CN105524489A - 一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法 - Google Patents

一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105524489A
CN105524489A CN201510952191.6A CN201510952191A CN105524489A CN 105524489 A CN105524489 A CN 105524489A CN 201510952191 A CN201510952191 A CN 201510952191A CN 105524489 A CN105524489 A CN 105524489A
Authority
CN
China
Prior art keywords
calcium carbonate
nano
sodium
polyurethane sealant
modifying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510952191.6A
Other languages
English (en)
Inventor
田伟
周新民
王璟琳
罗清平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Tianshi Nano-Tech Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Tianshi Nano-Tech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Tianshi Nano-Tech Co Ltd filed Critical Zhejiang Tianshi Nano-Tech Co Ltd
Priority to CN201510952191.6A priority Critical patent/CN105524489A/zh
Publication of CN105524489A publication Critical patent/CN105524489A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021—Calcium carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/006—Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/08—Treatment with low-molecular-weight non-polymer organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02—Non-macromolecular additives
    • C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00—Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

本发明公开了一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法，包括如下步骤：加入纳米碳酸钙熟浆和乳化剂，搅拌、混合、均化；加入复合改性剂后进行高剪切乳化，然后继续搅拌剪切细化和解聚；陈化、增浓、压滤、干燥和粉碎分级。本发明的有益效果是：减少纳米碳酸钙包裹体的生成、降低产品pH、水份、改善粉体细度、触变性，并有效控制粘度，整个工艺流程简单，可控性强、可靠性高，且易于工业化推广。

Description

一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法
技术领域
本发明涉及一种显著改善纳米碳酸钙粉体应用性能的原位乳化改性方法，特别适用于室温硫化单组份聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的表面改性处理，属于无机粉体与纳米材料生产制备与功能化领域。
背景技术
纳米碳酸钙是目前性价比最高的无机纳米粉体材料，不仅起到增量填充、降低生产成本的作用，还能对高分子材料发挥补强作用，提高其硬度、刚性和尺寸稳定性等，并赋予其某些特殊物理化学性质。因此，纳米碳酸钙被广泛应用于功能性橡胶、塑料、油墨、涂料等行业和领域。但是，纳米碳酸钙直接应用于上述有机高分子的基料中存在致命的缺陷：一是纳米碳酸钙主要是湿法制备，表面富集了大量羟基等亲水基团，不利于在高分子介质中均匀分散，容易造成复合材料界面缺陷，严重影响制成品的力学性能和外观光洁度；二是纳米碳酸钙比表面较大，表面缺陷多，在氢键、分子间作用力、静电力的作用下极易发生团聚，形成几何尺寸较大的聚集体，远超出纳米尺度，无法发挥纳米材料的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，同时还会在改性过程中形成微米级的二次包裹体，形成难以烘干脱除的“夹心水”，严重影响湿气固化密封胶的固化和储存稳定性。为了克服上述不足，就必须采用改性剂对纳米碳酸钙进行彻底的表面改性处理，细化颗粒，避免二次团聚，使其成为表面疏水亲油的功能性复合材料。
