CN104194050A - 一种耐磨阻燃轻质碳酸钙填料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种耐磨阻燃轻质碳酸钙填料,由下列重量份的原料制成：滑石粉2-3、二硫化钼0.4-0.6、氧化铜1-2、氧化镧2-3、妥尔油0.4-0.6、硬脂酸钙1-1.5、十溴二苯醚3-5、聚氧乙烯蓖麻油0.4-0.6、甲基丙烯酸酯2-3、过硫酸钾0.1-0.2、二丁基锡二月桂酸酯2-4、聚异丁烯3-4、硬脂酸酯2.2-2.5、含氢硅油1.2-1.4、轻质碳酸钙80-85、助剂13-16、水120-140；本发明填料的碳酸钙表面包覆了一层有机物层,产生了牢固的结合,增强了其与PVC的界面结合,提高材料的综合性能；通过添加十溴二苯醚，增加了PVC的阻燃性能，提高其分散性和耐磨性。

Description

一种耐磨阻燃轻质碳酸钙填料及其制备方法

技术领域

本发明属于塑料加工领域，特别涉及一种耐磨阻燃轻质碳酸钙填料及其制备方法。

背景技术

碳酸钙是一种被广泛使用的无机填料，可应用到塑料制品、橡胶制品、涂料、胶黏剂等中，特别是轻质碳酸钙，对PVC塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的硬度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般PVC塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高，由于碳酸钙白度在90%以上，还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。但碳酸钙的亲水性强，若不进行表面改性，则在聚合物制品的加工过程中与聚合物基体的相容性差，非常容易团聚，甚至因为团聚而形成结构缺陷，所以碳酸钙粒子在应用到聚合物材料中之前，必须对其表面进行改性，完成由亲水性至亲油性的适当转变。

目前，国内外对碳酸钙的表面改性主要有两个途径，①使颗粒微细或超微细化；②改进碳酸钙的表面性能，使其由无机性向有机性转变，提高与有机聚合物的相容性。然而微细化的碳酸钙容易团聚，而且无法改变其表面亲水疏油的性能。碳酸钙的表面改性包括局部反应改性和表面包覆改性，高能表面改性和机械化学改性等方式，但是目前PVC塑料工业发展迅速，人们对复合材料的需求不断增长，碳酸钙表面改性已成为深加工技术之一，从而进一步改善碳酸钙的吸油性、分散性、尺寸稳定性、耐热性、耐磨性、耐水性、阻燃性、防霉性等一系列性能，以满足不断进步的PVC塑料工业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨阻燃轻质碳酸钙填料及其制备方法，该填料增强了与PVC的界面结合,提高材料的综合性能，增加了PVC的阻燃性能和耐磨性。

本发明的技术方案如下：

一种耐磨阻燃轻质碳酸钙填料,其特征在于由下列重量份的原料制成：滑石粉2-3、二硫化钼0.4-0.6、氧化铜1-2、氧化镧2-3、妥尔油0.4-0.6、硬脂酸钙1-1.5、十溴二苯醚3-5、聚氧乙烯蓖麻油0.4-0.6、甲基丙烯酸酯2-3、过硫酸钾0.1-0.2、二丁基锡二月桂酸酯2-4、聚异丁烯3-4、硬脂酸酯2.2-2.5、含氢硅油1.2-1.4、轻质碳酸钙80-85、助剂13-16、水120-140；

所述助剂由下列重量份的原料制成：荷荷巴油0.03-0.05、三聚磷酸钠0.02-0.03、烯丙基缩水甘油醚0.2-0.3、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷0.1-0.2、聚天冬氨酸0.1-0.2、水解聚马来酸酐0.1-0.2、乙二醇0.1-0.2、油酸钾0.03-0.04、ABS 0.1-0.2、微晶蜡0.1-0.2、活性氧化锌3-5、针状的碳酸钙晶须1-2、微孔碳酸钙1-2、亚烷基二醇0.3-0.4、水7-8；制备方法为：将荷荷巴油、烯丙基缩水甘油醚、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、乙二醇、ABS、微晶蜡、亚烷基二醇混合，充分搅拌均匀，制得复合剂；将三聚磷酸钠、油酸钾加入水中，加热至60-70℃，搅拌均匀，加入活性氧化锌、针状的碳酸钙晶须、微孔碳酸钙，搅拌20-30分钟，烘干粉碎成氧化锌粉末，再加入复合剂，分散研磨20-30分钟，于室温下静置，至复合剂慢慢渗透至所述氧化锌粉末表面，再分散研磨成2-50μm的颗粒，即得。

所述的耐磨阻燃轻质碳酸钙填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将聚氧乙烯蓖麻油加入水中，搅拌均匀后加入轻质碳酸钙、滑石粉、氧化铜、氧化镧，在3000-4000转/分下搅拌6-8分钟，得到混合物料；

（2）将甲基丙烯酸酯、硬脂酸酯、过硫酸钾加入到第（1）步得到的物料中，加热至80-90℃，在9000-12000转/分下搅拌30-40分钟，得到混合物料；

（3）将其他剩余成分混合研磨分散15-20分钟，加入第（2）步得到的混合物料中，加热至80-90℃，在1000-1500转/分下搅拌30-40分钟，喷雾干燥，粉碎成2-50μm的颗粒，即得。

本发明的有益效果

本发明填料的碳酸钙表面包覆了一层有机物层,产生了牢固的结合,增强了其与PVC的界面结合,提高材料的综合性能；通过添加十溴二苯醚，增加了PVC的阻燃性能；通过添加滑石粉、二硫化钼、聚异丁烯、含氢硅油，增加了填料的自润滑性，提高其分散性和耐磨性；本发明助剂能增加碳酸钙在PVC中的浸润性，减少了PVC的缺陷。

