一种苯甲酸钠复合粉末及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种苯甲酸钠复合粉末及制备方法和应用。复合粉末包括：成核剂、油和表面活性剂；成核剂为苯甲酸钠成核剂或苯甲酸钠与凹凸棒土的复合成核剂，苯甲酸钠的含量为7～22wt％；油的含量为9～16wt%；表面活性剂的含量为45～77wt%。方法包括：油，水，醇，表面活性剂，苯甲酸钠在高温下混合制成透明液态混合物，加入或不加入无机粒子，迅速冷却，制成固态混合物。本发明专利技术的苯甲酸钠复合粉末加入到聚丙烯树脂中，可以显著提高聚丙烯的力学性能，具有用量少，制备工艺简单、改善力学性能明显等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚丙烯成核剂领域，更进一步说，涉及一种苯甲酸钠复合粉末及其制备方法和应用。
技术介绍
聚丙烯是一种热塑性塑料，由于它具有低廉的价格和优异的综合性能，所以得到越来越广泛的应用，因此它的生产需求与日俱增。为了满足不同应用领域的诸多要求，人们不断研究出各种方法对聚丙烯的性能进行改进。其中通过添加成核剂，提高聚丙烯制品的力学性能是实现聚丙烯高性能化的一种简单易行，且行之有效的改性方法，见文献《成核剂对聚丙烯力学性能的影响》，现代塑料加工应用。2005,17（1）：55-57。苯甲酸钠（Sodium benzoate）又称安息香酸钠，分子式为C6H5CO2Na,是苯甲酸的钠盐,由碳酸氢钠溶液中和苯甲酸，再经过滤、蒸发和结晶而制得，可用作酸性防腐剂，也可作为聚合物树脂的成核剂使用。苯甲酸钠作为分散型成核剂，可以提高聚丙烯的结晶温度，缩短结晶时间；苯甲酸钠成核剂与其他成核剂相比，具有合成工艺简单、成本低、无毒、等优点。文献《苯甲酸钠作为热塑性材料成核剂研究及应用进展》科技导报，2009，27（16）110-115列举了一些苯甲酸钠作为成核剂的研究实例。苯甲酸钠在聚丙烯中作为成核剂使用可以明显地细化球晶，同时使得结晶均匀化、规整化，参见《现代塑料加工应用》，2005，17（1）：55-57。中国专利CN101845171介绍了一种含有苯甲酸钠的复合成核剂的组成部分使聚丙烯的冲击强度可提高50%。美国专利US19930034794、US19950477023欧洲专利EP19940870025等介绍了使用苯甲酸钠作为成核剂来提高聚丙烯薄膜的延展性的方法。但作为一种分散型成核剂，苯甲酸钠在聚丙烯中的成核效果与其分散颗粒的大小和均匀程度，密切相关，目前还未有一种将分散型成核剂直接在树脂基体中分散到很微小尺度的理想方法。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的成核剂在基体树脂中分散不均的问题，本专利技术提供了一种苯甲酸钠复合粉末及其制备方法和应用。专利技术借助常温下为固态的复合粉末体系可以使成核剂在基体树脂中更好地分散，以达到提高力学性能的目的。本专利技术的目的之一是提供一种苯甲酸钠复合粉末。成核剂、油和表面活性剂；所述成核剂为苯甲酸钠成核剂或苯甲酸钠与凹凸棒土的复合成核剂；复合成核剂中苯甲酸钠与凹凸棒土的重量比是95:5~5:95，优选75:25~25:75；所述表面活性剂为失水山梨醇酐单棕榈酸酯或山梨醇酐单硬脂酸酯；所述油为与水不互溶的液体；苯甲酸钠的含量为7～22wt%；油的含量为9～16wt%；表面活性剂的含量为45～77wt%。本专利技术的目的之二是提供一种苯甲酸钠复合粉末的制备方法。包括：油，水，醇，表面活性剂，苯甲酸钠在高温下混合制成透明液态混合物，加入或不加入无机粒子，然后迅速冷却，制成固态混合物。透明液态混合物中，油的用量范围是5～8wt%；水的用量范围是28～43wt%；醇的用量范围是17～32wt%；表面活性剂的用量范围是28～38wt%；苯甲酸钠的用量范围是3～12wt%。具体包括以下步骤：（1）表面活性剂加热至熔融；（2）依次加入苯甲酸钠水溶液、油、醇；混合，得到透明液态混合物；（3）加入或不加入无机粒子后迅速冷却至0℃以下，得到固态混合物；（4）干燥；更具体地，1、将常温下为固态的表面活性剂在磁力搅拌器搅拌下水浴加热至70℃至熔融；2、将苯甲酸钠水溶液加入到熔融状态下的表面活性剂中；3、加入油相；4、加入作为助表面活性剂的醇。5、将步骤4所得到的透明混合物迅速冷却至0℃以下，得到固体混合物；6、将步骤5所述混合物放入真空干燥箱中常温下保压干燥，去除其中的大部分水分和正丙醇后得到分散于固体表面活性剂中的复合苯甲酸钠粉末成核剂。