一種自潤(rùn)滑性改性輕質(zhì)碳酸鈣填料及其制備方法
【專利摘要】一種自潤(rùn)滑性改性輕質(zhì)碳酸鈣填料,由下列重量份的原料制成：硬脂酸鋅2-3、聚氧化乙烯3-5、菊粉0.5-0.7、氟化石墨2-3、酒石酸鉀鈉0.2-0.3、木質(zhì)素磺酸鈉0.1-0.2、納米結(jié)晶纖維素1-1.5、苯并三氮唑0.5-0.8、硫代二乙二醇1-1.5、丙烯酸丁酯2-3、丙烯酸1-2、二苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚0.4-0.5、納米氧化鋅2-3、過(guò)硫酸銨0.1-0.2、輕質(zhì)碳酸鈣80-85、助劑13-16、水120-140；本發(fā)明填料分散性好；可使改性劑在納米碳酸鈣表面形成均勻、完整的包覆層,碳酸鈣表面輸水性好，增加了強(qiáng)度和耐磨性；通過(guò)添加納米氧化鋅，增加了PVC的耐老化性能。
【專利說(shuō)明】一種自潤(rùn)滑性改性輕質(zhì)碳酸鈣填料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于塑料加工領(lǐng)域，特別涉及一種自潤(rùn)滑性改性輕質(zhì)碳酸鈣填料及其制備 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 碳酸鈣是一種被廣泛使用的無(wú)機(jī)填料，可應(yīng)用到塑料制品、橡膠制品、涂料、膠黏 劑等中，特別是輕質(zhì)碳酸鈣，對(duì)PVC塑料制品尺寸的穩(wěn)定性有很大作用，能提高制品的硬 度，還可以提高制品的表面光澤和表面平整性。在一般PVC塑料制品中添加碳酸鈣耐熱性 可以提高，由于碳酸鈣白度在90%以上，還可以取代昂貴的白色顏料起到一定的增白作用。 但碳酸鈣的親水性強(qiáng)，若不進(jìn)行表面改性，則在聚合物制品的加工過(guò)程中與聚合物基體的 相容性差，非常容易團(tuán)聚，甚至因?yàn)閳F(tuán)聚而形成結(jié)構(gòu)缺陷，所以碳酸鈣粒子在應(yīng)用到聚合物 材料中之前，必須對(duì)其表面進(jìn)行改性，完成由親水性至親油性的適當(dāng)轉(zhuǎn)變。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)碳酸鈣的表面改性主要有兩個(gè)途徑，①使顆粒微細(xì)或超微細(xì)化；② 改進(jìn)碳酸鈣的表面性能，使其由無(wú)機(jī)性向有機(jī)性轉(zhuǎn)變，提高與有機(jī)聚合物的相容性。然而微 細(xì)化的碳酸鈣容易團(tuán)聚，而且無(wú)法改變其表面親水疏油的性能。碳酸鈣的表面改性包括局 部反應(yīng)改性和表面包覆改性，高能表面改性和機(jī)械化學(xué)改性等方式，但是目前PVC塑料工 業(yè)發(fā)展迅速，人們對(duì)復(fù)合材料的需求不斷增長(zhǎng)，碳酸鈣表面改性已成為深加工技術(shù)之一，從 而進(jìn)一步改善碳酸鈣的吸油性、分散性、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、耐磨性、耐水性、阻燃性、防霉 性等一系列性能，以滿足不斷進(jìn)步的PVC塑料工業(yè)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種自潤(rùn)滑性改性輕質(zhì)碳酸鈣填料及其制備方法，該填料 具有良好的自潤(rùn)滑性，填料分散性好，可使改性劑在納米碳酸鈣表面形成均勻、完整的包覆 層，碳酸鈣表面輸水性好，在PVC中具有極佳的應(yīng)用效果，增加了強(qiáng)度和耐磨性，增加了 PVC的耐老化性能。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種自潤(rùn)滑性改性輕質(zhì)碳酸鈣填料，其特征在于由下列重量份的原料制成：硬脂酸 鋅2-3、聚氧化乙烯3-5、菊粉0. 5-0. 7、氟化石墨2-3、酒石酸鉀鈉0. 2-0. 3、木質(zhì)素磺酸鈉 0. 1-0. 2、納米結(jié)晶纖維素1-1. 5、苯并三氮唑0. 5-0. 8、硫代二乙二醇1-1. 5、丙烯酸丁酯 2-3、丙烯酸1-2、二苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚0. 4-0. 5、納米氧化鋅2-3、過(guò)硫酸銨0. 1-0. 2、 輕質(zhì)碳酸鈣80-85、助劑13-16、水120-140 ; 所述助劑由下列重量份的原料制成：荷荷巴油〇. 03-0. 05、三聚磷酸鈉0. 02-0. 03、烯 丙基縮水甘油醚〇. 2-0. 3、γ -氨丙基三乙氧基硅烷0. 1-0. 2、聚天冬氨酸0. 