【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于成核劑，具體涉及一種聚丙烯成核劑及其制備方法和應用。
技術介紹
1、聚丙烯(pp)作為一種半結晶的聚合物，無定型部分的分子呈雜亂分布狀態(tài)，結晶部分的分子呈螺旋形規(guī)則排列狀態(tài)。pp的結晶過程包括晶核形成、晶粒生長兩個階段。晶核形成分為均相成核和異相成核。均相成核由熔體中的高分子鏈段熱運動形成有序排列的鏈束，進一步形成晶核，這種方式使pp制品的加工應用性能較差；當pp熔體中存在“固相雜質”或未被破壞的pp晶核，pp分子鏈在“雜質”表面吸附有序排列形成晶核的方式稱為異相成核，雜質的存在對pp的結晶過程有很大影響，將結晶過程中起成核作用并促進結晶的物質稱為成核劑。
2、當pp熔體在略低于熔點的溫度下均相成核結晶時，當冷卻速率較慢時，晶粒生長速率大于晶核形成速率，容易獲得少量但顆粒較大的球晶，結晶度高；當冷卻速率較快時，晶核形成速率大，容易生成細小的球晶，且結晶度較低，pp制品的力學性能較差。而成核劑的引入，加速了晶核的形成，對晶粒生長速率沒有影響，這使pp在較高的溫度也可以獲得更為細小的晶粒，晶粒密度更高，完全與均相成核所觀察的現象相反，因此，成核劑能夠加速pp結晶，使pp結晶溫度升高約20℃，結晶速率更快，并提高其整體的結晶度。通過改善結晶行為和晶型，促進pp形成規(guī)整的結晶，提高了制品的結晶度和結晶溫度，減少加工生產周期，同時提高了材料的性能(如透明性、表面光澤度、負荷變形溫度以及抗沖擊性能等)，是pp結晶改性的基礎，目前，成核劑已廣泛應用于pp的生產加工過程中。
3、按照化學結構的不同，可以將p
4、但是，采用現有的β成核劑制得的聚丙烯普遍存在霧度較高，沖擊強度較低的問題，不能滿足低溫透明的食品包裝等領域的應用。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的問題及需改進的方向，本專利技術提供了一種聚丙烯成核劑，以解決現有的聚丙烯成核劑制得的聚丙烯存在霧度高、抗沖擊強度有待提高等問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種聚丙烯成核劑，具有式i所示的結構：
4、
5、其中，r1選自未取代或取代的c6-c20的亞芳基、或其中，*為與氧原子連接處，為與氮原子連接處；
6、r2選自c1-c20的直鏈或支鏈的亞烷基、c6-c20的亞環(huán)烷基、或c6-c20的亞芳基。
7、上述r1的限定中，取代的c6-c20的亞芳基意為c6-c20的亞芳基中至少有一個h被c1-c6直鏈或支鏈的烷基取代，如甲基、乙基、丙基、異丙基、叔丁基、異戊基等等。
8、可選的，本專利技術提供的聚丙烯成核劑中，r1選自
9、其中，*為與氧原子連接處，為與氮原子連接處)。
10、可選的，本專利技術提供的聚丙烯成核劑中，r2選自亞甲基、亞乙基、亞丙基(-ch2ch2ch2-)、中的任一種，其中，為與羰基(c＝o)連接處。
11、本專利技術還提供了一種聚丙烯成核劑的制備方法，包括如下步驟：
12、
13、步驟1：式ii所示醇胺類化合物與式iii所示的二羧酸在縮合劑作用下進行酰胺化反應，得式ⅳ所示化合物；
14、步驟2：式ⅳ所示化合物與溴乙酸乙酯經取代反應，得式ⅴ所示化合物；
15、步驟3：式ⅴ所示化合物與二乙醇胺經胺酯交換反應，得式i所示的聚丙烯成核劑；
16、其中，r1、r2的定義如上所述。
17、可選的，本專利技術提供的聚丙烯成核劑的制備方法中，所述酰胺化反應采用的縮合劑為1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺(edc)及1-羥基苯并三氮唑(hobt)；優(yōu)選的，式ii所示醇胺類化合物、式iii所示的二羧酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺與1-羥基苯并三氮唑的摩爾比為(2.2-3):1:(2.5-3.5)：(1.1-1.3)。
18、可選的，本專利技術提供的聚丙烯成核劑的制備方法中，所述取代反應在堿性催化劑作用下進行，優(yōu)選的，所述堿性催化劑選自碳酸鉀或碳酸鈉；更優(yōu)選的，式ⅳ所示化合物、所述溴乙酸乙酯與所述堿性催化劑的摩爾比為1:(2-4):(3-4)。
19、可選的，本專利技術提供的聚丙烯成核劑的制備方法中，在堿存在下，式ⅴ所示化合物與二乙醇胺進行胺酯交換反應；優(yōu)選的，所述堿選自碳酸鉀或碳酸鈉；更優(yōu)選的，式ⅴ所示化合物、所述二乙醇胺與所述堿性物質的摩爾比為1:(2-4)：(3-4)。
20、本專利技術還提供了一種聚丙烯組合物，包括聚丙烯和成核劑，所述成核劑選自上述的聚丙烯成核劑或上述的聚丙烯成核劑的制備方法制得的聚丙烯成核劑；優(yōu)選的，所述聚丙烯成核劑與所述聚丙烯的質量比為(2-5)：100。
21、可選的，本專利技術提供的聚丙烯組合物中，所述聚丙烯組合物還包括抗氧劑和除酸劑；其中，抗氧劑與除酸劑的用量不做限定，采用業(yè)內常規(guī)的根據實際情況調整即可，本專利技術推薦的所述抗氧劑與所述聚丙烯的質量比為(0.05-0.2)：100；所述除酸劑與所述聚丙烯的質量比為(0.2-0.7)：100。
22、可選的，本專利技術提供的聚丙烯組合物中，所述除氧劑和所述除酸劑采用業(yè)內常規(guī)的即可，如所述抗氧劑可選自受阻酚類、亞磷酸酯類和硫酸酯類抗氧劑等中的至少一種；本專利技術推薦的所述抗氧劑選自1010和/或168；
23、所述除酸劑選自水滑石、硬脂酸鈣和氯化鋅中的至少一種。...
