一种用于提高聚丁烯-1晶型转化速率的专用助剂制备方法及专用助剂的应用技术

本发明专利技术涉及一种用于提高聚丁烯‑1晶型转化速率的专用助剂的制备方法及专用助剂的应用，属于高分子材料技术领域，具体包括将降冰片烯二羧酸皂金属盐白色固体粉末溶于N，N‑二甲基甲酰胺中并完全溶解；再缓慢滴加盐酸溶液，调节PH值至2‑5之间；将纤维素粉末加入到上述体系中，搅拌使其分散均匀；然后再加入滴加氢氧化钠溶液，调节PH值至8‑10之间，并维持在80℃‑100℃，搅拌反应2‑6小时；反应结束后将固体产物过滤、水洗、烘干，再置于N，N‑二甲基甲酰胺中除杂，最后经过过滤、水洗、烘干后得到白色粉末，白色粉末为专用助剂，本发明专利技术制得的专用助剂，能够使PB‑1熔融加工后转变为稳定的晶型I的时间可以缩短为36h左右，使PB‑1能够大规模生产及应用。

Preparation method and application of a special assistant for increasing the transformation rate of polybutene-1 crystal

【技术实现步骤摘要】
一种用于提高聚丁烯-1晶型转化速率的专用助剂制备方法及专用助剂的应用
本专利技术涉及一种用于提高聚丁烯-1晶型转化速率的专用助剂制备方法及专用助剂的应用，属于高分子材料