7、或者将步骤4所得的透明混合物中加入无机粒子，并将混合物迅速冷却至0℃下，得到固态混合物。8、将步骤7所述混合物放入真空干燥箱中常温下保压干燥，去除其中的大部分水分和正丙醇后得到分散于固体表面活性剂和无机粒子中的复合苯甲酸钠粉末成核剂。本专利技术的原理是将油，水，醇，表面活性剂，以及水溶性成核剂在高温下混合制成透明液态混合物，然后迅速冷却，制成固态混合物。由于所述表面活性剂为常温下为固态的斯盘系列表面活性剂，将其升温后，制备成微乳液，微乳液是由表面活性剂、助表面活性剂、水、油共混组成的均相的溶液。因为微乳液是自发形成的，体系的自由能变化必为负值，并且形成的微乳液的质点大小也应使体系的总自由能保持最小。微乳液使成核剂均匀分散，微乳液干燥时，脱去低沸点的水和醇，干燥后的成核剂复合粉末包括成核剂、油、表面活性剂再急速降温，保持了这种微乳液的态，并最后干燥得到成核剂。从而使成核剂保持为分散状态。此方法进行改进，将无机粒子加入到混合物中，制成一种含有无机粒子的固态混合物。本专利技术所述油为与水相不互溶的液体，比如矿物油，植物油等。在实施方案中优选用白矿油。上文所述醇是作为助表面活性剂，它所起到的作用是稳定亲水性表面活性剂与高度疏水油相之间的相互作用，包括，丙醇、丁醇、己醇等，优选正丙醇。本专利技术所述表面活性剂为同时具有亲水与亲油性质的化合物，并且常温下为固态，包括失水山梨醇酐单棕榈酸酯（斯盘40）、山梨醇酐单硬脂酸酯（斯盘60），优选斯盘60。在高温状态下，表面活性剂分子一端与油相接触，另一端则连接水相，从而使互不相容的水相和油相形成油包水结构，并且保持稳定，其中水相中溶有成核剂。本专利技术的目的之三是提供一种苯甲酸钠复合粉末在聚丙烯中的应用。本专利技术所述的复合苯甲酸钠粉末成核剂与聚丙烯基体与以及抗氧剂等其它塑料加工的常规助剂或填料在高速搅拌机中机械混合然后再使用加工设备进行熔融共混加工，所述加工设备为塑料加工领域的通用设备如单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、密炼机等。本专利技术所述的苯甲酸钠复合粉末加入到聚丙烯树脂中，可以显著提高聚丙烯的力学性能，具有用量少，制备工艺简单、改善力学性能明显等优点，是一种理想的聚丙烯树脂力学改性剂。具体实施方式下面结合实施例，进一步说明本专利技术。实施例1将10g表面活性剂斯盘60水浴加热至70℃，斯盘60熔融，然后将10g质量分数为20%的苯甲酸钠水溶液加入到斯盘60中。再依次加入2g白油（埃克森美孚公司生产，15℃下密度0.838kg/L）和8g正丙醇，将所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯甲酸钠复合粉末，其特征在于所述复合粉末包括：成核剂、油和表面活性剂；所述成核剂为苯甲酸钠成核剂或苯甲酸钠与凹凸棒土的复合成核剂，复合成核剂中苯甲酸钠与凹凸棒土的重量比是95:5~5:95；所述表面活性剂为失水山梨醇酐单棕榈酸酯或山梨醇酐单硬脂酸酯；所述油为与水不互溶的液体；苯甲酸钠的含量为7～22wt%；油的含量为9～16wt%；表面活性剂的含量为45～77wt%。

【技术特征摘要】
1.一种苯甲酸钠复合粉末，其特征在于所述复合粉末包括：
成核剂、油和表面活性剂；
所述成核剂为苯甲酸钠成核剂或苯甲酸钠与凹凸棒土的复合成核剂，复合成
核剂中苯甲酸钠与凹凸棒土的重量比是95:5~5:95；
所述表面活性剂为失水山梨醇酐单棕榈酸酯或山梨醇酐单硬脂酸酯；
所述油为与水不互溶的液体；
苯甲酸钠的含量为7～22wt%；
油的含量为9～16wt%；
表面活性剂的含量为45～77wt%。
2.如权利要求1所述的苯甲酸钠复合粉末，其特征在于：
苯甲酸钠与凹凸棒土的重量比是75:25~25:75。
3.如权利要求1或2所述的苯甲酸钠复合粉末，其特征在于：
所述复合粉末是由包括以下步骤的方法制备的：
油，水，醇，表面活性剂，苯甲酸钠在高温下混合制成透明液态混合物，
加入或不加入无机粒子，迅速冷却，制成固态混合物；
透明液态混合物中：
油的用量范围是5～8wt%；
水的用量范围是28～43wt%；
醇的用量范围是17～32wt%；
表面活性剂的用量范围是28～38wt%；
苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘轶群，张德鹏，郭敏，潘国元，张杨，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：