本申請(qǐng)涉及聚丙烯改性領(lǐng)域，具體涉及一種成核劑組合物及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、聚丙烯作為產(chǎn)耗量最大的五大通用塑料之一，具有無(wú)毒無(wú)害、成本低廉、易于加工等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于汽車(chē)部件、電子電器、建筑材料、醫(yī)療器械、管材包裝等領(lǐng)域。盡管如此，聚丙烯屬于半結(jié)晶樹(shù)脂，結(jié)晶速度慢、球晶尺寸大、剛性低等缺點(diǎn)也極大的限制了其應(yīng)用。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，大多采用添加成核劑可以有效的縮短聚丙烯成型周期，細(xì)化聚丙烯晶粒以及增加結(jié)晶度，從而改善聚丙烯的彎曲模量。市面上常見(jiàn)的增剛型成核劑有有機(jī)磷酸鈉鹽、有機(jī)磷酸鋁鹽等，它們都能有效改善聚丙烯的彎曲模量。但是，在添加這些成核劑時(shí)，由于過(guò)多的有機(jī)磷酸鈉鹽、有機(jī)磷酸鋁鹽會(huì)出現(xiàn)團(tuán)聚，反而降低聚丙烯的彎曲模量。因此，添加了增剛型成核劑的聚丙烯，其彎曲模量仍然增長(zhǎng)有限，難以滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決添加增剛型成核劑后，聚丙烯的彎曲模量增長(zhǎng)有限的問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N成核劑組合物，通過(guò)硬脂酸鋰穿插于三聚磷酸鋁分子間，抑制其團(tuán)聚并促進(jìn)解離，提高有效成核點(diǎn)密度；再通過(guò)聚硼硅氧烷與三聚磷酸鋁形成“無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)”，提供更多異相成核位點(diǎn)；或者硼酸鋁與三聚磷酸鋁配位連接，強(qiáng)化成核位點(diǎn)的穩(wěn)定性；通過(guò)三者間的相互配合，更好地升高聚丙烯的彎曲模量和降低聚丙烯的霧度。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N成核劑組合物，采用如下的技術(shù)方案：
3、一種成核劑組合物，包括以下重量份的組分：三聚磷酸鋁10份，硬脂酸鋰25-35份，助劑10-20份；所述助劑包括硼酸鋁和聚硼硅氧烷中的至少一種。
4、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，三聚磷酸鋁，由于鋁離子電荷密度高，單獨(dú)加入到聚丙烯中，容易在聚丙烯熔體中發(fā)生團(tuán)聚。而硬脂酸鋰的鋰離子電荷密度低，可穿插于三聚磷酸鋁分子間，抑制其團(tuán)聚并促進(jìn)解離，提高有效成核點(diǎn)密度。另外，三聚磷酸鋁能在聚丙烯熔體中提供剛性骨架，硬脂酸鋰吸附在聚丙烯上形成“預(yù)有序結(jié)構(gòu)”，協(xié)同加速異相成核，球晶尺寸下降。
5、硼酸鋁可通過(guò)其鋁氧鍵與三聚磷酸鋁中的鋁離子形成配位連接，強(qiáng)化成核位點(diǎn)的穩(wěn)定性，并促進(jìn)硬脂酸鋰在聚丙烯中的均勻分散。而聚硼硅氧烷表面的硼元素可與三聚磷酸鋁的磷酸基團(tuán)鍵合，形成“無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)”，提供更多異相成核位點(diǎn)。
6、本申請(qǐng)?jiān)谌哿姿徜X和硬脂酸鋰復(fù)配的基礎(chǔ)上，加入硼酸鋁或聚硼硅氧烷，聚丙烯的結(jié)晶溫度升高，結(jié)晶密度增加，提升材料的彎曲模量。特別是聚硼硅氧烷與三聚磷酸鋁鍵合形成“無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)”，能夠進(jìn)一步提高彎曲模量。聚丙烯中加入上述成核劑組合物后，晶粒尺寸減小，減少光散射，從而降低霧度。
7、優(yōu)選的，所述助劑為聚硼硅氧烷。
8、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，相比于硼酸鋁，聚硼硅氧烷的硅氧骨架通過(guò)氫鍵與聚丙烯鏈相互作用，減少相分離，抑制團(tuán)聚。并且聚硼硅氧烷的硅氧基團(tuán)折射率與聚丙烯接近，減少界面光折射差異，進(jìn)一步降低霧度。因此，加入聚硼硅氧烷的效果優(yōu)于硼酸鋁。
9、優(yōu)選的，所述助劑為硼酸鋁和聚硼硅氧烷的混合物。
10、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，硼酸鋁可通過(guò)其鋁氧鍵與三聚磷酸鋁中的鋁離子形成配位連接，強(qiáng)化成核位點(diǎn)的穩(wěn)定性，并促進(jìn)硬脂酸鋰在聚丙烯中的均勻分散。而聚硼硅氧烷表面的硼元素可與三聚磷酸鋁的磷酸基團(tuán)鍵合，形成“無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)”，提供更多異相成核位點(diǎn)。兩者同時(shí)加入成核劑組合物中，能夠更好地與三聚磷酸鋁鍵合，提供更多更穩(wěn)定的異相成核位點(diǎn)，從而更好地升高聚丙烯的彎曲模量和降低聚丙烯的霧度。
11、優(yōu)選的，所述混合物中聚硼硅氧烷和硼酸鋁的質(zhì)量比為1:0.3-0.5。
