一种聚丙烯
β
晶型复配成核剂及制备方法
技术领域
1.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β晶型复配成核剂及制备方法。
背景技术：
2.聚丙烯(pp)有五种晶体结构，α、β、γ、δ和拟六方晶，稳定的α结构是在标准工艺条件下形成的，而由于β-pp冲击性能和使用温度高，耐长期蠕变，延展性强，因此受到了较多的关注，而促进聚丙烯形成β晶体结构的方式是添加专用成核剂。
3.目前，聚丙烯β晶型成核剂有稠环化合物、二元羧酸化合物、芳香胺类化合物、稀土类化合物几种类型。其中，芳香胺类化合物作为成核剂已经比较成熟，但是价格昂贵，而且目前大多数成核剂在改进pp的过程中，由于相容性的问题，会存在分散性差，容易析出，导致成核效果较差。
技术实现要素：
4.本发明提出一种聚丙烯β晶型复配成核剂及制备方法，解决了现有技术中的成核剂与聚丙烯相容性差，对聚丙烯性能改善效果较差的问题。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种聚丙烯β晶型复配成核剂，由n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙、等规聚丙烯复合而成。
7.作为进一步的技术方案，所述n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙、等规聚丙烯的质量比为1：(0.3-0.5)：(2-4)：(20-30)。
8.作为进一步的技术方案，所述n'n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙、等规聚丙烯的质量比为1:0.4:3:25。
9.本发明还提出了一种聚丙烯β晶型复配成核剂的制备方法，包括以下步骤：将n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙混合均匀后与等规聚丙烯挤出成母粒。
10.本发明还提出了一种聚丙烯β晶型复配成核剂在制备β晶型等规聚丙烯中的应用，所述聚丙烯β晶型复配成核剂的用量为聚丙烯质量的0.1％-0.2％。
11.本发明还提出了一种利用聚丙烯β晶型复配成核剂制备β晶型等规聚丙烯的方法，将聚丙烯与复配成核剂混合后挤出造粒，注塑成型得到β晶型等规聚丙烯。
12.作为进一步的技术方案，注塑成型时，保压时间30-35s，优选的保压时间为30-32s。
13.作为进一步的技术方案，注塑成型时，熔体温度200-210℃。
14.作为进一步的技术方案，注射速率40-50mm
·
s-1
，注射压力40-42mpa，保压压力40-42mpa。
15.本发明的有益效果为：
16.1、本发明中添加聚乙烯环苯二甲酸盐后，与n’n-二环己基对苯二甲酰胺、硬脂酸钙、等规聚丙烯复合协同制备得到了一种聚丙烯β晶型复配成核剂，通过该成核剂制备得到的聚丙烯β晶含量可达0.92，冲击强度可达20.1mpa，热变形温度可达105.4℃。
17.2、本发明中通过四种原料复配，能够改善成核剂与聚丙烯之间的相容性，进一步能够促进pp分子形成有序排列，促进结晶，提高β晶含量，进一步提高pp的力学性能，但是本发明中的成核剂需要严格控制各原料的比例。而且本发明发现，当添加聚乙烯环苯二甲酸盐与其他原料复配后，在注塑成型过程中，需要控制保压时间，当保压时间小于30s时β晶型含量较少，但是延长保压时间大于35s后对β晶型含量的增大效果不显著，甚至有所降低，可能是由于保压时间过长，会导致结晶过程中出现更多的缺陷。
具体实施方式
18.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。
19.实施例1
20.聚丙烯β晶型复配成核剂：n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙、等规聚丙烯复合而成，质量比为1:0.4:3:25；将n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙混合均匀后与等规聚丙烯挤出成母粒。
21.制备聚丙烯：将上述聚丙烯β晶型复配成核剂按照聚丙烯质量的0.1％添加到聚丙烯中，混合，挤出造粒，注塑成型得到，其中注塑时，控制熔体温度200℃，注射速率40mm
·
s-1
，注射压力及保压压力40mpa，保压时间32s。
22.β晶含量利用dsc测试计算得到，冲击强度执行悬臂梁缺口冲击强度执行标准gb/t 1843-2008，热变形温度执行标准gb/t 1634-2019。
23.表1实施例1实验数据
24.β晶含量冲击强度(kj/m2)热变形温度(℃)0.9220.1105.4
25.实施例2
26.聚丙烯β晶型复配成核剂：n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙、等规聚丙烯复合而成，质量比为1:0.3:2:20；将n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙混合均匀后与等规聚丙烯挤出成母粒。
27.制备聚丙烯：将上述聚丙烯β晶型复配成核剂按照聚丙烯质量的0.1％添加到聚丙烯中，混合，挤出造粒，注塑成型得到，其中注塑时，控制熔体温度200℃，注射速率50mm
·
s-1
，注射压力及保压压力42mpa，保压时间30s。
28.表2实施例2实验数据