纳米碳酸钙的改性方法主要有两类：(1)干法改性，采用高速捏合机或者分散混合设备将碳酸钙粉体与分散剂、偶联剂等活性成分一起充分混合，在机械力的作用下促使活性基团与碳酸钙表面发生物理吸附或者化学成建作用，形成疏水性表面完成改性。该方法工艺过程简单、生产效率高，无污水排放；缺点是包覆不均匀、活性层不致密，产品的活化度较低，且容易发生硬团聚而导致分散欠佳、同时该工艺对粉体的水份要求严格，因此更适用于重质碳酸钙的改性或湿法改性粉体的二次活化处理。(2)湿法改性，即直接在碳化后的纳米碳酸钙熟浆中加入表面活性物质，借助机械力等外力作用促使活性物质与碳酸钙表面发生物理化学作用而实现疏水化改性。相对于干法改性，湿法改性工艺过程稍显复杂，能耗也相对较高，但是具有改性剂包覆均匀、活性层致密，表面缺陷少和表面能低的优势。更为关键的是，在后续烘干过程可避免碳酸钙颗粒之间因毛细管效应和盐桥作用而发生硬团聚，保证最终产品具有较高的活化度高和分散性。
无论采取何种改性方法，表面处理剂的种类、组成无疑对最终的改性效果起到决定性作用。上述改性方法中，适合用于纳米碳酸钙表面改性的活性物质主要是含有双亲分子结构的阴离子表面活性剂和低分子量聚合物，近年来还出现了以纳米二氧化钛、二氧化硅、氧化铝等无机物改性纳米碳酸钙的应用研究。领域内相关专利有CN94115874、CN1400167A、CN1654551A、CN01126405、CN200310114392、CN200410084715、CN200510112375、CN200510112372、CN200810071290、CN200810202557、CN200910195686、CN201010022949、CN201010242265、CN201010205633、CN201110061918、CN201110236966、201110387649.X、US2050193，US2199710，US2663695，US2010041809等。
通过跟踪公开发表的专利成果，可以看到，经过几十年的探索和发展，纳米碳酸钙在改性工艺和改性剂的开发方面取得了很多新成果，但具体到工业化应用都还存在着一些先天不足。不是改性工艺条件苛刻、过程繁琐、实用性差；就是改性剂结构复杂，价格高昂，生产企业难以承受。而脂肪酸及其盐廉价易得，来源广泛，生产技术成熟，依然是国内纳米碳酸钙表面处理的主流改性剂，基于此的改性方法和工艺也层出不穷，主要进展在以下三个方面：(1)开发以脂肪酸为主的复配改性剂，发挥各活性成分的协同作用，改善纳米碳酸钙与聚合物的亲和性，提高其应用性能；(2)采用新设备强化固液两相微观混合与传质过程，为解聚碳酸钙假性团聚体、细化碳酸钙颗粒和活性剂胶束，增强反应活性创造有利条件；(3)创新改性工艺与流程，消除传统脂肪酸及其盐在湿法改性中的能耗高，有效利用率低等问题。
采用脂肪酸及其盐对纳米碳酸钙进行湿法改性的技术与专利在以上三个方面都有进展，但是还没有专利技术在以上三个方面同时着手，开发更为高效和经济的工业化改性方法，以破解纳米碳酸钙功能化应用方面的难题。这就造成了目前国产高端纳米碳酸钙粉体，如聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙产品的紧缺，甚至空白。因此，发展和创新脂肪酸(盐)系改性剂和改性工艺，提高改性效能，降低生产成本，破解纳米碳酸钙粉体的功能化应用难题，依然具有重大的现实和理论意义。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是，现有改性工艺不能经济有效得细化纳米碳酸钙颗粒、减少包裹体生成，降低产品pH、水份，解决提高触变性与降低粘度之间的矛盾，改善粉体加工与应用性能，从而提供一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法，具有流程简单、可控性强、可靠性高和易于工业化的优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)向改性罐内定量加入纳米碳酸钙熟浆和乳化剂，搅拌、混合、均化10～15min；
(2)开启高剪切乳化泵对步骤(1)所得的浆液进行剪切细化和解聚15～20min；
(3)向改性罐内逐渐加入复合改性剂，高剪切乳化15min后关闭乳化泵，继续搅拌20～30min；
(4)对步骤(3)所得浆液，进行陈化、增浓、压滤、干燥和粉碎分级，得到功能化的纳米碳酸钙成品。
