[發明專利]硼酸酯改性納米碳酸鈣的方法及PVC塑料的制備方法

無效

• 申請號: 201310455789.5
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103483874A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 吳鎮宇
• 申請（專利權）人: 昆山市華浦塑業有限公司
• 主分類號: C09C1/02
• 分類號: C09C1/02;C09C3/08;C08K9/10;C08K9/04;C08K3/26;C08L27/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

技術領域

本發明涉及PVC的技術領域，尤其涉及一種硼酸酯改性納米碳酸鈣的方法及PVC塑料的制備方法。

背景技術

PVC（聚氯乙烯）是綜合性能優良的通用塑料之一，具有阻燃、耐腐蝕、絕緣、耐磨損等優良的綜合性能和價格低廉、原材料來源廣泛的優點，已在各個領域獲得了廣泛應用。但是，PVC在加工應用中，尤其是用作結構材料時，也暴露了沖擊強度低、熱穩定性差等缺點，另外其耐紫外線性能差，在戶外陽光長期照射下易于老化，因此需要對其進行改性，提高其應用性能。納米碳酸鈣是一種優良的無機填料，在PVC領域有著廣闊的應用前景。但由于納米碳酸鈣的比表面積大，表面能高，易團聚；同時，表面極性大，親水性很強，與有機基體間親和力弱，易造成界面缺陷，導致材料性能下降。因此，有必要對碳酸鈣進行表面改性，以降低其表面勢能，改善親水疏油性，提高它在塑料中的分散能力以及與有機基體的親和力。

現有技術改性后納米碳酸鈣與PVC的相容性較差，將改性后的納米碳酸鈣填充于PVC后并未使得PVC的力學性能，例如拉伸強度、斷裂伸長率和沖擊強度有較大的提高，流變性能也未得到較大的改善。

發明內容

有鑒于此，本發明一方面提供一種硼酸酯改性納米碳酸鈣的方法，該方法可使改性納米碳酸鈣與PVC的相容性良好，采用該改性納米碳酸鈣制備的PVC塑料具有優異的力學性能和流變性能。

一種硼酸酯改性納米碳酸鈣的方法，包括以下步驟：

（1）將納米碳酸鈣和占納米碳酸鈣質量0.2～0.6%的十八烷基三甲基溴化銨加入去離子水中，在1500～3000rpm的轉速下攪拌5～10min；

（2）向經攪拌的分散有納米碳酸鈣的去離子水中加入占納米碳酸鈣質量0.8～1.8%硼酸酯，在60～80℃的溫度下，在1000～2000rpm的轉速下攪拌60～120min，制得碳酸鈣分散液；

（3）對所述碳酸鈣分散液中進行過濾并干燥，制得改性納米碳酸鈣。

其中，所述步驟（3）之后還包括將經烘干的改性納米碳酸鈣進行研細和過篩。

其中，所述步驟（1）中納米碳酸鈣的平均粒徑為30～50nm。

其中，所述步驟（3）中改性納米碳酸鈣的平均粒徑為220～400nm。

以上納米碳酸鈣的改性方法的技術方案中，硼酸酯為一種偶聯劑，其化學結構通式為(C₃H₇O)_xB(OCOR)_m(OCOR′)_n(OAB)_y，它是通過硼酸和長鏈脂肪醇通過縮合反應得到。本技術方案中的硼酸酯選自青島四維化工有限公司生產的SBW-III硼酸酯偶聯劑，外觀為白色、淡黃色顆粒狀物，其HLB值為8～10。

一種采用如上述的改性納米碳酸鈣制備PVC塑料的方法，包括以下步驟：

（1）以PVC樹脂質量為基準，將30～60%的改性納米碳酸鈣、3～8%的三鹽基硫酸鉛、2～12%的DOP和PVC樹脂混合均勻后進行混煉得到混煉膠；

（2）將混煉膠進行硫化，然后冷卻成型，制得PVC塑料；

其中，所述步驟（1）中混煉在雙輥塑煉機內進行，混煉溫度為170～190℃，混煉時間為8～15min。

其中，所述步驟（2）中硫化具體為：待在175～185℃下預熱8～15min后，置入模具內在14～15Mpa下壓制2～5min成板材。

其中，所述步驟（2）中冷卻成型具體為：將硫化后得到的硫化膠趁熱轉至平板熱壓機上，迅速置入14～15Mpa的壓力下，在不高于60℃下冷卻。

以上PVC塑料的制備方案中，DOP作為增塑劑。其中文全稱為鄰苯二甲酸二辛酯，又稱為合成植物酯。相較于ATBC/DOTP等增塑劑，它無毒安全環保。

選用三鹽基硫酸鉛作為熱穩定劑。它具有優良的耐熱性和電絕緣性，其耐光性能也好，特別適于高溫加工。

本發明采用硼酸酯對分散于液相中的納米碳酸鈣進行包覆，增強納米碳酸鈣的親油性，從而提高了納米碳酸鈣在PVC樹脂中的分散性與流動性，使得納米碳酸鈣與PVC樹脂具有良好的相容性。相容性的提高保證PVC樹脂與納米碳酸鈣的較強的結合力，提高了力學性能和流變性能。

具體實施方式

下面分別結合實施例對本發明作進一步的詳細說明。

實施例1