[發(fā)明專利]一種功能性碳酸鈣及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810242565.5
• 申請(qǐng)日: 2008-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN101456969A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃艷;黃朝輝;韓冰;黃海溶;劉素俠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京協(xié)和化學(xué)有限公司;南京協(xié)和助劑有限公司;南京協(xié)和化工材料有限公司
• 主分類號(hào): C08K3/26
• 分類號(hào): C08K3/26;C09C3/08;C09C3/10;C08L27/06
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 徐冬濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚氯乙烯塑料加工助劑領(lǐng)域，具體涉及一種功能性碳酸鈣及其制備方法。

背景技術(shù)

碳酸鈣是高分子復(fù)合材料中廣泛使用的一種無(wú)機(jī)填料。在橡膠、塑料制品中添加碳酸 鈣，可在一定程度上提高制品的強(qiáng)度、耐熱性、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性及剛性等，并降低制 品成本。但無(wú)機(jī)填料親水疏油的表面特性，使其與高分子材料相容性差，因此加工中易形 成不規(guī)則的聚集體，造成在高分子材料內(nèi)部分散不均勻，從而產(chǎn)生內(nèi)部缺陷，導(dǎo)致制品的 物理機(jī)械性能降低。為了克服碳酸鈣粉體應(yīng)用中的上述缺點(diǎn)，改善其與高分子材料的相容 性和分散性，使其成為一種功能性補(bǔ)強(qiáng)增韌的填充材料，近年來(lái)一直是國(guó)內(nèi)外粉體改性及 應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。因此，如何能在保證制品各項(xiàng)性能的前提下，通過一定的表面改性 技術(shù)，有效提高無(wú)機(jī)填料(碳酸鈣)的用量，減少高分子材料的相對(duì)用量，降低制品的成 本，成為衡量一個(gè)企業(yè)技術(shù)能力高低的重要標(biāo)志。目前，碳酸鈣的處理方法有干法和濕法 兩種，其中濕法處理的處理效果較好，可以使表面處理劑均勻分散于無(wú)機(jī)填料顆粒的表面， 且具有自動(dòng)化程度高，粉塵污染小，能耗低等優(yōu)點(diǎn)；而干法處理工藝操作簡(jiǎn)單，是最常用 的碳酸鈣表面處理方法。通過這些表面處理，使碳酸鈣表面由親水性變成了親油性，提高 了其與高分子材料的相容性及在高分子材料中的分散性，從而提高了制品的綜合性能，而 且由于碳酸鈣粉體價(jià)格低廉，故而經(jīng)過表面處理的碳酸鈣粉體可以對(duì)各類塑料制品起到提 質(zhì)降本的作用。

目前，碳酸鈣表面活化處理大多采用硬脂酸、硬脂酸鹽及各種偶聯(lián)劑(如鈦酸酯、鋁 酸酯、硼酸酯、磷酸酯等)，這些表面處理劑對(duì)改善填料的表面親油性及分散性效果很好， 但改性效果單一，且其有機(jī)鏈一般較短，有些品種也易水解，不能形成良好穩(wěn)定的界面層， 材料性能得不到穩(wěn)定的提高，滿足不了目前塑料制品加工行業(yè)提質(zhì)降本的迫切需求。另外， 目前通用的濕法和干法處理工藝也各有利弊，經(jīng)我們多次研究發(fā)現(xiàn)，濕法處理后的碳酸鈣 粉體流動(dòng)性不好，粉體吸濕性強(qiáng)，且由于很多表面處理劑為非水溶性，因此不能應(yīng)用于濕 法處理工藝，而干法處理的效果又不穩(wěn)定，因此如果能將濕法處理和干法處理的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合 起來(lái)，將會(huì)是一項(xiàng)很有創(chuàng)新性及應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)。但是，目前還沒有相關(guān)的研究及應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種功能性碳酸鈣。

本發(fā)明的另一目的在于提供該功能性碳酸鈣的制備方法。

本發(fā)明可以通過以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種功能性碳酸鈣，該功能性碳酸鈣由下列重量份的原料組成：超細(xì)重鈣5～20份， 輕鈣80～90份，納米碳酸鈣5～15份，改質(zhì)劑1～6份。

上述超細(xì)重鈣為通過濕法研磨得到的細(xì)度為2500～5000目的重質(zhì)碳酸鈣。

上述輕鈣為沉降體積為2.5～3.2ml/g的輕質(zhì)碳酸鈣。

上述納米碳酸鈣為平均粒徑為20～80納米的納米碳酸鈣。

上述改質(zhì)劑為0.5～3重量份授權(quán)公告號(hào)CN?1276021C專利所述聚氯乙烯功能性改質(zhì)劑 和/或0.5～3重量份授權(quán)公告號(hào)CN?1304472C專利中所述功能性改質(zhì)劑。

所述功能性碳酸鈣的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

a.將5～20份超細(xì)重鈣與80～90份輕鈣混合制成濃度為20％的水相懸浮體系；

b.將0.5～3份改質(zhì)劑加入到上述水相懸浮體系中，保持體系溫度在60～90℃范圍內(nèi)攪 拌35～45分鐘，得到碳酸鈣粉體；

c.將碳酸鈣粉體經(jīng)脫水、干燥至含水量小于1％后，與5～15份納米碳酸鈣及0.5～3 份改質(zhì)劑投料混合，通過低混或高速攪拌的方式在100～120℃下進(jìn)行干法表面處理；

上述功能性碳酸鈣的制備方法，該方法具體可包括如下步驟：

a.將5～20份超細(xì)重鈣與80～90份輕鈣混合制成濃度為20％的水相懸浮體系；

b.將0.5～3份授權(quán)公告號(hào)CN?1276021C專利所述聚氯乙烯功能性改質(zhì)劑加入到上述水 相懸浮體系中，保持體系溫度在60～90℃范圍內(nèi)攪拌35～45分鐘，得到碳酸鈣粉體；

c.將碳酸鈣粉體經(jīng)脫水、干燥至含水量小于1％后，與5～15份納米碳酸鈣及0.5～3 份授權(quán)公告號(hào)CN?1304472C專利中所述功能性改質(zhì)劑投料混合，通過低混或高速攪拌的方 式在100～120℃下進(jìn)行干法表面處理；