专利名称：一种聚丙烯成核剂及其制备方法
技术领域：
本发明一种聚丙烯成核剂及其制备方法，属于聚丙烯成核研究领域，具体涉 及一种芳香酰基钛酸及其盐聚丙烯成核剂及其制备方法。
背景技术：
利用聚丙烯成核剂可改变聚丙烯树脂的结晶度，加快其结晶速率，改善聚丙 烯的透明性，提高热变形温度，提高制品表面光洁度等性能。是一种简单易行且 有效的聚丙烯改性方法。US.PAT.NO. 5574174发明了山梨醇类聚丙烯成核剂，能 在一定程度提高聚丙烯的物理化学性能，但存在气泡较多、气味较大的问题。 US. PAT. NO. 4419473和US. PAT. NO. 5001174对上述问题提出改进，取得一定效果。 US.PAT.N0.5342868发明了有机磷酸类成核剂，对提高聚丙烯的结晶温度，提高 聚丙烯的刚性有明显的效果。其熔点较高， 一般大于30(TC，与聚丙烯的相容性 以及分散性都较差且价格较高。CN1769329A公开了一种有机磷酸酯聚丙烯成核 剂及其制备方法，该成核剂由取代二芳基磷酸、醇类，水以及有机溶剂及酯化催 化剂制得，同样有以上不足之处。CN1803900A公开了一种混合有机磷酸盐聚丙 烯成核剂及其制备方法，改成核剂由几种有机磷酸盐混合而成，比单一磷酸盐成 核剂效果要好些，但仍有以上不足之处。二对叔丁基苯甲酸羟基铝是聚丙烯增刚 型的廉价成核剂，目前在聚丙烯增强改性方面得到广泛应用。
发明内容
本发明提供一种聚丙烯成核剂及其制备方法，旨在提供一种可以显著提高聚 丙烯的结晶温度并改善聚丙烯力学性能且制备方法简单，而成核效果较佳的廉价 的成核剂及其制备方法的技术方案。
上述聚丙烯成核剂的结构为
式中n可以等于l、 2、 3或4， M为H、 Na或Li， R为H、甲基、乙基或对叔丁基。上述聚丙烯成核剂，其特征在于是n等于l、 2、 3、 4时的几种结构的混合物。
上述一种聚丙烯成核剂的方法，其特征在于该方法采用如下步骤和条件 取钛酸四异丙酯和芳香酸苯甲酸或对甲基苯甲酸或对乙基苯甲酸或对叔
丁基苯甲酸，按物质的量比为钛酸四异丙酯/芳香酸=1&投料，在反应温度为60 130°C，进行反应，以脱出醇的量作为反应终点，反应完全后，加入摩尔数为钛 酸四异丙酯摩尔数5倍的浓度为95%的酒精，水解未反应的钛酸四异丙酯，水解 完全后直接过滤、用水洗涤、烘干、研磨后得到产品，或在水解完全后加入浓度 为10%的NaOH或LiOH中和到pH为8，然后过滤、用水洗涤、烘干、研磨得产品。
上述聚丙烯成核剂的制备方法其特征在于所述的钛酸四异丙酯与芳香酸按 物质的量比1/x投料，x的取值范围为3《x《4。
上述一种聚丙烯成核剂的添加量为聚丙烯质量的0.01% 5%，优选范围 0.15~0.6%。
本发明提供一种聚丙烯成核剂及其制备方法的优点在于有效地提高聚丙烯 的结晶温度、结晶度，改善各种力学性能。可以显著提高聚丙烯或其共聚物的结 晶温度并优化其力学性能的成核剂。
具体实施例方式
以下通过实例来进一步说明本发明。其中的组成份数按重量计。有必要指出的是， 以下实施方式只是对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施方式l
取O.lmol钛酸四异丙酯与0.3mol对叔丁基苯甲酸，在60'C进行反应，以 脱出醇的量作为反应终点。反应完全后，加入0. 5mo1的95%的酒精，水解未反 应的钛酸四异丙酯。水解完全后加入10%Na0H溶液中和到pH为8，然后过滤、 用水洗涤、烘干、研磨即可得成核剂。
取iPP100份(牌号为PPH-XD-045)，取上述所制备成核剂0. 3份，充分混 合后，在平板硫化机上加热到210。C，模压成2mm厚的板材，用冷水快速冷却。 取一小块样品在DSC200PC差示扫描量热仪上作DSC测试。结果表明加入成核剂 后，结晶温度1>127匸。 实施方式2
取O.lmol钛酸四异丙酯与0.4mol对叔丁基苯甲酸，在13(TC进行反应，以 脱出醇的量作为反应终点。反应完全后，加入0.5rao1的95%的酒精，水解未反 应的钛酸四异丙酯。水解完全后加入10%Na0H溶液中和到pH为8，然后过滤、 用水洗涤、烘干、研磨即可得成核剂。取iPP100份(牌号为PPH-XD-045),取上述所制备成核剂成核剂0. 3份， 充分混合后，按实方式1制样并作DSC测试。结果表明加入成核剂后，结晶温度 TC=130°C。 实施方式3
取0.1mol钛酸四异丙酯与0.4mol苯甲酸，在70'C进行反应，以脱出醇的 量作为反应终点。反应完全后，加入0.5mol 95%的酒精，水解未反应的钛酸异 丙酯。水解完全后加入10%LiOH溶液中和到pH为8，然后过滤、用水洗涤、烘 干、研磨即可得成核剂。