1-0. 2、水解聚 馬來(lái)酸酐 〇· 1-0. 2、乙二醇 0· 1-0. 2、油酸鉀 0· 03-0. 04、ABS 0· 1-0. 2、微晶蠟 0· 1-0. 2、活性 氧化鋅3-5、針狀的碳酸鈣晶須1-2、微孔碳酸鈣1-2、亞烷基二醇0. 3-0. 4、水7-8 ;制備方 法為：將荷荷巴油、烯丙基縮水甘油醚、氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚馬來(lái) 酸酐、乙二醇、ABS、微晶蠟、亞烷基二醇混合，充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得?fù)合劑；將三聚磷酸鈉、油 酸鉀加入水中，加熱至60-70°C，攪拌均勻，加入活性氧化鋅、針狀的碳酸鈣晶須、微孔碳酸 鈣，攪拌20-30分鐘，烘干粉碎成氧化鋅粉末，再加入復(fù)合劑，分散研磨20-30分鐘，于室溫 下靜置，至復(fù)合劑慢慢滲透至所述氧化鋅粉末表面，再分散研磨成2-50 μ m的顆粒，即得。
[0006] 所述的自潤(rùn)滑性改性輕質(zhì)碳酸鈣填料的制備方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 將木質(zhì)素磺酸鈉、納米結(jié)晶纖維素、二苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚加入水中，攪拌均 勻后加入輕質(zhì)碳酸鈣、菊粉、納米氧化鋅，在3000-4000轉(zhuǎn)/分下攪拌6-8分鐘，得到混合物 料； (2) 將丙烯酸丁酯、丙烯酸、過(guò)硫酸銨加入到第（1)步得到的物料中，加熱至80-90°C， 在9000-12000轉(zhuǎn)/分下攪拌30-40分鐘，得到混合物料； (3) 將其他剩余成分混合研磨分散15-20分鐘，加入第（2)步得到的混合物料中，加熱 至80-90°C，在1000-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌30-40分鐘，噴霧干燥，粉碎成2-50 μ m的顆粒，即 得。
[0007] 本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明填料添加了硬脂酸鋅、氟化石墨，具有良好的自潤(rùn)滑性，填料分散性好；通過(guò)使 用丙烯酸丁酯、丙烯酸對(duì)碳酸鈣進(jìn)行改性，可使改性劑在納米碳酸鈣表面形成均勻、完整的 包覆層，碳酸鈣表面輸水性好，在PVC中具有極佳的應(yīng)用效果，增加了強(qiáng)度和耐磨性；通過(guò) 添加納米氧化鋅，增加了 PVC的耐老化性能；本發(fā)明助劑能增加碳酸鈣在PVC中的浸潤(rùn)性， 減少了 PVC的缺陷。

【具體實(shí)施方式】
[0008] -種自潤(rùn)滑性改性輕質(zhì)碳酸鈣填料，由下列重量份（公斤）的原料制成：硬脂酸 鋅2. 5、聚氧化乙烯4、菊粉0. 6、氟化石墨2. 5、酒石酸鉀鈉0. 2、木質(zhì)素磺酸鈉0. 2、納米結(jié) 晶纖維素1. 2、苯并三氮唑0. 6、硫代二乙二醇1. 3、丙烯酸丁酯2. 5、丙烯酸1. 5、二苯乙烯基 苯酚聚氧乙烯醚0. 4、納米氧化鋅2. 5、過(guò)硫酸銨0. 1、輕質(zhì)碳酸鈣83、助劑15、水130 ; 所述助劑由下列重量份(公斤）的原料制成：荷荷巴油〇. 04、三聚磷酸鈉0. 03、烯丙基 縮水甘油醚0.3、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2、聚天冬氨酸0.2、水解聚馬來(lái)酸酐0. 1、乙二 醇〇. 1、油酸鉀〇. 〇3、ABS 0. 1、微晶蠟0. 1、活性氧化鋅4、針狀的碳酸鈣晶須1. 5、微孔碳酸 鈣1. 5、亞烷基二醇0. 3、水7. 5 ;制備方法為：將荷荷巴油、烯丙基縮水甘油醚、γ -氨丙基 三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚馬來(lái)酸酐、乙二醇、ABS、微晶蠟、亞烷基二醇混合，充分 攪拌均勻，制得復(fù)合劑；將三聚磷酸鈉、油酸鉀加入水中，加熱至65°C，攪拌均勻，加入活性 氧化鋅、針狀的碳酸鈣晶須、微孔碳酸鈣，攪拌25分鐘，烘干粉碎成氧化鋅粉末，再加入復(fù) 合劑，分散研磨25分鐘，于室溫下靜置，至復(fù)合劑慢慢滲透至所述氧化鋅粉末表面，再分散 研磨成2-50 μ m的顆粒，即得。
