[發(fā)明專利]一種用于碳酸鈣表面改性、含尼龍結(jié)構(gòu)的水溶性高分子改性劑及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112375218B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳珍明;何鳳春;韋師;劉健華;何星存;張新星;李鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 賀州學(xué)院;賀州市工業(yè)和信息化局
• 主分類號: C08G69/42
• 分類號: C08G69/42;C08K9/04;C08K3/26
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

本發(fā)明屬于無機(jī)粉體加工、改性合成助劑領(lǐng)域，具體涉及一種用于碳酸鈣表面改性、含尼龍結(jié)構(gòu)的水溶性高分子改性劑及其制備方法。所述改性劑是所述改性劑是通過將式1所示的化合物借助陰離子開環(huán)聚合引入到尼龍大分子鏈上而制得；所述改性劑能降低重鈣粉體的吸油值、賦予重鈣粉體抗菌性能、提高重鈣粉體的白度、降低重鈣粉體的揚(yáng)塵污染、改善重鈣粉體與聚合物之間的界面相容等，從而實現(xiàn)重鈣粉體的高值化利用，所述制備方法步驟簡單、成本低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于無機(jī)粉體加工、改性合成助劑領(lǐng)域，涉及一種用于碳酸鈣表面改性、含尼龍結(jié)構(gòu)的水溶性高分子改性劑及其制備方法。

【背景技術(shù)】

碳酸鈣是一種極為重要的非金屬礦物材料，我國是碳酸鈣第一生產(chǎn)大國，目前年產(chǎn)量接近3000萬噸，廣泛應(yīng)用于造紙、塑料、橡膠、涂料、膠黏劑、食品、飼料等領(lǐng)域。面對化石資源的過度消耗、環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重等問題，低碳經(jīng)濟(jì)呼之欲出，碳酸鈣又被上升為一種物美價廉的低碳材料。

然而，密度和表面性質(zhì)的較大差異使得碳酸鈣在塑料、橡膠等制品的應(yīng)用不甚理想，特別是當(dāng)碳酸鈣填充量較高時(50wt％以上)帶來復(fù)合材料加工性能和綜合性能的急劇下降。為此，大量的研究工作集中在對碳酸鈣表面進(jìn)行改性來改善和調(diào)控碳酸鈣與有機(jī)高分子之間的界面相容，改性方法主要是化學(xué)包覆，輔之以機(jī)械力化學(xué)。目前使用的表面改性劑包括硬脂酸(鹽)、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑以及無規(guī)聚丙烯、聚乙烯蠟等，改性的主要目的及成效大多集中在降低吸油值等，效果較為單一，精細(xì)化不夠，產(chǎn)品附加值較低。

高分子材料廣泛應(yīng)用于服裝(如滌綸、錦綸)、日常生活用品等領(lǐng)域，也是碳酸鈣的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，如何借碳酸鈣量大、物美價廉的優(yōu)勢，變碳酸鈣這一傳統(tǒng)的體積填料為功能填料，對高性能聚合物基復(fù)合材料的發(fā)展具有極為重要的現(xiàn)實意義，預(yù)期有著廣闊的市場前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種用于碳酸鈣表面改性、含尼龍結(jié)構(gòu)的水溶性高分子改性劑及其制備方法，所述改性劑能降低重鈣粉體的吸油值、賦予重鈣粉體抗菌性能、提高重鈣粉體的白度、降低重鈣粉體的揚(yáng)塵污染、改善重鈣粉體與聚合物之間的界面相容等，從而實現(xiàn)重鈣粉體的高值化利用，所述制備方法步驟簡單、成本低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種用于碳酸鈣表面改性、含尼龍結(jié)構(gòu)的水溶性高分子改性劑，所述改性劑是通過將式1所示的化合物借助陰離子開環(huán)聚合引入到尼龍大分子鏈上而制得；

其中，在式1中，

R1(H)選自烷基胺中的一種；

R2(H)為3-氨基-2-己內(nèi)酰胺。

優(yōu)選地，R1(H)選自N,N-二甲基十二烷基胺、N,N-二甲基十四烷基胺、N,N-二甲基十六烷基胺中的一種。

進(jìn)一步地，所述式1所示化合物按照以下步驟制得：

步驟1：將2份摩爾數(shù)的三聚氯氰加入到含1份摩爾數(shù)的4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸水溶液中，在0～5℃、攪拌、不斷滴加1mol/l的氫氧化鈉溶液以保持pH在4-5的條件下反應(yīng)2h；

步驟2：升高溫度到40～50℃，將2份摩爾數(shù)的N,N-二甲基十二烷基胺或N,N-二甲基十四烷基胺或N,N-二甲基十六烷基胺滴加到步驟1反應(yīng)后的體系中，不斷滴加1mol/l的氫氧化鈉溶液以保持pH在6-7，攪拌反應(yīng)4h；

步驟3：將2份摩爾數(shù)的3-氨基-2-己內(nèi)酰胺加入到步驟2所得的溶液中，將反應(yīng)混合物加熱到回流，不斷滴加1mol/l的氫氧化鈉溶液以保持pH在8-9，攪拌反應(yīng)6h；

步驟4：冷卻步驟3所得的混合物至室溫，加入3mol/l的鹽酸水溶液以達(dá)到pH為2.7-3.3，析出結(jié)晶，蒸餾水洗滌并烘干，即得式1所示化合物。