CN114561043B - 一种聚丙烯成核剂组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及聚丙烯成核剂技术领域，提出了一种聚丙烯成核剂组合物及其制备方法与应用，聚丙烯成核剂组合物包括按照重量份包括以下组分：2,2’‑亚甲基‑双(4,6‑二叔丁苯氧基)磷酸钠20‑30份、硬脂酸钙10‑15份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0‑1份。通过上述技术方案，解决了现有技术中的聚丙烯透明度低，力学性能有待提高的问题。

Description

一种聚丙烯成核剂组合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及聚丙烯成核剂技术领域，具体的，涉及一种聚丙烯成核剂组合物及其制备方法与应用。
背景技术
聚丙烯(PP)是五大通用热塑性塑料之一，它成本低、综合性能优异，广泛应用于日常生活、管材包装等各个领域，在五大通用合成树脂中增长速度快、开发潜力大。
尽管如此，聚丙烯也存在一些不足之处，比如透明度差，结晶速度慢，添加成核剂能够改善光学性能，提高结晶速度，同时可以提高聚丙烯的力学性能。目前常用的成核剂有无机类、磷酸金属盐、羧酸金属盐、山梨醇类高分子类成核剂。
磷酸金属盐类成核剂熔点高，热稳定性高，成核能力强，能够改善聚丙烯的力学性能，但是在改性聚丙烯的过程中，存在分散性差，易析出的问题，会导致聚丙烯的透明度降低，而由于分散性差，会使得改性聚丙烯的效果没有发挥到极致，力学性能有待提高。
发明内容
本发明提出一种聚丙烯成核剂组合物及其制备方法与应用，解决了现有技术中的聚丙烯透明度低，力学性能有待提高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种聚丙烯成核剂组合物，按照重量份包括以下组分：2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠20-30份、硬脂酸钙10-15份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0-1份。
作为进一步的技术方案，所述的聚丙烯成核剂组合物，按照重量份包括以下组分：2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠20-30份、硬脂酸钙10-15份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0.2-1份。
本发明中采用双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯与硬脂酸钙和2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠，能够提高分散性，解决无机成核剂分散性差、易析出的问题，可以双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯与硬脂酸钙的特性融合在一起，产生协同效应大幅度增加聚丙烯成核剂组合物对聚丙烯的改性效果，提高聚丙烯的透明度和拉伸强度。
作为进一步的技术方案，所述的聚丙烯成核剂组合物，按照重量份包括以下组分：2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠25份、硬脂酸钙12.5份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0.5份。
作为进一步的技术方案，所述2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠与硬脂酸钙的质量比为2:1。
本发明还提出一种所述的聚丙烯成核剂组合物的制备方法，包括以下步骤：向2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠滴加二甲基亚砜至溶解，加入其他原料混合均匀。
本发明还提出所述的聚丙烯成核剂组合物在制备聚丙烯中的应用。
作为进一步的技术方案，将聚丙烯成核剂组合物加入聚丙烯中混合干燥，加入抗氧剂挤出注塑成型。
作为进一步的技术方案，按照重量份，所述聚丙烯成核剂组合物为0.1-0.3份，聚丙烯为100-120份，抗氧剂为0.1-0.5份。
本发明中的聚丙烯成核剂组合物，需要控制加入量，对于100-120份聚丙烯，加入成核剂组合物0.1-0.3份，超过0.3份时，结晶速率过快，可能会导致结晶还未完善发生缺陷，低于0.1份时，含量过低，附生结晶中心不完善，导致晶核不完善。优选的，100份聚丙烯加入0.1份聚丙烯成核剂组合物。
作为进一步的技术方案，所述注塑成型时，保压时间15-18s。
添加本发明聚丙烯成核剂组合物制备聚丙烯时，在注塑成型时，严格控制保压时间，当保压时间低于15s时，结晶不完善，当保压时间超过18s时，会导致结晶过程中出现更多的缺陷，影响α晶核的完善和规整度，导致透明度降低。
本发明的有益效果为：
1.本发明中的成核剂组合物能够提高聚丙烯的透明度、拉伸强度和尺寸稳定性，制备得到的聚丙烯透光度可达60.8％-70.2％，拉伸强度可达22.3-27.1MPa。
2.本发明中2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠、硬脂酸钙、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯三者协同作用，提高了磷酸金属盐的分散性，使得制备得到的聚丙烯透明度高，力学性能优异。
具体实施方式
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。
实施例1
向20份2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠溶于二甲基亚砜中至完全溶解，加入硬脂酸钙10份混合均匀得到聚丙烯成核剂组合物。
将聚丙烯成核剂组合物0.1份加入100份聚丙烯中混合干燥，加入0.1份抗氧剂1010挤出造粒，注塑成型得到，注塑时，控制熔体温度210℃，注射速率45m·s-1，注射压力及保压压力50MPa，保压时间15s，得到聚丙烯样品。
实施例2
向30份2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠溶于二甲基亚砜中至完全溶解，加入硬脂酸钙15份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯1份，混合均匀得到聚丙烯成核剂组合物。
将聚丙烯成核剂组合物0.2份加入110份聚丙烯中混合干燥，加入0.3份抗氧剂1010挤出造粒，注塑成型得到，注塑时，控制熔体温度215℃，注射速率45m·s-1，注射压力及保压压力50MPa，保压时间16s，得到聚丙烯样品。
实施例3
向25份2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠溶于二甲基亚砜中至完全溶解，加入硬脂酸钙12.5份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0.5份，混合均匀得到聚丙烯成核剂组合物。
将聚丙烯成核剂组合物0.2份加入120份聚丙烯中混合干燥，加入0.3份抗氧剂1010挤出造粒，注塑成型得到，注塑时，控制熔体温度210℃，注射速率45m·s-1，注射压力及保压压力50MPa，保压时间18s，得到聚丙烯样品。
实施例4
向25份2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠溶于二甲基亚砜中至完全溶解，加入硬脂酸钙12.5份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0.5份，混合均匀得到聚丙烯成核剂组合物。
将聚丙烯成核剂组合物0.1份加入100份聚丙烯中混合干燥，加入0.1份抗氧剂1010挤出造粒，注塑成型得到，注塑时，控制熔体温度210℃，注射速率45m·s-1，注射压力及保压压力50MPa，保压时间15s，得到聚丙烯样品。
实施例5
向26份2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠溶于二甲基亚砜中至完全溶解，加入硬脂酸钙14份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0.3份，混合均匀得到聚丙烯成核剂组合物。
将聚丙烯成核剂组合物0.1份加入120份聚丙烯中混合干燥，加入0.4份抗氧剂1010挤出造粒，注塑成型得到，注塑时，控制熔体温度210℃，注射速率45m·s-1，注射压力及保压压力50MPa，保压时间15s，得到聚丙烯样品。
实施例6
在实施例4的基础上，延长保压时间至20s，其他与实施例4相同。
对比例1
在实施例4的基础上，将双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯替换为等量的硅烷偶联剂KH560，其他与实施例4相同。
对比例2
不加入聚丙烯成核剂组合物，直接用100份聚丙烯和0.1份抗氧化剂1010按照实施例4的方法挤出造粒，注塑成型。
实验例
拉伸强度：执行标准GB/T 1040.2-2006塑料拉伸性能的测定；
尺寸稳定性：样片尺寸稳定性由垂直熔体流动方向(TD)和平行熔体流动方向(MD)尺寸比值来表示；
透光率：执行标准GB/T 2410-2008透明塑料透光率和雾度的测定。
表1实施例和对比例的性能比较
Figure BDA0003584058850000041
本发明的成核剂组合物不仅提高了聚丙烯的强度，尺寸稳定性，还提高了聚丙烯的透明度。其中实施例4是综合性能最佳的实施例。实施例1中没有加入双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯，仅采用硬脂酸钙和2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠复配作为成核剂，相比于不加入成核剂的聚丙烯，各方面性能都有所提高，但是与实施例4相比，提高的程度较低。对比例1中采用硅烷偶联剂KH560替换实施例4中的双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯，能够提高聚丙烯的透光率，但是对聚丙烯的分散效果不如实施例4，导致对聚丙烯的透明度、拉伸强度和尺寸稳定性提高程度较低。实施例6中保压时间延长，与实施例4相比，透光率不再升高甚至有所降低，本发明中的成核剂当保压时间达到20s时，会导致晶核缺陷。
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。