具体实施方式

一种耐磨阻燃轻质碳酸钙填料,由下列重量份（公斤）的原料制成：滑石粉2.5、二硫化钼0.5、氧化铜1.5、氧化镧2.5、妥尔油0.5、硬脂酸钙1.3、十溴二苯醚4、聚氧乙烯蓖麻油0.5、甲基丙烯酸酯2.5、过硫酸钾0.1、二丁基锡二月桂酸酯3、聚异丁烯3.5、硬脂酸酯2.3、含氢硅油1.3、轻质碳酸钙83、助剂15、水130；

所述助剂由下列重量份（公斤）的原料制成：荷荷巴油0.04、三聚磷酸钠0.03、烯丙基缩水甘油醚0.3、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷0.2、聚天冬氨酸0.2、水解聚马来酸酐0.1、乙二醇0.1、油酸钾0.03、ABS 0.1、微晶蜡0.1、活性氧化锌4、针状的碳酸钙晶须1.5、微孔碳酸钙1.5、亚烷基二醇0.3、水7.5；制备方法为：将荷荷巴油、烯丙基缩水甘油醚、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、乙二醇、ABS、微晶蜡、亚烷基二醇混合，充分搅拌均匀，制得复合剂；将三聚磷酸钠、油酸钾加入水中，加热至65℃，搅拌均匀，加入活性氧化锌、针状的碳酸钙晶须、微孔碳酸钙，搅拌25分钟，烘干粉碎成氧化锌粉末，再加入复合剂，分散研磨25分钟，于室温下静置，至复合剂慢慢渗透至所述氧化锌粉末表面，再分散研磨成2-50μm的颗粒，即得。

所述的耐磨阻燃轻质碳酸钙填料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚氧乙烯蓖麻油加入水中，搅拌均匀后加入轻质碳酸钙、滑石粉、氧化铜、氧化镧，在3500转/分下搅拌7分钟，得到混合物料；

（2）将甲基丙烯酸酯、硬脂酸酯、过硫酸钾加入到第（1）步得到的物料中，加热至85℃，在10000转/分下搅拌35分钟，得到混合物料；

（3）将其他剩余成分混合研磨分散18分钟，加入第（2）步得到的混合物料中，加热至85℃，在1300转/分下搅拌35分钟，喷雾干燥，粉碎成2-50μm的颗粒，即得。

实验数据：

本实施例填料的吸油值为 39mL/100g，与水的接触角为 95°。将该填料用于制取硬质PVC试片，添加量为20%,性能测试结果为：屈服强度57.992Mpa，断裂强度为46.824Mpa，断裂伸长率101%，杨氏模量2589.58Mpa。

将该填料用于制取软质PVC试片，添加量为20%,性能测试结果为：屈服强度6.83Mpa，断裂强度为7.08Mpa，断裂伸长率115%，杨氏模量62.4Mpa。

Claims (2)

1.一种耐磨阻燃轻质碳酸钙填料,其特征在于由下列重量份的原料制成：滑石粉2-3、二硫化钼0.4-0.6、氧化铜1-2、氧化镧2-3、妥尔油0.4-0.6、硬脂酸钙1-1.5、十溴二苯醚3-5、聚氧乙烯蓖麻油0.4-0.6、甲基丙烯酸酯2-3、过硫酸钾0.1-0.2、二丁基锡二月桂酸酯2-4、聚异丁烯3-4、硬脂酸酯2.2-2.5、含氢硅油1.2-1.4、轻质碳酸钙80-85、助剂13-16、水120-140；

所述助剂由下列重量份的原料制成：荷荷巴油0.03-0.05、三聚磷酸钠0.02-0.03、烯丙基缩水甘油醚0.2-0.3、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷0.1-0.2、聚天冬氨酸0.1-0.2、水解聚马来酸酐0.1-0.2、乙二醇0.1-0.2、油酸钾0.03-0.04、ABS 0.1-0.2、微晶蜡0.1-0.2、活性氧化锌3-5、针状的碳酸钙晶须1-2、微孔碳酸钙1-2、亚烷基二醇0.3-0.4、水7-8；制备方法为：将荷荷巴油、烯丙基缩水甘油醚、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、乙二醇、ABS、微晶蜡、亚烷基二醇混合，充分搅拌均匀，制得复合剂；将三聚磷酸钠、油酸钾加入水中，加热至60-70℃，搅拌均匀，加入活性氧化锌、针状的碳酸钙晶须、微孔碳酸钙，搅拌20-30分钟，烘干粉碎成氧化锌粉末，再加入复合剂，分散研磨20-30分钟，于室温下静置，至复合剂慢慢渗透至所述氧化锌粉末表面，再分散研磨成2-50μm的颗粒，即得。

2.根据权利要求1所述的耐磨阻燃轻质碳酸钙填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将聚氧乙烯蓖麻油加入水中，搅拌均匀后加入轻质碳酸钙、滑石粉、氧化铜、氧化镧，在3000-4000转/分下搅拌6-8分钟，得到混合物料；

（2）将甲基丙烯酸酯、硬脂酸酯、过硫酸钾加入到第（1）步得到的物料中，加热至80-90℃，在9000-12000转/分下搅拌30-40分钟，得到混合物料；

（3）将其他剩余成分混合研磨分散15-20分钟，加入第（2）步得到的混合物料中，加热至80-90℃，在1000-1500转/分下搅拌30-40分钟，喷雾干燥，粉碎成2-50μm的颗粒，即得。