改性碳酸钙及其制作方法与流程

1.本发明涉及碳酸钙制作技术领域，尤其涉及一种改性碳酸钙及其制作方法。


背景技术：

2.碳酸钙是一类重要的功能性无机填料，具有价格低廉、储量丰富、性能稳定、易加工、无毒等优点，能够显著的改善材料的加工性能、物理性能以及降低生产成本等等，广泛应用于塑料、橡胶、涂料、造纸等领域，由于碳酸钙为亲水性化合物，导致在实际应用中存在与高聚物相容性不足，分散性差等缺陷，不能达到满意的填充补强效果，因此需要对碳酸钙进行改性处理，以提高其在涂料中分散性和相容性，以达到改善产品性能的功效。
3.为了提高碳酸钙的补强作用以及在复合材料中的分散性能和改性碳酸钙填充复合材料的物理性能，有必要采用不同的表面改性剂和处理方法对碳酸钙粉末进行表面改性，进而拓宽碳酸钙的应用领域。
4.因此，有必要提供一种新型的改性碳酸钙及其制作方法，以克服上述缺陷。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种新型的改性碳酸钙及其制作方法，其分散均匀，稳定性好，节约成本，易于推广。
6.为了达到上述目的，本发明提供一种改性碳酸钙，包括以下重量份的原料：碳酸钙150-200份、苯甲酸酯46-60份、催化剂0.4-0.6份、引发剂0.2-0.4份、乙酰氨基磺酸钾2-4份、碳酸氢钠2-3份、苯乙烯6-10份、增塑剂0.5-1份、过硫酸钠1-3份、水溶胶氢氧化铝4-6份、相容剂0.3-0.6份、分散剂0.3-0.5份、气相二氧化硅3-5份、有机膨润土2-3份、聚酰亚胺2-3份、碳酸氢铵0.4-1份、高耐磨炭黑2-4份、紫外线吸收剂0.1-0.4份、光稳剂0.2-0.5份、抗老剂0.3-0.8份、稳定剂0.3-0.7份。
7.进一步的，所述改性碳酸钙包括以下重量份的原料：碳酸钙150份、苯甲酸酯46份、催化剂0.4份、引发剂0.2份、乙酰氨基磺酸钾2份、碳酸氢钠2份、苯乙烯6份、增塑剂0.5份、过硫酸钠1份、水溶胶氢氧化铝4份、相容剂0.3份、分散剂0.3份、气相二氧化硅3份、有机膨润土2份、聚酰亚胺2份、碳酸氢铵0.4份、高耐磨炭黑2份、紫外线吸收剂0.1份、光稳剂0.2份、抗老剂0.3份、稳定剂0.3份。
8.进一步的，所述改性碳酸钙包括以下重量份的原料：碳酸钙200份、苯甲酸酯60份、催化剂0.6份、引发剂0.4份、乙酰氨基磺酸钾4份、碳酸氢钠3份、苯乙烯10份、增塑剂1份、过硫酸钠3份、水溶胶氢氧化铝6份、相容剂0.6份、分散剂0.5份、气相二氧化硅5份、有机膨润土3份、聚酰亚胺3份、碳酸氢铵1份、高耐磨炭黑4份、紫外线吸收剂0.4份、光稳剂0.5份、抗老剂0.8份、稳定剂0.7份。
9.本发明提供一种制作所述的改性碳酸钙的方法，包括如下步骤：
10.步骤一、将碳酸钙粉碎，过2000-3000目的筛子，制得碳酸钙粉碎物；
11.步骤二、将碳酸钙粉碎物配成浓度为4％-6％的浆料，向所述浆料中加入苯甲酸
酯、催化剂、引发剂，在温度为70-80℃，转速为450-800r/min下搅拌30-50min，停止搅拌加入乙酰氨基磺酸钾、碳酸氢钠、增塑剂，在氮气气氛下搅拌20-30min后加入苯乙烯，将混合物升温至80c后滴加过硫酸钾水溶液，恒温保持75℃,2-3h后离心，用去离子水冲洗后在烘箱中干燥，后粉碎成300-400目，得物料a；
12.步骤三、将有机膨润土和气相二氧化硅混合均匀后加入3-5倍量的甲醇溶液活化30min，再在研磨机中研磨2-3h至粒径小于5μm，再加入去离子水超声分散均匀，再加入物料a，升高温度至80-100℃，超声回流至甲醇挥发，烘干产物，得物料b；
13.步骤四、将剩余的物料混合，加热至40-60℃时搅拌均匀，再加入物料b在1000-1200转/分的转速下，搅拌10-20min，在82-88℃下干燥至含水量≤3％后自然冷却至室温，研磨成纳米粉状即可。
14.与相关技术相比较，本发明改性碳酸钙表面有机化，使碳酸钙粒子表面具有一定的疏水性，增强了碳酸钙与聚合物的相容性，并且易分散、不易团聚、机械强度高，不易沉降，分散均匀，悬浮稳定性好，且碳酸钙表面耐磨、亲油疏水、灭火等特性，改性碳酸钙与聚合物有较好的相容性，增强了界面作用，本发明改性工艺简单，成本较低，无污染，易于推广，应用前景广阔。
具体实施方式
15.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