取iPP100份(牌号为PPH-XD-045)，取上述所制备成核剂0.6份，充分混 合后，按实方式1制样并作DSC测试。结果表明加入成核剂后，结晶温度M26 。C。
实施方式4
取O.lmol钛酸四异丙酯与0.4mol对叔丁基苯甲酸，在80。C进行反应，以 脱出醇的量作为反应终点。反应完全后，加入0. 5mo1的95%的酒精，水解未反 应的钛酸四异丙酯。水解完全后加入10%LiOH溶液中和到pH为8，然后过滤、 用水洗涤、烘干、研磨即可得成核剂。
取100份iPP (牌号为PPH-XD-045A)，取上述制备成核剂0. 15份。在单螺 杆挤出机中挤出，制备标准样条并在CMT4204型微机控制电子万能实验机、 XCJ-500冲击实验机上测试其拉伸、抗弯曲、抗冲性能;取一小块样品在DSC200PC 差示扫描量热仪上作DSC测试。 实施方式5
取100份iPP (牌号为PPH-XD-045A)，取实施方式2中所制备成核剂0.3 份.按实施方式4制备样条并测试其拉伸、抗冲、抗弯曲性能；取一小块样品在 DSC200PC差示扫描量热仪上作DSC测试。 实施方式6
取O.lmd钛酸四异丙酯与0.3mol对叔丁基苯甲酸，在9(TC进行脱醇反应， 以脱出醇的量作为反应终点。反应完全后，加入0.5mol 95%的酒精，水解未反 应的钛酸四异丙酯。水解完全后加入10%LiOH溶液中和到pH为8，然后过滤、 用水洗涤、烘千、研磨即可得成核剂。
取100份iPP (牌号为PPH-XD-045A)，取上述所制备成核剂0. 15份，按实 施方式4制备样条并测试其拉伸、抗冲、抗弯曲性能；取一小块样品在DSC200PC 差示扫描量热仪上作DSC测试。 实施方式7
取100份iPP (牌号为PPH普045A)，取实施方式6所制备成核剂0. 6份，按实施方式4制备样条并测试其拉伸、抗冲、抗弯曲性能；取一小块样品在 DSC200PC差示扫描量热仪上作DSC测试。
表l各实施方式性能与空白PP的对比
样品拉伸强度/ MPa弯曲强度/ MPa抗冲击强度 /(KJ/m2)结晶温度/ °C结晶起始温度/ °C
PPH-XD-045112118
实施方式1127130
实施方式2130133
实施方式3126.131
PPH-XD-045A36.3345.599.43116120
实施方式439.8650.7241.64130133
实施方式539.6659.0936.85128133
实施方式637.9254.1933.24129132
实施方式737.5755.4628.0712813权利要求
1、一种聚丙烯成核剂，其特征在于是一种芳香酰基钛酸及其盐聚丙烯成核剂，其结构式为式中n可以等于1、2、3或4，M为H、Na或Li，R为H、甲基、乙基或对叔丁基。
2、 按照权利要求l所述的一种聚丙烯成核剂，其特征在于是n等于l、 2、 3或4时的四种结构的混合物。
3、 制备权利要求1所述的一种聚丙烯成核剂的方法，其特征在于该方法采 用如下步骤和条件，取钛酸四异丙酯和芳香酸苯甲酸、对甲基苯甲酸、对乙基 苯甲酸或对叔丁基苯甲酸，按物质的量比为钛酸四异丙酯/芳香酸-l/x投料，反 应温度60 13(TC，进行反应，以脱出醇的量作为反应终点，反应完全后，加入 摩尔数为钛酸四异丙酯摩尔数5倍的浓度为95%的酒精，水解未反应的钛酸四异 丙酯，水解完全后过滤、用水洗涤、烘干、研磨后得到产品，或在水解完全后加 入浓度为10%的NaOH或LiOH中和到pH=8，然后过滤、洗涤、烘干、研磨得产品。
4、 按权利要求3所述的一种聚丙烯成核剂的制备方法，其特征在于所述的 钛酸四异丙酯与芳香酸按物质的量比1/x投料，x的取值范围为3《x《4。
全文摘要
一种聚丙烯成核剂及其制备方法，属于聚丙烯成核研究领域，具体涉及一种芳香酰基钛酸及其盐聚丙烯成核剂及其制备方法。该成核剂的结构式如上，式中n可以等于1、2、3或4，M为H、Na或Li，R为H、甲基、乙基或对叔丁基。在聚丙烯添加量为聚丙烯质量的0.15％～0.6％时，有效地提高聚丙烯的结晶温度、结晶度，改善各种力学性能。可以显著提高聚丙烯或其共聚物的结晶温度并优化其力学性能的成核剂。
文档编号C08L23/12GK101418083SQ200810079989
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者吕志平, 武六旺, 毕晓霞, 薛建伟, 凤 郭 申请人:太原理工大学;太原市塑料研究所