复合材料及其制备方法、成核剂及应用技术

本发明专利技术涉及材料领域，具体公开了一种复合材料及其制备方法、成核剂及应用，所述复合材料包括以下的原料：纳米碳酸钙、二元酸、分散剂与碱液。本发明专利技术实施例提供的复合材料具备优异的高温稳定性，通过将二元酸负载包覆在纳米碳酸钙表面后在一定真空高温环境下反应制备得到的复合材料，不仅对β晶型聚丙烯树脂具有高引发效率，且结构稳定，拥有较高的使用温度，成本低廉，解决了现有β晶型成核剂存在成本昂贵且使用温度不高的问题。而提供的制备方法简单，制备的复合材料的成核效率高，成本低廉，结构稳定，不易因分解而失效，使用方法简单，可以用于聚合物的共混改性。

Composite material and its preparation method, nucleating agent and Application

【技术实现步骤摘要】
复合材料及其制备方法、成核剂及应用
本专利技术涉及材料领域，具体是一种复合材料及其制备方法、成核剂及应用。
技术介绍
成核剂作为一种能够改变部分结晶行为，并提高制品透明度、刚性、表面光泽、抗冲击韧性和热变形温度等应用性能的功能型化学助剂，对于聚丙烯树脂的制备和改性进行重要意义。聚丙烯树脂属于半结晶性聚合物，具有α、β、γ、δ和拟六方态五种晶型，与其它几种晶型相比较，β晶型的冲击韧性较高，尤其是低温冲击韧性方面具有优势，因此β晶型聚丙烯树脂的应用较为广泛。而β晶型聚丙烯树脂一般需要加入β晶型成核剂才能生成。目前，应用于聚丙烯树脂改性的β晶型成核剂逐渐实现工业化生产。其中，传统的成核剂主要为稀土类与芳香酰胺类，对于环境不够友好；近年来，有机二元酸盐类成核剂逐渐进入到人们的视野，由于其较高的引发效率而被广泛研究。常规的有机二元酸盐类成核剂可由脂肪族二元羧酸与碱金属化合物直接反应制得，例如，庚二酸钙和辛二酸钙是目前成核效果较好的现有产品，但是，此类成核剂成本昂贵，通常在180-200℃的高温环境下有易分解的缺点，导致不能在高温环境下使用，高温环境下会因分解而影响总体引发效率。因此，设计一种具有高引发效率，且结构稳定，拥有较高的使用温度的β晶型成核剂，成为目前亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种复合材料，以解决上述
技术介绍
中提出的现有β晶型成核剂存在成本昂贵且使用温度不高的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种复合材料，包括以下按照重量份的原料：纳米碳酸钙90-110份、二元酸0.1-5份、分散剂100-500份，以及适量的碱液。作为本专利技术进一步的方案：所述复合材料包括以下按照重量份的原料：纳米碳酸钙95-105份、二元酸0.1-5份、分散剂100-500份、碱液5-50份。作为本专利技术再进一步的方案：所述纳米碳酸钙的晶体结构为方解石结构或球霰石结构，且所述纳米碳酸钙的直径在30-200nm。作为本专利技术再进一步的方案：所述二元酸为辛二酸或庚二酸中的任意一种。当然，这里并不作限制，所述二元酸也可以是其他的长链二元酸，所述长链二元酸是指碳链中含有十个以上碳原子的直链脂肪族二元酸，例如癸二酸、十二烷二酸、十三烷二酸等，具体根据需求进行选择，这里并不作限定。作为本专利技术再进一步的方案：所述分散剂选自水、无水乙醇或丙酮中的任意一种或多种的组合。作为本专利技术再进一步的方案：所述水可以是选自纯净水、矿泉水、蒸馏水、去离子水或软水中的任意一种，这里并不作限定，可以根据需要进行选择。优选的，所述水可以是蒸馏水。作为本专利技术再进一步的方案：所述碱液是含有大量氢氧根而显碱性的溶液，例如，可以是NaOH溶液、KOH溶液等，具体根据需求进行选择，这里并不作限定。作为本专利技术再进一步的方案：所述碱液中氢氧根浓度是0.3mol/L-2mol/L。优选的，所述碱液为浓度是0.3mol/L-2mol/L的NaOH溶液。需要说明的是，所述纳米碳酸钙也可以根据需要采用现有产品中其他的纳米无机粉末，例如，可以是白云石、滑石粉、二氧化硅、明矾、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、炭黑、云母等纳米级粉末，具体根据需求进行选择，这里并不作限定。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种复合材料的制备方法，所述的复合材料的制备方法，包括以下步骤：按照比例称取纳米碳酸钙分散在所述分散剂中，得到悬浮液；将所述二元酸加入至所述悬浮液中混合均匀，得到混合液；除去所述混合液中的分散剂后在真空加热条件下进行反应，得到半成品；将所述半成品采用所述碱液碱洗至中性，干燥，粉碎，得到所述复合材料。作为本专利技术再进一步的方案：所述混合液在除去所述混合液中的分散剂后形成负载体，所述负载体为二元酸包裹在纳米碳酸钙粒子表面形成的结构。作为本专利技术再进一步的方案：在所述的复合材料的制备方法中，所述在真空加热条件下进行反应是在温度为150-220℃、真空度为0.05-0.15MPa下进行热反应0.5-2h。