[發明專利]碳酸鈣耐熱表面改性的方法

有效

• 申請號: 201110236966.1
• 申請日: 2011-08-18
• 公開（公告）號: CN102352131A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 朱勇;黃煒民;黃煒波;黃安定;陸積龍;陸永芳
• 申請（專利權）人: 廣西華納新材料科技有限公司
• 主分類號: C09C1/02
• 分類號: C09C1/02;C09C3/08;C08K9/04;C08K3/26;C08L27/06;C08K13/06
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄒超賢

技術領域

本發明涉及一種碳酸鈣耐熱性有機化表面改性的方法，所述之碳酸鈣包括重質碳酸鈣，微米級和納米級沉淀碳酸鈣。

背景技術

碳酸鈣是高分子材料工業級高聚物基復合材料領域用量最大，不可或缺的填料，廣泛應用于塑料、橡膠、涂料、黏膠等行業。目前全球碳酸鈣（含重質、輕質碳酸鈣）年產量約為8000萬噸，至2009年中國碳酸鈣年產量已達1600萬噸，約占世界總產量的20%，近年來還在以每年10~15%的速度增長。在聚合物加工業中，因為碳酸鈣的填充，一年至少可以減少近4000萬噸樹脂消耗，節約原油超過2億桶。碳酸鈣的生產和應用技術進步對于世界經濟發展，保護地球和緩和石油危機具有非常重要的意義。碳酸鈣產業發展也有助于緩解我國資源和環境壓力，促進經濟可持續發展。

碳酸鈣不僅可以起增量填充作用，降低材料生產成本，還能提高材料硬度、剛性和尺寸穩定性，提升材料其他力學性能并賦予材料某些特殊的物理化學性質。但由于碳酸鈣屬無機材料，其表面與大多數高聚物基質的表面或界面性質差異較大，相容性不好，未經表面改性處理的碳酸鈣難以在基體中均勻分散，直接或過多的填充往往導致材料某些力學性能嚴重下降。因此，除了要求碳酸鈣須滿足一定的形貌、粒度和粒度分布等要求之外，還必須對碳酸鈣表面進行有機化改性，以調節其表面物理化學特性，改善其與聚合物基體的相容性，增強填料與基體間相互作用力。納米沉淀碳酸鈣因其粒徑較小，晶粒間吸附力與自身重力相當，團聚問題尤為嚴重。分散較差的納米碳酸鈣填充于高聚物，不僅嚴重影響制品外觀，尺寸較大的團聚體還極易形成材料內部缺陷。未經表面改性的納米沉淀碳酸鈣幾乎沒有應用價值，多種脂肪酸（或鹽）、油脂、偶聯劑、表面活性劑、分散劑及低聚物均可用于碳酸鈣表面改性處理，脂肪酸及其鹽質優價廉，是應用最廣的碳酸鈣表面改性劑，植物油脂也被大量應用于碳酸鈣表面改性，特別是在國內納米沉淀碳酸鈣表面改性的中油脂的用量甚至呈現超越脂肪酸的趨勢。如美國發明專利US4151136在1978年就公開了用脂肪酸和油脂對重質碳酸鈣表面改性的技術。熔點介于15-55℃的油脂一般不與碳酸鈣表面發生化學反應，僅僅起潤濕作用，增強填料與聚合物基體間的相容性，還可降碳酸鈣低表面改性處理成本。多年來，將含有非飽和脂肪酸的脂肪酸（鹽）和油脂單獨或復合用于碳酸鈣表面改性已逐漸發展成為廣泛應用的技術，加拿大發明專利CA120658，美國發明專利US2663695，US2050193，US2199710，世界發明專利WO0132787，中國發明專利CN94115874，CN94115875，CN200910195686，CN200310114392，CN200380100804，CN200310122700，CN200510112375，CN200510112372，CN200410084715，CN200510025878，CN200910049441，CN201010022949，CN200810202557，CN201010242265，CN200910111962，CN200810071290，CN201010205633，CN201110061918，CN2009100444，CN200910014050，CN201010226648，CN200910014049，CN201010226657，CN201010226633，CN01126405等陸續公開了相關技術。