所述复合改性剂为月桂酸、油酸、异硬脂酸、椰子油、蓖麻油、月桂酸钠、油酸钠、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸铝、硬脂酸锌、二异硬脂酸铝及异硬脂酸稀土化合物ReSA3(Re＝La～Lu，，SA为异硬脂酸(2,2,4,8,10,10-六甲基十一烷-5-羧酸))中任意组合的混合物。
目前国产纳米碳酸钙在聚氨酯密封胶生产应用上表现欠佳，无法替代进口产品的主要原因，是生产上仍沿用传统改性方法对纳米碳酸钙进行表面处理，普遍存在三个问题：1)容易团聚生成包裹体，产品细度不够影响密封胶表观；2)水份和pH值偏高，影响胶体贮存稳定性；3)触变性与粘度难以平衡，影响加工和应用性能。针对这些问题，本技术方案先向纳米碳酸钙浆液中加入适量乳化剂，借助高剪切力进行持续均化和乳化，使得浆液中的碳酸钙原生颗粒凝聚体或团簇被拆解和破坏，碳酸钙颗粒得以细化，并在乳化剂分子的空间位阻作用下彼此隔离而解聚；然后再定量加入复合改性剂对其进行表面改性处理，使其表面生成致密疏水层而得到充分活化，显著改善与聚氨酯胶体的亲和力，提高触变性，并有效管控粘度升高。经过这样的处理步骤后，纳米碳酸钙在含水量、pH、细度、粘度和触变性这五个关键指标上均有明显改善和提高。本方案采用复合改性剂，发挥各组份间的协同效应，经过一次原位乳化改性即可生产聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙产品，摒弃了现有工艺采用硅烷偶联剂、高分子触变促进剂等昂贵处理剂来弥补粉体性能缺陷的方法，也无需增加工序，降低成品pH、水份，并改善细度。
作为优选，以碳酸钙质量计，步骤(1)中添加的乳化剂剂量为1.5‰～5.0‰；乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酸钠、乙氧基化烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸钠、脂肪酸甲酯聚醚磺酸钠、ACUSOL830、AD755中任意组合的混合物。经过发明人实测，上述物质中任意组合的混合物用作乳化剂，有助于细化胶束颗粒，提高浆料悬浮稳定性，进而增强乳化和解聚效果。加入量为1.5‰～5.0‰时，乳化剂的乳化和解聚效果最佳，过多则造成浪费，过少则效果不佳。
作为优选，步骤(1)中，纳米碳酸钙熟浆温度控制在55℃～60℃，浓度取值120～150g/l，pH值为7.0～8.0，BET比表面为20～25m2/g；改性罐为保温型改性罐。本方案选用了初始pH趋于中性的纳米碳酸钙熟浆并控制适宜的浓度，有效解决了纳米碳酸钙因“返碱”而造成的pH偏高问题。同时，由于采用保温型改性罐，只需控制浆液温度高于55℃，就可利用其初始热量完成后续工序，不必再行加热。而传统工艺中，改性时需要加热以保证改性剂在浆料中充分溶解和分散，改性后进行脱水又要冷却以减少改性剂流失，本技术方案解决了这个矛盾，简化了工艺和操作，十分有助于降低生产纳米碳酸钙的单位能耗和成本。
作为优选，步骤(2)中高剪切乳化泵的转速为3500～5000r/min。活化处理在乳化泵与轮盘式搅拌的双重作用下完成，其活化处理效果更佳。
作为优选，以碳酸钙质量计，步骤(3)所述复合改性剂的加入量为2.0～3.5％。添加硬脂酸钙、二异硬脂酸铝和异硬脂酸稀土化合物，可提高粉体的触变性和热稳定性。经过发明人实测，加入量为2.0～3.5％，复合改性剂的改性效果最佳，过多则复合改性剂浪费，过少则改性效果不佳。
综上所述，本发明的有益效果是：减少纳米碳酸钙包裹体的生成、降低产品pH、水份、改善粉体细度、触变性，并有效控制粘度，整个工艺流程简单，可控性强、可靠性高，且易于工业化推广。
附图说明
图1是传统改性工艺所得纳米碳酸钙NPCC的透射电镜照片，
图2是实施例1中原位乳化改性纳米碳酸钙NPCC-A的透射电镜照片，
图3是实施例2中原位乳化改性纳米碳酸钙NPCC-B的透射电镜照片，
图4是实施例3中原位乳化改性纳米碳酸钙NPCC-C的透射电镜照片，
图5是进口聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙TC-XXX的透射电镜照片。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例
备取足量纳米碳酸钙新鲜浆液，浓度为120g/l，温度为58℃，pH值为7.0，BET比表面为23.50m2/g，用于改性实施。其中，将采用传统改性工艺和改性剂所得的纳米碳酸钙样本作为对照组，记为NPCC，其透射电镜照片如图1所示。
例1，具体实施步骤为：
(1)向改性罐内加入20m3上述备取纳米碳酸钙熟浆和适量乳化剂，启动轮盘式搅拌机，搅拌、混合、均化15min；乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，添加量为10公斤；
(2)开启高剪切乳化泵对步骤(1)所得的浆液进行高剪切细化15min；高剪切乳化泵的转速为3500r/min；
(3)以碳酸钙质量计，向改性罐内逐渐加入2.5％复合改性剂，高剪切乳化25min后关闭乳化泵，继续搅拌30min；复合改性剂为油酸：月桂酸钠：硬脂酸铝、异硬脂酸镧按照重量份40：50：8：2复合而成；