技术介绍
聚丁烯-1(PB-1)具有优异的综合性能，尤其适用于饮用和供暖等领域的热水管材。与目前国内主流无规共聚聚丙烯(PP-R)管材相比，PB-1管材具有长期使用环向应力承受能力强、抗蠕变性能优异、能耗低、不结垢等优点，而施工性能与PP-R相近。但是，PB-1为多晶型聚合物，熔融加工成型后首先生成不稳定的晶型II，室温下7天后，才可以转变为稳定的、具有利用价值的晶型I。以上缺点限制了iPB的广泛应用，是其亟待解决的问题。近年来，研究者们使用混合辅助成型，记忆有序熔融，两步退火等方法加快其晶型转变速率，取得了一定进展。但是，以上方法都有操作复杂不可工业化应用的弊端。公开号为CN106046573A，CN106147045A，CN105924811A，CN106147044A的中国专利均报道了一系列直接使用聚丙烯成核剂促进PB-1晶型转化速率的应用。但是，上述研究中的PB-1在约44小时左右全部转化，而44小时转化完成也远远无法达到实际应用的要求。
技术实现思路
为解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种用于提高聚丁烯-1晶型转化速率的专用助剂制备方法及专用助剂的应用，通过添加该专用助剂，PB-1熔融加工后转变为稳定的晶型I的时间可以缩短为36h左右，可以适合PB-1的大规模生产及应用。r>为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为一种用于提高聚丁烯-1晶型转化速率的专用助剂制备方法，包括以下步骤：S1、将5g降冰片烯二羧酸皂金属盐白色固体粉末在100℃-130℃条件下溶于50-100mlN，N-二甲基甲酰胺中，使其完全溶解；S2、向步骤S1中体系中缓慢滴加过量浓度为30％-50％的盐酸溶液，使体系的pH值保持在2-5之间；S3、将1-5g粒径为20-200μm的纤维素粉末加入到上述步骤S2的体系中，搅拌使其分散均匀；S4、然后再向步骤S3的体系中加入滴加浓度为30％-50％的氢氧化钠溶液，使体系的pH值维持在8-10之间，并将体系温度维持在80℃-100℃，搅拌反应2-6小时；S5、反应结束后将固体产物过滤、水洗、烘干，再将烘干后的粉末置于130℃下50-100mlN，N-二甲基甲酰胺中除杂，最后经过过滤、水洗、烘干后得到白色粉末，白色粉末为可以大幅提高聚丁烯-1晶型转变速率的专用助剂。优选的，所述步骤S1中降冰片烯二羧酸皂金属盐的结构式为式中M为2-3价的金属元素，M为3价金属元素时，x＝y＝1；M为2价金属元素时，x＝1，y＝2。优选的，所述步骤S3中的纤维素粉末为微晶纤维素或细菌纤维素。一种用于提高聚丁烯-1晶型转化速率的专用助剂的应用，将聚丁烯-1树脂与0.01％-0.5％的上述专用助剂在高速混合机中混合均匀，经过挤出、造粒、注塑等步骤成型。优选的，所述专用助剂的使用量为0.1％。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果。1、本专利技术操作方法简单，反应原理简单，可规模化生产。使用简单的方法将降冰片烯二羧酸皂分子链通过化学反应与纤维素结合在一起，而不是简单的混合，极大的提高了专用助剂的效果。2、在熔融加工过程中，纤维素通过异相成核作用诱导聚丁烯-1加快晶型转化速率。另外，降冰片烯二羧酸皂分子在纤维素表面重结晶并形成微观形貌更完美的晶体，进一步加快聚丁烯-1晶型转化速率。3、通过化学反应，纤维素分子链上的羟基大大减少，使得专用助剂可以更好的在聚丁烯-1基体中分散，进而起到更优异的效果。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。除特别说明，本专利技术使用的原料、试剂和设备为本
常规市购。其中，PB-1购自日本三井化学公司，熔融指数为50-200g/10min。下面将本专利技术的具体实施例与对比例1、对比例2进行对比，进一步说明本专利技术对聚丁烯-1的晶型转化率的影响。实施例1将5g降冰片烯二羧酸皂铝盐白色固体粉末在130℃条件下溶于100mlN，N-二甲基甲酰胺中。待其完全溶解后，在室温下，向混合物中缓慢滴加过量浓度为30％的盐酸溶液，反应物的pH值保持在3。将1g粒径为20μm的细菌纤维素粉末加入到上述反应物中，搅拌使其分散均匀。再向反应物中滴加浓度为50％的氢氧化钠溶液，使体系的pH值维持在8。将反应物温度维持在80℃，搅拌反应4小时。反应结束后将固体产物过滤、水洗、烘干。再将烘干后的粉末置于130℃下100mlN，N-二甲基甲酰胺中除杂。最后经过过滤、水洗、烘干后得到本专利技术所述可以大幅提高PB-1晶型转变速率的专用助剂白色粉末。将0.1g上述专用助剂与1000gPB-1在高速混合机中混合均匀，经过挤出、造粒、注塑等步骤成型。取上述样品10mg于铝制坩埚中，置于差示扫描量热仪(DSC)中。DSC设置如下程序：以10℃/min的升温速率，从20℃升高到200℃，保持5min，以60℃/min的降温速率，从200℃降低到20℃，最后从20℃升高到200℃。记录最后一次升温曲线，并从最后一次升温曲线中求得PB-1晶型I熔融焓ΔH1，晶型II熔融焓ΔH2。由下述公式求得PB-1的晶型转化率(T)。样品从成型后0小时开始，每隔12h按照上述方法测试并计算其晶型转化率。具体数据如表1所示。对比例1将实施例1中所述降冰片烯二羧酸皂铝盐固体粉末0.1g与1000gPB-1在高速混合机中混合均匀，经过挤出、造粒、注塑等步骤成型。样品从成型后0小时开始，每隔12h按照上述方法测试并计算其晶型转化率。具体数据如表1所示。对比例2将1000gPB-1在高速混合机中混合均匀，经过挤出、造粒、注塑等步骤成型。样品从成型后0小时开始，每隔12h按照上述方法测试并计算其晶型转化率。具体数据如表1所示。表1各实施例与对比例所述PB-1的晶型转化率从表1可以看出，添加本专利技术合成的专用助剂的PB-1材料在成型后36个小时就完成了晶型II到晶型I的转化。相比，对比例1的材料48小时加快了12小时。而纯的PB-1放置48小时后仅仅完成75.89％的晶型转化，这说明本专利技术合成的专用助剂对提高PB-1晶型转变速率作用及其明显，同时还可以缩短加工周期，这对PB-1的应用具有及其重要的意义。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本专利技术范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提高聚丁烯-1晶型转化速率的专用助剂制备方法，其特征在于,包括以下步骤：/nS1、将5g降冰片烯二羧酸皂金属盐白色固体粉末在100℃-130℃条件下溶于50-100mlN，N-二甲基甲酰胺中，使其完全溶解；/nS2、向步骤S1中体系中缓慢滴加过量浓度为30％-50％的盐酸溶液，使上述体系的pH值保持在2-5之间；/nS3、将1-5g粒径为20-200μm的纤维素粉末加入到上述步骤S2的体系中，搅拌使其分散均匀；/nS4、然后再向步骤S3的体系中加入滴加浓度为30％-50％的氢氧化钠溶液，使体系的pH值维持在8-10之间，并将体系温度维持在80℃-100℃，搅拌反应2-6小时；/nS5、反应结束后将固体产物过滤、水洗、烘干，再将烘干后的粉末置于130℃下50-100mlN，N-二甲基甲酰胺中除杂，最后经过过滤、水洗、烘干后得到白色粉末，白色粉末为可以大幅提高聚丁烯-1晶型转变速率的专用助剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于提高聚丁烯-1晶型转化速率的专用助剂制备方法，其特征在于,包括以下步骤：
S1、将5g降冰片烯二羧酸皂金属盐白色固体粉末在100℃-130℃条件下溶于50-100mlN，N-二甲基甲酰胺中，使其完全溶解；
S2、向步骤S1中体系中缓慢滴加过量浓度为30％-50％的盐酸溶液，使上述体系的pH值保持在2-5之间；
S3、将1-5g粒径为20-200μm的纤维素粉末加入到上述步骤S2的体系中，搅拌使其分散均匀；
S4、然后再向步骤S3的体系中加入滴加浓度为30％-50％的氢氧化钠溶液，使体系的pH值维持在8-10之间，并将体系温度维持在80℃-100℃，搅拌反应2-6小时；
S5、反应结束后将固体产物过滤、水洗、烘干，再将烘干后的粉末置于130℃下50-100mlN，N-二甲基甲酰胺中除杂，最后经过过滤、水洗、烘干后得到白色粉末，白色粉末为可以大幅提高聚丁烯-1晶型转变速...

【专利技术属性】
技术研发人员：王波，李旺，林福华，杨彰雄，刘焱超，韩晓静，李静博，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：山西;14