16.实施例一，一种改性碳酸钙，包括以下重量份的原料：碳酸钙150-200份、苯甲酸酯46-60份、催化剂0.4-0.6份、引发剂0.2-0.4份、乙酰氨基磺酸钾2-4份、碳酸氢钠2-3份、苯乙烯6-10份、增塑剂0.5-1份、过硫酸钠1-3份、水溶胶氢氧化铝4-6份、相容剂0.3-0.6份、分散剂0.3-0.5份、气相二氧化硅3-5份、有机膨润土2-3份、聚酰亚胺2-3份、碳酸氢铵0.4-1份、高耐磨炭黑2-4份、紫外线吸收剂0.1-0.4份、光稳剂0.2-0.5份、抗老剂0.3-0.8份、稳定剂0.3-0.7份。
17.所述相容剂为改性聚丙烯酸酯、所述催化剂为铂催化剂、所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、所述光稳定剂为光稳定剂770、所述抗老剂为巴斯夫uv-234抗老剂、所述稳定剂为二盐基亚磷酸铅。
18.实施例二，所述改性碳酸钙包括以下重量份的原料：碳酸钙150份、苯甲酸酯46份、催化剂0.4份、引发剂0.2份、乙酰氨基磺酸钾2份、碳酸氢钠2份、苯乙烯6份、增塑剂0.5份、过硫酸钠1份、水溶胶氢氧化铝4份、相容剂0.3份、分散剂0.3份、气相二氧化硅3份、有机膨润土2份、聚酰亚胺2份、碳酸氢铵0.4份、高耐磨炭黑2份、紫外线吸收剂0.1份、光稳剂0.2份、抗老剂0.3份、稳定剂0.3份。
19.所述相容剂为改性聚丙烯酸酯、所述催化剂为铂催化剂、所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、所述光稳定剂为光稳定剂770、所述抗老剂为巴斯夫uv-234抗老剂、所述稳
定剂为二盐基亚磷酸铅。
20.实施例三，所述改性碳酸钙包括以下重量份的原料：碳酸钙200份、苯甲酸酯60份、催化剂0.6份、引发剂0.4份、乙酰氨基磺酸钾4份、碳酸氢钠3份、苯乙烯10份、增塑剂1份、过硫酸钠3份、水溶胶氢氧化铝6份、相容剂0.6份、分散剂0.5份、气相二氧化硅5份、有机膨润土3份、聚酰亚胺3份、碳酸氢铵1份、高耐磨炭黑4份、紫外线吸收剂0.4份、光稳剂0.5份、抗老剂0.8份、稳定剂0.7份。
21.所述相容剂为改性聚丙烯酸酯、所述催化剂为铂催化剂、所述引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、所述光稳定剂为光稳定剂770、所述抗老剂为巴斯夫uv-234抗老剂、所述稳定剂为二盐基亚磷酸铅。
22.本发明提供一种制作所述的改性碳酸钙的方法，包括如下步骤：
23.步骤一、将碳酸钙粉碎，过2000-3000目的筛子，制得碳酸钙粉碎物；
24.步骤二、将碳酸钙粉碎物配成浓度为4％-6％的浆料，向所述浆料中加入苯甲酸酯、催化剂、引发剂，在温度为70-80℃，转速为450-800r/min下搅拌30-50min，停止搅拌加入乙酰氨基磺酸钾、碳酸氢钠、增塑剂，在氮气气氛下搅拌20-30min后加入苯乙烯，将混合物升温至80c后滴加过硫酸钾水溶液，恒温保持75℃,2-3h后离心，用去离子水冲洗后在烘箱中干燥，后粉碎成300-400目，得物料a；
25.步骤三、将有机膨润土和气相二氧化硅混合均匀后加入3-5倍量的甲醇溶液活化30min，再在研磨机中研磨2-3h至粒径小于5μm，再加入去离子水超声分散均匀，再加入物料a，升高温度至80-100℃，超声回流至甲醇挥发，烘干产物，得物料b；
26.步骤四、将剩余的物料混合，加热至40-60℃时搅拌均匀，再加入物料b在1000-1200转/分的转速下，搅拌10-20min，在82-88℃下干燥至含水量≤3％后自然冷却至室温，研磨成纳米粉状即可。
27.对本发明实施例1-3生产的改性碳酸钙和未改性的碳酸钙性能进行比较，得到改性碳酸钙比未改性的碳酸钙吸油值降低了52.08％-53.12％，沉降体积降低了58.89％-62.05％，粘度降低了57.58％-60.79％，堆积密度降低了20.12％-21.18％，活化率提高了30.09％-32.58％，说明改性后的碳酸钙亲油疏水，与涂料相容性好，并且堆积密度变小，说明碳酸钙分散性能好，不易团聚。
28.与相关技术相比较，本发明改性碳酸钙表面有机化，使碳酸钙粒子表面具有一定的疏水性，增强了碳酸钙与聚合物的相容性，并且易分散、不易团聚、机械强度高，不易沉降，分散均匀，悬浮稳定性好，且碳酸钙表面耐磨、亲油疏水、灭火等特性，改性碳酸钙与聚合物有较好的相容性，增强了界面作用，本发明改性工艺简单，成本较低，无污染，易于推广，应用前景广阔。
29.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。