CN103305029B

CN103305029B - 一种石灰石助磨与表面改性复合添加剂

Info

Publication number: CN103305029B
Application number: CN201310251339.4A
Authority: CN
Inventors: 钟明峰; 苏达根
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: CN103305029A

Abstract

本发明公开了一种石灰石助磨与表面改性复合添加剂。该石灰石助磨与表面改性复合添加剂的组成为：三羟乙基胺40%～60%，丙烯酰胺20%～30%，γ―氨丙基三乙氧基硅烷20%～30%。在石灰石粉磨过程中加入该复合助磨剂0.1～0.3%，可起到良好的助磨作用与表面改性作用。在同样条件下，粉磨至同样比表面积，加入该复合助磨剂后，石灰石的粉磨时间可节省10%～20%。且粉磨出来的石灰石与有机聚合物的相容性好。

Description

一种石灰石助磨与表面改性复合添加剂

技术领域

本发明涉及一种助磨与表面改性复合添加剂，特别是涉及一种石灰石助磨与表面改性复合添加剂，该复合添加剂尤其适用于石灰石粉磨与表面改性。

背景技术

石灰石粉是一种重要无机填料，由于其具有价格低廉、无毒、白度高等优点，广泛应用于橡胶、塑料、造纸、食品、医药等工业部门。活性石灰石是重质或轻质碳酸钙经表面活化处理所制得的石灰石产品。近年来，活性石灰石的应用研究方面发展较快，作为一种无机填料，其在工业生产中发挥着越来越重要的作用。

通过粉磨细化，是目前生产超细石灰石的一种常用方法，该方法的能耗较高。（秦广超，杜仁忠，黄云华；国内超细重质碳酸钙生产的现状及其发展；中国粉体工业.2006，4）而且随着碳酸钙粒子的细化，其本身也存在着两个缺陷：一是CaCO₃粒子粒径越小，表面上的原子数越多，则表面能越高，吸附作用越强，根据能量最小原理，各个粒子间要相互团聚，无法在聚合物基体中很好的分散；二是CaCO₃作为一种无机填料，粒子表面亲水疏油，与聚合物界面结合力较弱，受外力冲击时，易造成界面缺陷，导致材料性能下降。（赵丽娜；碳酸钙的形貌控制及表面改性研究；吉林大学博士论文；2009）

因此，为了降低石灰石粉磨能耗，且充分发挥石灰石超细粉体的颗粒效应，提高其在复合材料中的分散性，增强与有机聚合物的相容性，改进石灰石填充复合材料的性能。必须采用有效的助磨及表面改性方法对其表面改性，进而拓宽其应用领域。

发明内容

本发明针对上述现存的技术问题，提供了石灰石助磨与表面改性复合添加剂，不仅可有效降低石灰石粉磨能耗，且在粉磨的同时对石灰石超细粉体进行表面改性，提高其与有机聚合物的相容性。

为实现本发明目的，采用的技术方案如下：

一种石灰石助磨与表面改性复合添加剂，其由下述成分按重量百分比配制后搅拌混合均匀而成：三羟乙基胺40%～60%，丙烯酰胺20%～30%，γ―氨丙基三乙氧基硅烷20%～30%。

优选地，按重量百分比计，石灰石助磨与表面改性复合添加剂原料中，所述三羟乙基胺占45‐55%。所述丙烯酰胺占25%～30%。

本发明的优点和有益效果如下：

（1）在同样条件下，粉磨至同样比表面积，加入该复合助磨剂后，粉磨时间可节省10%～20%。

（2）粉磨与表面改性一体化：在粉磨的同时对石灰石超细粉体进行表面改性，提高其与有机聚合物的相容性。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。

实施例1

一种石灰石助磨与表面改性复合添加剂，由下述成分按重量配制，搅拌混合均匀而成：三羟乙基胺60%，丙烯酰胺20%，γ―氨丙基三乙氧基硅烷20%。

为了增大石灰石粉的比表面积，增强石灰石粉有机聚合物的相容性，改进石灰石填充复合材料的性能，该实施例在对颗粒尺寸小于0.1mm以下石灰石粉进行超细粉磨添加了适量的助磨与表面改性复合添加剂，以实现降低超细粉磨能耗和对石灰石超细粉进行表面改性。石灰石球磨采用长沙天创粉末技术有限公司生产的XQM-2L球磨机，每次入磨物料100g，采用直径2mm的氧化铝磨球400g，磨机的转速为1050r/min，不加入助磨剂，粉磨180分钟，得到比表面积为5m²/g的石灰石超细粉体。在PVC中掺入15%该石灰石超细粉体后，其冲击强度为36.5MPa。

在相同工艺条件下，粉磨过程中加入相对于石灰石重量的该石灰石助磨与表面改性复合添加剂0.1%，粉磨至比表面积5m²/g，粉磨时间缩短为148分钟，节省粉磨时间18%。证明该石灰石助磨与表面改性复合添加剂可起到良好的助磨作用，而且该石灰石助磨与表面改性复合添加剂可改善石灰石超细粉体与有机聚合物的相容性，在PVC中掺入15%重量的上述加入石灰石助磨与表面改性复合添加剂球磨的石灰石超细粉体后，其冲击强度为49.3MPa，相比空白样提高了35%。实施例PVC采用四川金路树脂股份有限公司生产的SG‐5PVC。