12、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，當(dāng)硼酸鋁的占比過(guò)低時(shí)，成核位點(diǎn)的穩(wěn)定性提升效果不佳，導(dǎo)致聚丙烯的性能提升不明顯；當(dāng)硼酸鋁的占比過(guò)高時(shí)，聚硼硅氧烷與三聚磷酸鋁提供異相成核位點(diǎn)的數(shù)量就不足，同樣導(dǎo)致聚丙烯的性能提升不明顯；為此申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)大量研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后最終確定，本申請(qǐng)的混合物中聚硼硅氧烷和硼酸鋁的質(zhì)量比以上述為宜。
13、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N成核劑組合物的應(yīng)用，采用如下的技術(shù)方案：
14、一種成核劑組合物的應(yīng)用，用于聚丙烯改性方面，包括以下步驟：
15、將聚丙烯、三聚磷酸鋁、硬脂酸鋰和助劑進(jìn)行混煉，收獲混合料，隨后進(jìn)行擠出，即得改性聚丙烯。
16、優(yōu)選的，所述成核劑組合物的應(yīng)用，包括以下步驟：將聚丙烯和助劑先進(jìn)行混煉，然后再加入三聚磷酸鋁和硬脂酸鋰進(jìn)行混煉，收獲混合料，隨后進(jìn)行擠出，即得改性聚丙烯。
17、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，先將聚丙烯和助劑進(jìn)行混煉，有助于助劑在聚丙烯中預(yù)分散，然后加入三聚磷酸鋁和硬脂酸鋰，助劑能夠更好地和三聚磷酸鋁結(jié)合，從而有助于硬脂酸鋰穿插于三聚磷酸鋁分子間，抑制其團(tuán)聚并促進(jìn)解離，提高有效成核點(diǎn)密度，使得改性聚丙烯具有更高的彎曲模量和更低的霧度。
18、優(yōu)選的，所述成核劑組合物的應(yīng)用，包括以下步驟：將聚丙烯、助劑和聚乙烯蠟先進(jìn)行混煉，然后再加入三聚磷酸鋁和硬脂酸鋰進(jìn)行混煉，收獲混合料，隨后進(jìn)行擠出，即得改性聚丙烯。
19、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，將聚丙烯、助劑和聚乙烯蠟先進(jìn)行混煉，聚乙烯蠟是很好的分散劑，有助于助劑進(jìn)一步分散在聚丙烯中，從而使得改性聚丙烯具有更高的彎曲模量和更低的霧度。
20、綜上所述，本申請(qǐng)具有以下有益效果：
21、由于本申請(qǐng)?jiān)谌哿姿徜X和硬脂酸鋰復(fù)配的基礎(chǔ)上，加入硼酸鋁或聚硼硅氧烷，聚丙烯的結(jié)晶溫度升高，結(jié)晶密度增加，提升材料的彎曲模量；特別是聚硼硅氧烷與三聚磷酸鋁鍵合形成“無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化網(wǎng)絡(luò)”，能夠進(jìn)一步提高彎曲模量；聚丙烯中加入上述成核劑組合物后，晶粒尺寸減小，減少光散射，從而降低霧度；
22、本申請(qǐng)的助劑采用聚硼硅氧烷和硼酸鋁的混合物更好，原因在于硼酸鋁能夠強(qiáng)化成核位點(diǎn)的穩(wěn)定性，并促進(jìn)硬脂酸鋰在聚丙烯中的均勻分散，聚硼硅氧烷能夠提供更多異相成核位點(diǎn)，兩者相互配合，能夠更好地升高聚丙烯的彎曲模量和降低聚丙烯的霧度。
1.一種成核劑組合物，其特征在于，包括以下重量份的組分：三聚磷酸鋁10份，硬脂酸鋰25-35份，助劑10-20份；所述助劑包括硼酸鋁和聚硼硅氧烷中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成核劑組合物，其特征在于：所述助劑為聚硼硅氧烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成核劑組合物，其特征在于：所述助劑為硼酸鋁和聚硼硅氧烷的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成核劑組合物，其特征在于：所述混合物中聚硼硅氧烷和硼酸鋁的質(zhì)量比為1:0.3-0.5。
5.一種如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)中所述成核劑組合物的應(yīng)用，其特征在于：在聚丙烯改性方面進(jìn)行應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的成核劑組合物的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟：將聚丙烯、三聚磷酸鋁、硬脂酸鋰和助劑進(jìn)行混煉，收獲混合料，隨后進(jìn)行擠出，即得改性聚丙烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成核劑組合物的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟：將聚丙烯和助劑先進(jìn)行混煉，然后再加入三聚磷酸鋁和硬脂酸鋰進(jìn)行混煉，收獲混合料，隨后進(jìn)行擠出，即得改性聚丙烯。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成核劑組合物的應(yīng)用，其特征在于，包括以下步驟：將聚丙烯、助劑和聚乙烯蠟先進(jìn)行混煉，然后再加入三聚磷酸鋁和硬脂酸鋰進(jìn)行混煉，收獲混合料，隨后進(jìn)行擠出，即得改性聚丙烯。