29.β晶含量冲击强度(kj/m2)热变形温度(℃)0.9018.4102.7
30.实施例3
31.聚丙烯β晶型复配成核剂：n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬
脂酸钙、等规聚丙烯复合而成，质量比为1:0.5:4:30；将n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙混合均匀后与等规聚丙烯挤出成母粒。
32.制备聚丙烯：将上述聚丙烯β晶型复配成核剂按照聚丙烯质量的0.1％添加到聚丙烯中，混合，挤出造粒，注塑成型得到，其中注塑时，控制熔体温度210℃，注射速率45mm
·
s-1
，注射压力及保压压力42mpa，保压时间31s。
33.表3实施例3实验数据
34.β晶含量冲击强度(kj/m2)热变形温度(℃)0.8917.5101.1
35.实施例4
36.聚丙烯β晶型复配成核剂：n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙、等规聚丙烯复合而成，质量比为1:0.6:3:25；将n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙混合均匀后与等规聚丙烯挤出成母粒。
37.制备聚丙烯：将上述聚丙烯β晶型复配成核剂按照聚丙烯质量的0.1％添加到聚丙烯中，混合，挤出造粒，注塑成型得到，其中注塑时，控制熔体温度210℃，注射速率45mm
·
s-1
，注射压力及保压压力42mpa，保压时间32s。
38.表4实施例4实验数据
39.β晶含量冲击强度(kj/m2)热变形温度(℃)0.8417.199.2
40.实施例5
41.聚丙烯β晶型复配成核剂：n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙、等规聚丙烯复合而成，质量比为1:0.8:3:25；将n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙混合均匀后与等规聚丙烯挤出成母粒。
42.制备聚丙烯：将上述聚丙烯β晶型复配成核剂按照聚丙烯质量的0.1％添加到聚丙烯中，混合，挤出造粒，注塑成型得到，其中注塑时，控制熔体温度210℃，注射速率45mm
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s-1
，注射压力及保压压力42mpa，保压时间32s。
43.表5实施例5实验数据
44.β晶含量冲击强度(kj/m2)热变形温度(℃)0.8217.089.5
45.实施例6
46.聚丙烯β晶型复配成核剂：n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙、等规聚丙烯复合而成，质量比为1:0.4:3:25；将n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙混合均匀后与等规聚丙烯挤出成母粒。
47.制备聚丙烯：将上述聚丙烯β晶型复配成核剂按照聚丙烯质量的0.1％添加到聚丙烯中，混合，挤出造粒，注塑成型得到，其中注塑时，控制熔体温度210℃，注射速率45mm
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s-1
，注射压力及保压压力42mpa，保压时间25s。
48.表6实施例6实验数据
49.β晶含量冲击强度(kj/m2)热变形温度(℃)0.8316.798.3
50.实施例7
51.聚丙烯β晶型复配成核剂：n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙、等规聚丙烯复合而成，质量比为1:0.4:3:25；将n’n-二环己基对苯二甲酰胺、聚乙烯环苯二甲酸盐、硬脂酸钙混合均匀后与等规聚丙烯挤出成母粒。
52.制备聚丙烯：将上述聚丙烯β晶型复配成核剂按照聚丙烯质量的0.1％添加到聚丙烯中，混合，挤出造粒，注塑成型得到，其中注塑时，控制熔体温度210℃，注射速率45mm
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s-1
，注射压力及保压压力42mpa，保压时间37s。
53.表7实施例7实验数据
54.β晶含量冲击强度(kj/m2)热变形温度(℃)0.8816.698.0
55.对比例1
56.将实施例1中的聚乙烯环苯二甲酸盐替换为等量的n’n-二环己基对苯二甲酰胺。
57.表8对比例1实验数据
58.β晶含量冲击强度(kj/m2)热变形温度(℃)0.8016.287.1
59.采用实施例1中制备得到的聚丙烯β晶型复配成核剂验证不同添加量的成核剂对β晶含量的影响，结果如表9所示。
60.表9不同添加量对聚丙烯冲击强度的影响
61.添加量/％0.050.10.20.3β晶含量0.850.920.930.89
62.本发明制备得到的成核剂，当添加量＜0.1％时，由于β晶核少或者晶核结构不完善，导致β晶含量少，当添加量大于0.2％时，β晶的含量相比于0.2％时不再升高甚至有所降低，这是由于添加量过高时，会导致结晶速度过快，可能会使得晶核结构出现缺陷。因此本发明中的成核剂添加量只有在0.1％-0.2％时，效果最佳。
63.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。