一种成核剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种成核剂，为式I结构的化合物，式I中n为2～18的整数；本发明专利技术还公开该成核剂的制备方法，其制备过程可控性好，成核剂制备产率高。本发明专利技术还公开了一种由100份聚乳酸、0.1～5份成核剂和0.5～10份助剂组成的快速结晶聚乳酸塑料，该塑料具有较好的结晶度、较快的结晶速率。本发明专利技术还公开了该快速结晶聚乳酸塑料的制备方法，不需要采用二次退火成型，可以直接注射成型，该制备方法操作简单，可操作性强，生产成本低，易于工业化生产。式I

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及塑料材料领域，特别涉及一种聚乳酸快速结晶成核剂及其制备方法和应用。
技术介绍
聚乳酸(PLA)是一类以可再生生物资源为原料，经过化学合成方法制备，广泛应用的生物基高分子可降解材料。PLA具有机械性能好、无毒、相对密度低、常温下容易加工成型、可全部生物降解、价格相对低廉等优良特性，现已成为生物基塑料中增长速度最快、产量最大、新产品开发最为活跃的品种；可以广泛用于化工、轻工、汽车制造、家电、包装材料等，并且还在不断拓展新的应用领域。但与常规聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等通用塑料相比，普通的聚乳酸塑料存在着耐热性差、结晶速度较慢、成型加工周期长、成型收缩率较大的缺点，这使其应用范围在一定程度上受到了限制，尤其是在包装、日用品和工程材料等领域的应用受到了很大的限制。针对聚乳酸塑料的这些缺点，可以通过添加结晶成核剂提高结晶速度以及结晶度的办法进行克服，结晶度提高的同时，聚乳酸的耐热性能也能得到明显提高，目前在这方面国内外已经开展了广泛地研究。然而，目前常用的结晶成核剂主要来源于一些有机或无机盐类化合物，该类成核剂主要是针对聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等高分子材料。虽然它们对聚乳酸的结晶速度有一定的提高，但是在提高聚乳酸制件的耐热性和降低成型周期方面不理想。因此，我们需要寻找针对聚乳酸的新型成核剂。最近，有报道利用双酰胺化合物与聚乳酸分子间形成的相互作用来提高聚乳酸结晶成核能力，从而获得一种结晶速率快，生产成本低的改性聚乳酸，但是此类化合物是以烷基、羟基、硝基、氨基、烷氧基等取代基中的一种或者两种为端基，与聚乳酸基体相容性较差，导致实际添加量减少，晶核形成不充分，提升结晶成核能力不明显，仍然存在着技术缺陷。松香无毒、无味，主要由含有庞大氢菲环结构的各种松香酸异构体组成，是一种重要的天然可再生资源。在石油资源日益枯竭和环境污染日趋严重的今天，它已经被作为一些石油基原料的替代品广泛应用于高分子材料的研究和开发之中。在专利技术人多年的松香改性研究过程中发现，松香和PLA的混合物可以制备得到完全透明的塑料薄膜，松香和PLA 二者有着极好的相容性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种与聚乳酸的相容性良好的成核剂，能够避免普通结晶成核剂与聚乳酸基体相容性差而导致的材料力学性能下降等缺陷，且能明显提高塑料的结晶速率、 结晶度。本专利技术还提供了一种成核剂的制备方法，其制备过程可控性好，产率高。本专利技术还提供了一种快速结晶聚乳酸塑料，该塑料具有较好的结晶度、较快的结晶速率。本专利技术还提供了一种快速结晶聚乳酸塑料的制备方法，该方法操作简单，易于控制，可以直接注射成型达到快速结晶的目的。一种成核剂，为式I结构的化合物权利要求1.-种成核剂，其特征在于，所述的成核剂为式I结构的化合物2.根据权利要求1所述的成核剂的制备方法，包括以下步骤1)将松香酸和乙醇进行酯化反应得到松香酸乙酯，再把松香酸乙酯与水合胼进行胼解反应得到松香基甲酰胼；2)将烷基二酸与氯化亚砜在二甲基甲酰胺催化下回流反应制备得到相应的烷基二酰 ~■氯；所述的烷基二酸为HOOC-(CH2)n-COOH,其中，η为2 18的整数；3)将步骤1)中的松香基甲酰胼与步骤2)中的烷基二酰二氯进行反应得到式I结构的成核剂。3.根据权利要求2所述的成核剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的酯化反应的条件为在150 200°C回流反应4 他；所述的胼解反应的条件为在90 120°C回流反应1 池。4.根据权利要求2所述的成核剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的回流反应的条件为在60 90°C回流反应1 池。5.根据权利要求2所述的成核剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述的反应的条件为在70 100°C回流反应1 汕。6.根据权利要求1所述的成核剂在制备聚乳酸塑料中的应用。7.一种快速结晶聚乳酸塑料，其特征在于，由以下重量份的原料组成聚乳酸 100份；成核剂 0. 1 5份；助剂 0. 5 10份；所述的成核剂为式I结构的化合物8.根据权利要求7所述的快速结晶聚乳酸塑料，其特征在于，所述的助剂是抗氧剂、润滑剂中的一种或两种。9.根据权利要求7或8所述的快速结晶聚乳酸塑料的制备方法，包括以下步骤 取聚乳酸、成核剂和助剂共混，然后注射成型，得到快速结晶聚乳酸塑料。10.根据权利要求9所述的快速结晶聚乳酸塑料的制备方法，其特征在于，所述的共混的方法为熔融共混挤出造粒或者高温熔融共混；所述的共混的温度为190°C 220°C。全文摘要本专利技术公开了一种成核剂，为式I结构的化合物，式I中n为2～18的整数；本专利技术还公开该成核剂的制备方法，其制备过程可控性好，成核剂制备产率高。本专利技术还公开了一种由100份聚乳酸、0.1～5份成核剂和0.5～10份助剂组成的快速结晶聚乳酸塑料，该塑料具有较好的结晶度、较快的结晶速率。本专利技术还公开了该快速结晶聚乳酸塑料的制备方法，不需要采用二次退火成型，可以直接注射成型，该制备方法操作简单，可操作性强，生产成本低，易于工业化生产。式I文档编号C07C243/36GK102190813SQ20111007519公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月28日 优先权日2011年3月28日专利技术者汤兆宾 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种成核剂，其特征在于，所述的成核剂为式Ｉ结构的化合物：式Ｉ　　　　，式Ｉ中ｎ为２～１８的整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤兆宾，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：97