[發明專利]一種用于塑料增強的增白碳酸鈣晶須及其制備方法

在審

• 申請號: 202011300114.X
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112410882A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 陳慶;曾軍堂;司文彬;李鈞
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B29/62;C23C18/12;C30B7/14
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本發明涉及無機材料技術領域，特別是涉及一種用于塑料增強的增白碳酸鈣晶須及其制備方法。本發明首先制備了碳酸鈣晶須，然后利用鈦酸四丁酯在醋酸條件下水解形成二氧化鈦，使碳酸鈣晶須的表面包覆一層二氧化鈦，少量的醋酸會使形成的二氧化鈦與碳酸鈣晶須表面牢固結合。本發明得到的碳酸鈣晶須色白，用于塑料的增強可以獲得兼具強度和增白的目的，克服了直接添加顆粒狀二氧化鈦難以遮蓋纖維狀材料的缺陷。進一步的，碳酸鈣晶須具有豐富的界面，通過在界面形成為二氧化鈦，使二氧化鈦的界面遮蓋增白作用得到最大的發揮；特別是在白色家電等塑料的增強中具有巨大的應用空間。

技術領域

本發明涉及無機材料技術領域，特別是涉及一種用于塑料增強的增白碳酸鈣晶須及其制備方法。

背景技術

隨著塑料功能化的發展，塑料增強成為塑料制品必不可少的環節。塑料通過增強不但提高塑料制品的使用壽命，而且拓展了塑料制品的使用領域。增強高性能復合塑料正向著高比強度、高比模量、高韌性、耐磨損等多方向發展。玻璃纖維作為增強材料，目前在塑料增強中得到了廣泛的應用。但是，由于玻璃纖維顏色較深，在制備白色的空調外殼、冰箱等白色家電時需要加入大量的二氧化鈦增白劑，而且由于玻璃纖維屬于纖維狀，其網絡的分散難以增白。

因此，在白色家電外殼中使用玻璃纖維增強受限。碳酸鈣晶須由于具有纖維增強特性，且顏色較白，成為目前白色家電外殼增強首選。碳酸鈣晶須是繼納米碳酸鈣之后的又一種新型無機填充，無毒，無氣味，呈白色篷松狀固體（顯微鏡下為針狀單晶體）作為新一代填充材料該產品具有如下性能和特點：1：綜合性能高的機械強度，并在使用過程中能減振，防滑，降噪，吸波；2：綜合性能好，摩擦系數高，耐磨性能和耐熱性能高；3：摩擦性能穩定，熱衰退與熱恢復性能較好，特別是碳酸鈣晶須的填充更將增摩減磨有機地統一在一個體系中，高溫摩擦磨損性能優越；4：產品壽命能提高30%；5：能減少芳淪纖維，鋼纖維，紫銅，鈦酸鉀，等高價值材料的用量，使摩擦材料成本大大降低；6：原料來源豐富，價格低，不會因為原料問題而對生產產生影響；7：產品摩擦后產生的粉末無毒，污染小。

晶須是一類直徑幾微米，長幾十微米，長徑比大，以單晶形式生長的形狀類似短纖維，它結晶時原子呈高度有序排列，容納不下如空洞、位錯及結構不完整等消弱其強度的結構缺陷，從而形成基本完整的晶體，因此它的強度和模量幾乎接近材料原子間價鍵的理論強度，遠遠超過目前大量使用的各種粉狀的填料。碳酸鈣晶須用于替代玻璃纖維已在造紙、塑料、橡膠等產品中被廣泛應用。

尤其是在以聚丙烯為代表的通用樹脂中常加人滑石粉和玻璃纖維，以提高聚丙烯的彈性模量、沖擊強度和尺寸穩定性?；凼切螤顬?-5μm的盤狀物質，不像纖維那樣能較大幅度地提高彎曲模量和尺寸穩定性；而長纖維又往往影響Chemicalbook制件的美觀性和平滑性。因此，碳酸鈣晶須這類新型短纖維材料就顯示出了其獨特的性能：有纖維增強和填充能力；優良的表面光滑性能及很高的尺寸精密和穩定性，加工性好，增強的復合材料再生循環、使用性能好，造價低廉。

然而，碳酸鈣晶須在作為白色家電塑料外殼的增強材料時，仍然存在色澤灰白，亮度較差的問題，即使使用大量的二氧化鈦增白劑，也難以有效遮蓋晶須纖維的本色，且大量使用二氧化鈦造成成本的增加。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種用于塑料增強的增白碳酸鈣晶須的制備方法，用于解決現有纖維狀材料用于塑料不易增白的問題，為了提升碳酸鈣晶須的白度，使其在應用于白色注塑塑料中色白，從而減少二氧化鈦的添加使用量，同時，本發明還將提供一種用于塑料增強的增白碳酸鈣晶須。上述制備方法利用鈦酸四丁酯在醋酸條件下水解形成二氧化鈦的特性，使碳酸鈣晶須的表面包覆一層二氧化鈦，特別是在鈦酸四丁酯醋酸環境水解的同時，少量的醋酸會微溶解碳酸鈣晶須的表面，從而使碳酸鈣晶須比面處于不穩定狀態，致使形成的二氧化鈦與碳酸鈣晶須表面牢固結合。

為實現上述目的及其他相關目的，

本發明的第一方面，提供一種用于塑料增強的增白碳酸鈣晶須的制備方法，包括如下步驟：