作为本专利技术再进一步的方案：所述二元酸能在所述分散剂中完全溶解，分散剂能够起到较好的分散作用，不与其他原料发生反应且易于挥发，可以有效保证二元酸分散至纳米碳酸钙表面后再通过热反应在碳酸钙粒子的表面生成一层致密的结构，避免因分散剂的存在而对热反应过程产生不利影响。作为本专利技术再进一步的方案：所述分散是在转速为50-200r/min的条件下进行搅拌分散0.5-2h制成悬浮液。作为本专利技术再进一步的方案：所述混合均匀是将一定量二元酸滴加至所述悬浮液中并在温水浴中超声分散1-3h。作为本专利技术再进一步的方案：所述粉碎进行研磨过筛得到粉料。作为本专利技术再进一步的方案：所述复合材料的制备方法包括以下步骤：1)按照比例称取纳米碳酸钙溶于一定量的分散剂中，在转速为50-200r/min的电动搅拌器中进行搅拌分散0.5-2h制成悬浮液；2)按照比例称取所述二元酸滴加至所述悬浮液中并在温水浴中超声分散1-3h，混合均匀，得到混合液；3)将所述混合液倒入烧杯中并放入鼓风干燥箱中进行除去所述混合液中的分散剂，在除去所述混合液中的分散剂后转移至温度为150-220℃、真空度为0.05-0.15MPa的真空烘箱内进行热反应0.5-2h，得到半成品；4)将所述半成品采用所述碱液碱洗至中性，干燥，研磨过筛，得到所述复合材料。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种采用上述的复合材料的制备方法制备得到的复合材料。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种成核剂，部分或全部包含上述的复合材料。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种上述的成核剂在制备β晶型聚烯烃树脂中的应用。作为本专利技术再进一步的方案：所述β晶型聚烯烃树脂是具有β晶型的聚烯烃树脂，所述聚烯烃树脂可以是聚异丁烯、聚乙烯、聚丙烯、聚4-甲基-1-戊烯以及其它聚烯烃，所述其它聚烯烃可以是乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等现有技术中的材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例制备的复合材料具备优异的高温稳定性能，通过将二元酸负载包覆在纳米碳酸钙表面后在一定真空高温环境下反应制备得到的复合材料不仅对β晶型聚丙烯树脂具有高引发效率，且结构稳定，拥有较高的使用温度，成本低廉，解决了现有β晶型成核剂存在成本昂贵且使用温度不高的问题。而提供的制备方法简单，制备的复合材料的成核效率高，成本低廉且结构稳定，不易因分解而失效，使用方法简单，直接将复合材料与聚合物母料熔融共混或挤出便可得到高含量β晶型产品，可以用于聚合物改性，具有广阔的市场前景。附图说明图1为本专利技术实施例提供的复合材料用于改性树脂结晶性能后制备的产品的DSC(differentialscanningcalorimetry，差示扫描量热法)表征图。图2为本专利技术实施例提供的复合材料的热重分析结果图。图3为本专利技术实施例提供的复合材料用于改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：纳米碳酸钙90-110份、二元酸0.1-5份、分散剂100-500份，以及适量的碱液。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，包括以下按照重量份的原料：纳米碳酸钙90-110份、二元酸0.1-5份、分散剂100-500份，以及适量的碱液。


2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料包括以下按照重量份的原料：纳米碳酸钙95-105份、二元酸0.1-5份、分散剂100-500份、碱液5-50份。


3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述纳米碳酸钙的晶体结构为方解石结构或球霰石结构，且所述纳米碳酸钙的直径是30-200nm。


4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述二元酸为辛二酸或庚二酸中的任意一种；所述分散剂选自水、无水乙醇或丙酮中的任意一种或多种的组合。


5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述碱液中氢氧根浓度是0.3mol/L-2mol/L。


6.一种如权利要求1-5任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东洋，窦艳丽，李思佳，孙世祥，刘为，陈诚，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22