在石灰石粉磨过程中加入适量的三羟乙基胺，三羟乙基胺会黏附在石灰石颗粒表面，防止石灰石再团聚，从而有效地帮助研磨。在粉磨过程中再加入适量的丙烯酰胺和γ―氨丙基三乙氧基硅烷，石灰石颗粒表面同时也会吸附丙烯酰胺和γ―氨丙基三乙氧基硅烷。利用丙烯酰胺和γ―氨丙基三乙氧基硅烷于有机聚合物之间的亲和作用，改善了超细石灰石与有机聚合物的相容性。采用本实施例的石灰石助磨与表面改性复合添加剂，实现粉磨与表面改性一体化，在粉磨的同时对石灰石超细粉体进行表面改性，提高其与有机聚合物的相容性。

实施例2

一种石灰石助磨与表面改性复合添加剂，由下述成分按重量配制，搅拌混合均匀而成：三羟乙基胺40%，丙烯酰胺30%，γ―氨丙基三乙氧基硅烷30%。

为了增大石灰石粉的比表面积，增强石灰石粉有机聚合物的相容性，改进石灰石填充复合材料的性能，该实施例在对颗粒尺寸小于0.1mm以下石灰石粉进行超细粉磨添加了适量的助磨与表面改性复合添加剂，以实现降低超细粉磨能耗和对石灰石超细粉进行表面改性。石灰石球磨采用长沙天创粉末技术有限公司生产的XQM‐2L球磨机，每次入磨物料100g，采用直径2mm的氧化铝磨球400g，球磨机的转速为1050r/min，不加入助磨剂，粉磨180分钟，得到比表面积为5m²/g的石灰石超细粉体。在PVC中掺入15%重量该石灰石超细粉体后，其冲击强度为36.5MPa。

在相同工艺条件下，粉磨过程中加入相对于石灰石重量的该石灰石助磨与表面改性复合添加剂0.2%，粉磨至比表面积5m²/g，粉磨时间缩短为162分钟，节省粉磨时间10%；证明该石灰石助磨与表面改性复合添加剂可起到良好的助磨作用。而且该石灰石助磨与表面改性复合添加剂可改善石灰石超细粉体与有机聚合物的相容性，在PVC中掺入15%重量的上述加入石灰石助磨与表面改性复合添加剂球磨的石灰石超细粉体后，其冲击强度为48.2MPa，相比空白样提高了32%。实施例PVC采用四川金路树脂股份有限公司生产的SG‐5PVC。

实施例3

一种石灰石助磨与表面改性复合添加剂，由下述成分按重量配制，搅拌混合均匀而成：三羟乙基胺50%，丙烯酰胺25%，γ―氨丙基三乙氧基硅烷25%。

为了增大石灰石粉的比表面积，增强石灰石粉有机聚合物的相容性，改进石灰石填充复合材料的性能，该实施例在对颗粒尺寸小于0.1mm以下石灰石粉进行超细粉磨添加了适量的助磨与表面改性复合添加剂，以实现降低超细粉磨能耗和对石灰石超细粉进行表面改性。石灰石球磨采用长沙天创粉末技术有限公司生产的XQM‐2L球磨机，每次入磨物料100g，采用直径2mm的氧化铝磨球400g，磨机的转速为1050r/min，不加入助磨剂，粉磨180分钟，得到比表面积为5m²/g的石灰石超细粉体。在PVC中掺入15%该石灰石超细粉体后，其冲击强度为36.5MPa。

在相同工艺条件下，粉磨过程中加入相对于石灰石重量的该石灰石助磨与表面改性复合添加剂0.3%，粉磨至比表面积5m²/g，粉磨时间缩短为144分钟，节省粉磨时间20%，证明该石灰石助磨与表面改性复合添加剂可起到良好的助磨作用；而且该石灰石助磨与表面改性复合添加剂可改善石灰石超细粉体与有机聚合物的相容性，在PVC中掺入15%重量的上述加入石灰石助磨与表面改性复合添加剂球磨的石灰石超细粉体后，其冲击强度为50.4MPa，相比空白样提高了32%。实施例PVC采用四川金路树脂股份有限公司生产的SG‐5PVC。

Claims

1.一种石灰石助磨与表面改性复合添加剂，其特征在于：由下述成分按重量百分比配制后搅拌混合均匀而成：三羟乙基胺40%～60%，丙烯酰胺20%～30%，γ―氨丙基三乙氧基硅烷20%～30%。

2.根据权利要求1所述的石灰石助磨与表面改性复合添加剂，其特征在于：按重量百分比计，石灰石助磨与表面改性复合添加剂原料中，所述三羟乙基胺占45‐55%。

3.根据权利要求1所述的石灰石助磨与表面改性复合添加剂，其特征在于：按重量百分比计，石灰石助磨与表面改性复合添加剂原料中，所述丙烯酰胺占25%～30%。