[發明專利]一種粒徑小于20nm的納米碳酸鈣的表面改性方法

有效

• 申請號: 202011383912.3
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112480714B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 杜年軍;顏干才;韋健毅;林進超;王宗民
• 申請（專利權）人: 連州市凱恩斯納米材料有限公司
• 主分類號: C09C1/02
• 分類號: C09C1/02;C09C3/06;C09C3/08;C09C3/10;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州市諾豐知識產權代理事務所(普通合伙) 44714
• 代理人: 任毅;黃國亮

本發明公開了一種粒徑小于20nm的納米碳酸鈣的表面改性方法，包括以下步驟：1)將粒徑小于20nm的納米碳酸鈣加水分散制成懸浮液；2)加入可溶性鋇鹽，進行攪拌；3)加入聚乙二醇，升溫至70℃～90℃，進行攪拌；4)加入衣康酸，進行攪拌，再加入N,N?二甲基丙胺和過氧化二苯甲酰，70℃～90℃反應，再加入異丙醇鋁，繼續反應，即得改性納米碳酸鈣。本發明的方法能夠有效解決粒徑小于20nm的納米碳酸鈣的團聚問題，無需額外的設備投資和改造，方案可靠有效，投資小，工業化程度高，得到的改性納米碳酸鈣的粒子分散狀態好，表面羥基含量低。

技術領域

本發明涉及無機填料表面改性技術領域，具體涉及一種粒徑小于20nm的納米碳酸鈣的表面改性方法。

背景技術

納米碳酸鈣是一種重要的無機填料，廣泛應用于硅酮結構密封膠、塑料、橡膠、油墨等領域，可以賦予有機聚合物良好的觸變性能和優異的力學性能。為了改善納米碳酸鈣在基體樹脂中的分散性能，通常需要對納米碳酸鈣進行表面改性。目前，常規的改性方法是通過脂肪酸或其鹽對納米碳酸鈣進行表面改性，該改性方法對于市面上常見的粒徑介于30nm～100nm之間的納米碳酸鈣具有較好的改性效果。然而，對于粒徑小于20nm的納米碳酸鈣，由于隨著碳酸鈣粒徑變小其內聚力呈幾何基數增長，分散變得尤其困難，采用常規的改性方法很難獲得良好的分散效果。

CN 111606343 A公開了一種改性納米碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟：1)將生石灰和水按比例攪拌混合，然后加入EDTA后繼續攪拌過150目～200目篩后過濾除渣，得到石灰漿備用；2)將單寧酸與去離子水混合后得到溶液A，接著在攪拌條件下向溶液A中加入聚乙烯醇后加熱至85℃～90℃，恒溫3h～5h后自然冷卻至20℃～25℃，得到水凝膠；3)將石灰漿和水凝膠混合得到混合液B，接著向混合液B中加入二氧化碳進行碳化反應，然后加熱混合液B至50℃～60℃恒溫，再向混合液B中加入硬脂酸、尿素和淀粉攪拌混合2h～5h，過濾干燥后得到改性納米碳酸鈣。該方法采用的是硬脂酸等改性劑，由于脂肪酸在水溶液介質中容易形成微米級的膠束，所以該方法很難適用于粒徑小于20nm的納米碳酸鈣的改性。

CN 110591415 A公開了一種抗團聚改性納米碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟：1)氫氧化鈣溶液處理；2)碳化處理；3)改性及懸浮處理；4)制備抗團聚納米碳酸鈣。該方法在改性階段采用的是常規的表面活性劑，通過噴淋的方式來制備抗團聚納米碳酸鈣，通過這種物理方式實際上很難獲得良好的分散效果，因為納米粒子間的團聚力是隨著粒子的粒徑減小不斷增大的。

因此，亟需開發一種適用于粒徑小于20nm的納米碳酸鈣的表面改性方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種粒徑小于20nm的納米碳酸鈣的表面改性方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種粒徑小于20nm的納米碳酸鈣的表面改性方法，包括以下步驟：

1)將粒徑小于20nm的納米碳酸鈣加水分散制成懸浮液；

2)加入可溶性鋇鹽，進行攪拌；

3)加入聚乙二醇，升溫至70℃～90℃，進行攪拌；

4)加入衣康酸，進行攪拌，再加入N,N-二甲基丙胺和過氧化二苯甲酰，70℃～90℃反應，再加入異丙醇鋁，繼續反應，即得改性納米碳酸鈣。

優選的，一種粒徑小于20nm的納米碳酸鈣的表面改性方法，包括以下步驟：

1)將粒徑小于20nm的納米碳酸鈣加水分散制成懸浮液；

2)加入可溶性鋇鹽，攪拌20min～40min；

3)加入聚乙二醇，升溫至70℃～90℃，攪拌60min～120min；