如下步骤：步骤一，将100kg硬脂酸镧、100kgN，N′-二环己基对苯二甲酰胺和300kg甲苯加入到反应釜中，室温搅拌1.0小时后；对反应釜加热至110℃作为反应温度并持续反应3小时；步骤二，将步骤一中的生成物减压蒸馏脱除溶剂甲苯，得到白色粉末状络合型β成核剂。对得到的络合型β成核剂进行红外分析，分析结果为：νN-H(3318cm-1),δN-H(1548cm-1)。实施例4一种络合型β成核剂的制备方法，具有如下步骤：步骤一，将90kg棕榈酸镧、66kgN，N′-二环己基对苯二甲酰胺和300kg二甲苯加入到反应釜中，室温搅拌1.0h小时；对反应釜加热至140℃作为反应温度并持续反应4小时；步骤二，将步骤一中的生成物减压蒸馏脱除溶剂二甲苯，得到白色粉末状络合型β成核剂。对得到的络合型β成核剂进行红外分析，分析结果为：νN-H(3315cm-1),δN-H(1550cm-1)。实施例5一种络合型β成核剂的制备方法，具有如下步骤：步骤一，将177kg褐煤蜡酸镧、33kgN，N′-二环己基对苯二甲酰胺和400kg二甲苯加入到反应釜中，室温搅拌1.0小时后；对反应釜加热至140℃作为反应温度并持续反应3.5小时；步骤二，将步骤一中生成物减压蒸馏脱除溶剂二甲苯，得到白色粉末状络合型β成核剂。对得到的络合型β成核剂进行红外分析，分析结果为：νN-H(3315cm-1),δN-H(1553cm-1)。实施例1-实施例5合成的络合型β成核剂FTIR图谱基本相似，但与N，N′-二环己基对苯二甲酰胺相比吸收峰[νN-H(3319cm-1),δN-H(1541cm-1)]发生了明显的变化，表明长碳链本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种络合型β成核剂，其特征在于：该成核剂由长碳链脂肪酸镧盐和对芳香族二酰胺类β成核剂络合生成，具有如下式（Ⅰ）结构：

【技术特征摘要】
1.一种络合型β成核剂，其特征在于：该成核剂由长碳链脂肪酸镧盐和对芳香族二酰胺类β成核剂络合生成，具有如下式（Ⅰ）结构：式（Ⅰ）其中x≥10，y=3，z=3，0.2≤m：n≤1，M为稀土金属镧，R为环己基。2.根据权利要求1所述的络合型β成核剂的结构，其特征在于：所述的长链脂肪酸镧盐为月桂酸镧、肉豆蔻酸镧、棕榈酸镧、硬脂酸镧、褐煤蜡酸镧中的一种。3.根据权利要求1所述的络合型β成核剂的结构，其特征在于：所述的芳香族二酰胺为N，N′-二环己基对苯二甲酰胺。4.根据权利要求1所述的络合型β成核剂的结构，其特征在于：所述长链脂肪盐与所述芳香族二酰胺类β成核剂的摩尔比为0.2～1，即m:n=0.2～1。5.根据权利要求1所述的络合型β成核剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一，将长碳链脂肪酸镧盐、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王克智，毛晨曦，张建军，王凯，李向阳，李训刚，张鸿宇，苏丽丽，刘凤玉，巩翼龙，李少阳，张惠芳，代燕琴，杨树竹，唐钰，王晶，王晨，陆朝阳，
申请(专利权)人：山西科灜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14