Claims (4)

1.一种聚丙烯成核剂组合物在制备聚丙烯中的应用，其特征在于，按照重量份，所述聚丙烯成核剂组合物为0.1-0.3份，聚丙烯为100-120份，抗氧剂为0.1-0.5份；
所述聚丙烯成核剂组合物按照重量份包括以下组分：2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠20-30份、硬脂酸钙10-15份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0.2-1份；
将聚丙烯成核剂组合物加入聚丙烯中混合干燥，加入抗氧剂挤出注塑成型；
所述注塑成型时，保压时间15~18s。
2.根据权利要求1所述一种聚丙烯成核剂组合物在制备聚丙烯中的应用，其特征在于，所述聚丙烯成核剂组合物按照重量份包括以下组分：2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠25份、硬脂酸钙12.5份、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯0.5份。
3.根据权利要求1所述一种聚丙烯成核剂组合物在制备聚丙烯中的应用，其特征在于，所述2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠与硬脂酸钙的质量比为2:1。
4.根据权利要求1所述一种聚丙烯成核剂组合物在制备聚丙烯中的应用，其特征在于，所述的聚丙烯成核剂组合物的制备方法，包括以下步骤：向2,2’-亚甲基-双(4,6-二叔丁苯氧基)磷酸钠滴加二甲基亚砜至溶解，加入其他原料混合均匀。
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