CN104194052A - 一种增强增韧碳酸钙填料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种增强增韧碳酸钙填料,由下列重量份的原料制成：硫酸钙晶须5-7、月桂酸多元醇酯2-3、硅烷偶联剂KH-5502-3、三氧化钼1-1.3、氧化铁3-4、乳木果油1-1.4、蜂蜜0.3-0.4、酰胺丙基甜菜碱0.5-0.8、硫酸铝钾0.8-1.2、吗啉2-3、硫酸钠0.3-0.5、尿素0.3-0.5、烷醇酰胺0.1-0.2、钛白粉3-4、轻质碳酸钙80-85、助剂13-16、水120-140；本发明配方工艺独特，碳酸钙表面改性均匀，用于PVC填料添加剂，能大幅改善PVC性能，大大提高了其冲击韧性，增强了PVC材料的刚性，耐热生和加工性；通过添加硫酸钙晶须，更是大大增加了PVC的强度和韧性；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。

Description

一种增强增韧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，特别涉及一种增强增韧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增强增韧碳酸钙填料及其制备方法，该填料用于PVC填料添加剂，能大幅改善PVC性能，大大提高了其冲击韧性，增强了PVC材料的刚性，耐热生和加工性，更是大大增加了PVC的强度和韧性。
本发明的技术方案如下：
一种增强增韧碳酸钙填料,其特征在于由下列重量份的原料制成：硫酸钙晶须5-7、月桂酸多元醇酯2-3、硅烷偶联剂KH-550 2-3、三氧化钼1-1.3、氧化铁3-4、乳木果油1-1.4、蜂蜜0.3-0.4、酰胺丙基甜菜碱0.5-0.8、硫酸铝钾0.8-1.2、吗啉2-3、硫酸钠0.3-0.5、尿素0.3-0.5、烷醇酰胺0.1-0.2、钛白粉3-4、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。
所述的一种增强增韧碳酸钙填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将酰胺丙基甜菜碱、烷醇酰胺加入水中，搅拌均匀后加入轻质碳酸钙、硫酸钙晶须、三氧化钼、氧化铁、钛白粉，在3000-4000转/分下搅拌6-8分钟，得到混合物料；
（2）将月桂酸多元醇酯、硅烷偶联剂KH-550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
本发明配方工艺独特，碳酸钙表面改性均匀，用于PVC填料添加剂，能大幅改善PVC性能，大大提高了其冲击韧性，增强了PVC材料的刚性，耐热生和加工性；通过添加硫酸钙晶须，更是大大增加了PVC的强度和韧性；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
一种增强增韧碳酸钙填料,由下列重量份（公斤）的原料制成：硫酸钙晶须6、月桂酸多元醇酯2.5、硅烷偶联剂KH-550 2.5、三氧化钼1.1、氧化铁3.5、乳木果油1.2、蜂蜜0.3、酰胺丙基甜菜碱0.6、硫酸铝钾1、吗啉2.5、硫酸钠0.4、尿素0.4、烷醇酰胺0.2、钛白粉3.5、轻质碳酸钙83、助剂14、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。
所述的一种增强增韧碳酸钙填料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将酰胺丙基甜菜碱、烷醇酰胺加入水中，搅拌均匀后加入轻质碳酸钙、硫酸钙晶须、三氧化钼、氧化铁、钛白粉，在3500转/分下搅拌7分钟，得到混合物料；
（2）将月桂酸多元醇酯、硅烷偶联剂KH-550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17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 33mL/100g，与水的接触角为 100°。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55.64Mpa，断裂强度为48.74Mpa，断裂伸长率103%，杨氏模量2677.54Mpa。
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5.79Mpa，断裂强度为7.14Mpa，断裂伸长率116%，杨氏模量68.8Mpa。

Claims (2)

1.一种增强增韧碳酸钙填料,其特征在于由下列重量份的原料制成：硫酸钙晶须5-7、月桂酸多元醇酯2-3、硅烷偶联剂KH-550 2-3、三氧化钼1-1.3、氧化铁3-4、乳木果油1-1.4、蜂蜜0.3-0.4、酰胺丙基甜菜碱0.5-0.8、硫酸铝钾0.8-1.2、吗啉2-3、硫酸钠0.3-0.5、尿素0.3-0.5、烷醇酰胺0.1-0.2、钛白粉3-4、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所述的一种增强增韧碳酸钙填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将酰胺丙基甜菜碱、烷醇酰胺加入水中，搅拌均匀后加入轻质碳酸钙、硫酸钙晶须、三氧化钼、氧化铁、钛白粉，在3000-4000转/分下搅拌6-8分钟，得到混合物料；
（2）将月桂酸多元醇酯、硅烷偶联剂KH-550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。
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