[發(fā)明專利]中性硅酮密封膠專用納米碳酸鈣的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510270418.9
• 申請(qǐng)日: 2015-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN104893361B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉亞雄;鄒林富;陶淘;陶裕興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建鴻豐納米科技有限公司
• 主分類號(hào): C09C1/02
• 分類號(hào): C09C1/02;C09C3/08;C09C3/10;C09J11/04;C09J183/04;C01F11/18;B82Y30/00
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司35204
• 代理人: 李雁翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米碳酸鈣生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中性硅酮密封膠專用納米碳酸鈣的制備方法。

背景技術(shù)

納米碳酸鈣是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新型超細(xì)固體粉末材料，其粒度介于0.01～0.1μm之間。由于納米碳酸鈣粒子的超細(xì)化，其晶體結(jié)構(gòu)和表面電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子效應(yīng)，可廣泛用于塑料、橡膠、油漆、油墨、密封膠粘材料、涂料等領(lǐng)域。

硅酮密封膠是以聚二甲基硅氧烷為主要原料，輔以交聯(lián)劑、填料、增塑劑、偶聯(lián)劑、催化劑在真空狀態(tài)下混合而成的膏狀物，在室溫下通過與空氣中的水發(fā)生應(yīng)固化形成彈性硅橡膠，主要有酸性硅酮密封膠和中性硅酮密封膠兩種。酸性硅酮密封膠對(duì)玻璃的優(yōu)良粘結(jié)性，但不宜用于混凝土、石材和金屬接縫，其應(yīng)用范圍將受到局限，而中性硅酮密封膠用途較廣，其市場比例不斷擴(kuò)大。目前中性硅酮密封膠的主要填料為納米碳酸鈣，比表面積大、粒徑小的納米碳酸鈣補(bǔ)強(qiáng)和拉伸性能較好，但是當(dāng)納米碳酸鈣粒徑的范圍小到40～60nm時(shí)，顆粒BET比表面積較大(22～34m²/g)、內(nèi)聚力增強(qiáng)，很容易形成結(jié)合緊密硬團(tuán)聚，二次粒子團(tuán)聚嚴(yán)重，分散解聚都相對(duì)較為困難，在硅酮密封膠捏合過程中無法分散該硬團(tuán)聚顆粒，因此只能通過一次或多次研磨將其分散，勢(shì)必增加制造成本。而當(dāng)納米碳酸鈣粒徑的范圍在80～150nm時(shí)，顆粒BET比表面積較小(14～20m²/g)，產(chǎn)品則具有較好的分散加工性能，不需要兩輥研磨，并具有良好的外觀性能，但是補(bǔ)強(qiáng)和拉伸性能較差。如何保證納米碳酸鈣的具有良好的分散性的同時(shí)，保持原有的補(bǔ)強(qiáng)和拉伸性能，是一項(xiàng)重要的研究課題。

由于中性硅酮密封膠常常需要在高溫、高濕的環(huán)境下，保持良好的附著力，所以對(duì)納米碳酸鈣的耐熱性和耐久性提出了較高的要求。目前市場上的納米碳酸鈣主要由硬脂酸1801和椰子油復(fù)配等作為表面處理劑，活化較果較好，但是處理劑中的短鏈分子多，有機(jī)物易揮發(fā)，熱穩(wěn)定性較差，不能滿足高溫、高濕的環(huán)境條件硅酮密封膠的使用需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種中性硅酮密封膠專用納米碳酸鈣的制備方法，該納米碳酸鈣具有良好的補(bǔ)強(qiáng)性能、拉伸性能、耐熱性能、耐水性能和耐久性能。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：中性硅酮密封膠專用納米碳酸鈣的制備方法，按照以下步驟實(shí)施：

①將石灰石破碎成直徑為4～8cm的顆粒，在立窯中煅燒得到氧化鈣，氧化鈣加水在消化機(jī)中消化生成Ca(OH)₂，Ca(OH)₂經(jīng)過精制陳化，陳化時(shí)間為24小時(shí)以上，過篩得到Ca(OH)₂漿料；

②調(diào)節(jié)Ca(OH)₂漿料的溫度為18℃～30℃，加入山梨糖醇，山梨糖醇與Ca(OH)₂漿料的重量比為(1.5～3)︰100，然后放入帶攪拌器的碳化塔中，開啟攪拌器進(jìn)行攪拌；

③將碳化塔中Ca(OH)₂漿料抽出并不斷送入乳化分散機(jī)中，同時(shí)向乳化分散機(jī)中通入CO₂氣體與Ca(OH)₂漿料進(jìn)行混合及反應(yīng)，乳化分散機(jī)進(jìn)行乳化分散后將混合漿料不斷送回碳化塔中，使Ca(OH)₂漿料在碳化塔和乳化分散機(jī)之間不斷循環(huán)進(jìn)行碳化及乳化分散；當(dāng)碳化到pH＝8～10時(shí)，停止CO₂氣體的通入和乳化分散機(jī)的運(yùn)行；

④向碳化塔內(nèi)的混合漿料中加入聚羧酸鈉鹽分散劑，聚羧酸鈉鹽分散劑與Ca(OH)₂漿料的重量比為(0.5～2)︰100，再次開啟乳化分散機(jī)對(duì)混合漿料進(jìn)行循環(huán)乳化分散，當(dāng)檢測(cè)平均粒徑D50≤0.5μm，再次向乳化分散機(jī)中通入CO₂氣體與混合漿料進(jìn)行混合及反應(yīng)，乳化分散機(jī)進(jìn)行乳化分散后將混合漿料不斷送回碳化塔中，使混合漿料在碳化塔和乳化分散機(jī)之間不斷循環(huán)進(jìn)行二次碳化及乳化分散；當(dāng)碳化到pH＝7～7.5時(shí)，停止CO₂氣體的通入和乳化分散機(jī)的運(yùn)行，即停止碳化和乳化分散，制得碳酸鈣熟漿；

⑤將碳酸鈣熟漿加熱到60～75℃，再向碳酸鈣熟漿中加入表面處理劑，表面處理劑與碳酸鈣熟漿的重量比為(4～5.5)︰100，繼續(xù)攪拌1小時(shí)以上；所述表面處理劑為：由二聚酸和硬脂酸與NaOH發(fā)生皂化反應(yīng)制得的水溶性皂化物，二聚酸與硬脂酸的重量比為(10～40)︰(40～90)，皂化反應(yīng)溫度控制在70～95℃；