【技術保護點】
1.一種聚丙烯成核劑，其特征在于，具有式I所示的結構：
2.如權利要求1所述的聚丙烯成核劑，其特征在于，R1選自
3.如權利要求1所述的聚丙烯成核劑，其特征在于，R2選自亞甲基、亞乙基、亞丙基、中的任一種。
4.一種聚丙烯成核劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
5.如權利要求4所述的聚丙烯成核劑的制備方法，其特征在于，所述縮合劑為1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺及1-羥基苯并三氮唑；優(yōu)選的，式II所示醇胺類化合物、式III所示的二羧酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺與1-羥基苯并三氮唑的摩爾比為(2.2-3):1:(2.5-3.5)：(1.1-1.3)。
6.如權利要求4所述的聚丙烯成核劑的制備方法，其特征在于，所述取代反應在堿性催化劑作用下進行，優(yōu)選的，所述堿性催化劑選自碳酸鉀或碳酸鈉；更優(yōu)選的，式Ⅳ所示化合物、所述溴乙酸乙酯與所述堿性催化劑的摩爾比為1:(2-4):(3-4)。
7.如權利要求4所述的聚丙烯成核劑的制備方法，其特征在于，在堿存在下，式Ⅴ所示化合物與二乙醇胺進行胺
8.一種聚丙烯組合物，其特征在于，包括聚丙烯和成核劑，所述成核劑選自權利要求1-3任一項所述的聚丙烯成核劑或權利要求4-7任一項所述的聚丙烯成核劑的制備方法制得的聚丙烯成核劑；優(yōu)選的，所述聚丙烯成核劑與所述聚丙烯的質量比為(2-5)：100。
9.如權利要求8所述的聚丙烯組合物，其特征在于，所述聚丙烯組合物還包括抗氧劑和除酸劑；優(yōu)選的，所述抗氧劑與所述聚丙烯的質量比為(0.05-0.2)：100；所述除酸劑與所述聚丙烯的質量比為(0.2-0.7)：100。
10.如權利要求9所述的聚丙烯組合物，其特征在于，所述抗氧劑選自受阻酚類、亞磷酸酯類和硫酸酯類抗氧劑中的至少一種；優(yōu)選的，所述抗氧劑選自1010和/或168；
11.如權利要求8所述的聚丙烯組合物，其特征在于，所述聚丙烯選自均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯；優(yōu)選的，所述共聚聚丙烯為端烯烴/環(huán)烯烴與丙烯的無規(guī)共聚物或嵌段共聚物，所述端烯烴/環(huán)烯烴選自乙烯、C4-C8的α-烯烴、乙烯基環(huán)己烷、乙烯基環(huán)己烯和降冰片烯中的至少一種；更優(yōu)選的，所述聚丙烯選自均聚聚丙烯、丙烯與乙烯的無規(guī)共聚物、和丙烯與乙烯的嵌段共聚物中的至少一種。
...【技術特征摘要】
1.一種聚丙烯成核劑，其特征在于，具有式i所示的結構：
2.如權利要求1所述的聚丙烯成核劑，其特征在于，r1選自
3.如權利要求1所述的聚丙烯成核劑，其特征在于，r2選自亞甲基、亞乙基、亞丙基、中的任一種。
4.一種聚丙烯成核劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
5.如權利要求4所述的聚丙烯成核劑的制備方法，其特征在于，所述縮合劑為1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺及1-羥基苯并三氮唑；優(yōu)選的，式ii所示醇胺類化合物、式iii所示的二羧酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺與1-羥基苯并三氮唑的摩爾比為(2.2-3):1:(2.5-3.5)：(1.1-1.3)。
6.如權利要求4所述的聚丙烯成核劑的制備方法，其特征在于，所述取代反應在堿性催化劑作用下進行，優(yōu)選的，所述堿性催化劑選自碳酸鉀或碳酸鈉；更優(yōu)選的，式ⅳ所示化合物、所述溴乙酸乙酯與所述堿性催化劑的摩爾比為1:(2-4):(3-4)。
7.如權利要求4所述的聚丙烯成核劑的制備方法，其特征在于，在堿存在下，式ⅴ所示化合物與二乙醇胺進行胺酯交換反應；優(yōu)選的，所述堿選自碳酸鉀或碳酸鈉；更優(yōu)選的，式ⅴ所示化合物、所述二乙醇胺...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：康文倩，張紅星，王雄，高艷，于國濱，王福善，任悅，李廣全，黃安平，樊潔，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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