[0009] 所述的自潤(rùn)滑性改性輕質(zhì)碳酸鈣填料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將木質(zhì)素磺酸鈉、納米結(jié)晶纖維素、二苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚加入水中，攪拌均 勻后加入輕質(zhì)碳酸鈣、菊粉、納米氧化鋅，在3500轉(zhuǎn)/分下攪拌7分鐘，得到混合物料； (2) 將丙烯酸丁酯、丙烯酸、過(guò)硫酸銨加入到第（1)步得到的物料中，加熱至85°C，在 10000轉(zhuǎn)/分下攪拌35分鐘，得到混合物料； (3)將其他剩余成分混合研磨分散18分鐘，加入第（2)步得到的混合物料中，加熱至 85°C，在1300轉(zhuǎn)/分下攪拌35分鐘，噴霧干燥，粉碎成2-50 μ m的顆粒，即得。
[0010] 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 本實(shí)施例填料的吸油值為28mL/100g，與水的接觸角為116°。將該填料用于制取硬 質(zhì)PVC試片，添加量為20%，性能測(cè)試結(jié)果為：屈服強(qiáng)度63. 64Mpa，斷裂強(qiáng)度為52. 63Mpa，斷 裂伸長(zhǎng)率107%，楊氏模量2723. 75Mpa。
[0011] 將該填料用于制取軟質(zhì)PVC試片，添加量為20%，性能測(cè)試結(jié)果為：屈服強(qiáng)度 5. 35Mpa，斷裂強(qiáng)度為6. 75Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率116%，楊氏模量66. 86Mpa。
【權(quán)利要求】
1. 一種自潤(rùn)滑性改性輕質(zhì)碳酸鈣填料，其特征在于由下列重量份的原料制成：硬脂 酸鋅2-3、聚氧化乙烯3-5、菊粉0. 5-0. 7、氟化石墨2-3、酒石酸鉀鈉0. 2-0. 3、木質(zhì)素磺酸 鈉0. 1-0. 2、納米結(jié)晶纖維素1-1. 5、苯并三氮唑0. 5-0. 8、硫代二乙二醇1-1. 5、丙烯酸丁酯 2-3、丙烯酸1-2、二苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚0. 4-0. 5、納米氧化鋅2-3、過(guò)硫酸銨0. 1-0. 2、 輕質(zhì)碳酸鈣80-85、助劑13-16、水120-140 ; 所述助劑由下列重量份的原料制成：荷荷巴油〇. 03-0. 05、三聚磷酸鈉0. 02-0. 03、烯 丙基縮水甘油醚〇. 2-0. 3、γ -氨丙基三乙氧基硅烷0. 1-0. 2、聚天冬氨酸0. 1-0. 2、水解聚 馬來(lái)酸酐 〇· 1-0. 2、乙二醇 0· 1-0. 2、油酸鉀 0· 03-0. 04、ABS 0· 1-0. 2、微晶蠟 0· 1-0. 2、活性 氧化鋅3-5、針狀的碳酸鈣晶須1-2、微孔碳酸鈣1-2、亞烷基二醇0. 3-0. 4、水7-8 ;制備方 法為：將荷荷巴油、烯丙基縮水甘油醚、氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚馬來(lái) 酸酐、乙二醇、ABS、微晶蠟、亞烷基二醇混合，充分?jǐn)嚢杈鶆?，制得?fù)合劑；將三聚磷酸鈉、油 酸鉀加入水中，加熱至60-70°C，攪拌均勻，加入活性氧化鋅、針狀的碳酸鈣晶須、微孔碳酸 鈣，攪拌20-30分鐘，烘干粉碎成氧化鋅粉末，再加入復(fù)合劑，分散研磨20-30分鐘，于室溫 下靜置，至復(fù)合劑慢慢滲透至所述氧化鋅粉末表面，再分散研磨成2-50 μ m的顆粒，即得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自潤(rùn)滑性改性輕質(zhì)碳酸鈣填料的制備方法，其特征在于包括 以下步驟： (1) 將木質(zhì)素磺酸鈉、納米結(jié)晶纖維素、二苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚加入水中，攪拌均 勻后加入輕質(zhì)碳酸鈣、菊粉、納米氧化鋅，在3000-4000轉(zhuǎn)/分下攪拌6-8分鐘，得到混合物 料； (2) 將丙烯酸丁酯、丙烯酸、過(guò)硫酸銨加入到第（1)步得到的物料中，加熱至80-90°C， 在9000-12000轉(zhuǎn)/分下攪拌30-40分鐘，得到混合物料； (3) 將其他剩余成分混合研磨分散15-20分鐘，加入第（2)步得到的混合物料中，加熱 至80-90°C，在1000-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌30-40分鐘，噴霧干燥，粉碎成2-50 μ m的顆粒，即 得。
【文檔編號(hào)】C08K9/06GK104194191SQ201410365935
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】高爾羊 申請(qǐng)人:池州瑞祥鈣業(yè)有限公司