(4)对步骤(3)所得浆液，进行陈化、增浓、压滤，在230℃条件下动态烘干、粉碎分级后，得到成品。样品记为NPCC-A，其透射电镜照片如图2所示。
例2，具体实施步骤为：
(1)向改性罐内加入20m3上述备取纳米碳酸钙熟浆和适量乳化剂，启动轮盘式搅拌机，搅拌、混合、均化15min；乳化剂由十二烷基硫酸钠与AD755按质量比1：1混合而成，添加量为12公斤；
(2)开启高剪切乳化泵对(1)步骤所得的浆液进行高剪切细化15min；高剪切乳化泵的转速为4500r/min；
(3)以碳酸钙质量计，向改性罐内逐渐加入2.0％复合改性剂，高剪切乳化25min后关闭乳化泵，继续搅拌30min；复合改性剂为油酸：硬脂酸钠：椰子油、异硬脂酸铈按照重量份40：50：8：2复合而成；
(4)对步骤(3)所得浆液，进行陈化、增浓、压滤，在230℃条件下动态烘干、粉碎分级后，得到成品。样品记为NPCC-B，其透射电镜照片如图3所示。
例3，具体实施步骤为：
(1)向保温改性罐内加入20m3上述备取纳米碳酸钙熟浆和适量乳化剂，启动轮盘式搅拌机，搅拌、混合、均化10min；乳化剂由脂肪酸甲酯聚醚磺酸钠与ACUSOL830按质量比1：1混合而成，添加量为8公斤；
(2)开启高剪切乳化泵对(1)步骤所得的浆液进行高剪切细化20min；高剪切乳化泵的转速为5000r/min；
(3)以碳酸钙质量计，向改性罐内逐渐加入3.0％复合改性剂，高剪切乳化25min后关闭乳化泵，继续搅拌30min；复合改性剂为异硬脂酸：油酸钠：二异硬脂酸铝、异硬脂酸镧、异硬脂酸铈按照重量份40：50：7：2：1复合而成；
(4)对步骤(3)所得浆液，进行陈化、增浓、压滤，在230℃条件下动态烘干、粉碎分级后，得到成品。样品记为NPCC-C，其透射电镜照片如图4所示。
另取市售某进口聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙样品一份，记为TC-XXX，其透射电镜照片如图5所示。
样品 比表面m2/g 细度μm 活化度％ PH 水份％ 白度％
NPCC 18.50 4.02 98 10.0 0.36 94.5
NPCC-A 19.64 3.22 99 9.0 0.18 95.3
NPCC-B 20.56 3.09 100 8.9 0.13 95.5
NPCC-C 21.23 2.88 100 8.7 0.11 96.0
TC-XXX 18.81 2.93 98 8.8 0.20 94.0
表1：纳米碳酸钙样品的主要技术指标对比
(注：比表面测试采用BET法，测试设备为3H-2000-BET-A型氮吸附比表面仪；细度数据采用激光粒度分析法，测试设备为BT-9300Z型激光粒度分布仪；活化度、pH、水份以及白度指标均按照GB/T19281-2003相应规定进行检测。)
表2：纳米碳酸钙应用于聚氨酯密封胶(PU)的性能指标
(注：粘度采用旋转粘度计检测，测试设备为NDJ-79A型旋转粘度计；触变性用胶体下垂度来表征；剪切强度、拉伸强度、断裂伸长率以及贮存稳定器等指标参照GB16776-2005《建筑用硅酮密封胶》和GB/T13477.6-2002《建筑密封材料试验方法》中的相关方法测定。)
对5个样本的各项测定结果列示于表1和表2中。
从表1中的技术指标数据，可看出原位乳化改性得到的纳米碳酸钙样本，在提高产品细度与触变性、降低pH和水份，以及避免高温黄变(白度)等方面的表现全面优于传统纳米碳酸钙NPCC，主要技术指标达到或超过了进口产品TC-XXX。表2中的应用指标反映出，原位乳化改性所得纳米碳酸钙在力学性能(强度、伸长率)、加工性能(粘度、触变性)以及贮存稳定性(贮存周期)方面表现优异，较传统改性工艺所得纳米碳酸钙有了非常大的提升，已经可以满足聚氨酯密封胶特殊的生产需求，具备了替代进口纳米碳酸钙产品TC-XXX的技术条件。
从附图各样本的TEM图像可以看出，图1中传统改性工艺所得纳米碳酸钙样本NPCC，发生明显团聚，颗粒凝聚和粘连比较严重，晶体界面模糊不清，晶体形状不规则；而图2中经过原位乳化改性处理的样本NPCC-A，团聚情况明显改善，酸钙颗粒从团聚体中解离出来，显现出原生颗粒的几何轮廓；图3和图4中，改变复合改性剂配方，原位乳化改性所得纳米碳酸钙样本NPCC-B与NPCC-C，团聚情况显著改善，碳酸钙团聚体二次结构基本被拆解和破坏，原生晶体颗粒趋于单分散状态，晶形清晰、晶界明显；由此可见，原位乳化改性在消除纳米碳酸钙粒子团聚，改善分散方面具有非常突出的效果。对比图5所示的某进口产品样本TC-XXX，以本发明的方法制备所得纳米碳酸钙在晶体形貌规整度、尺寸均一性以及分散性方面均不逊于进口纳米碳酸钙产品。

Claims (5)

1.一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)向改性罐内定量加入纳米碳酸钙熟浆和乳化剂，搅拌、混合、均化10～15min；
(2)开启高剪切乳化泵对步骤(1)所得的浆液进行剪切细化和解聚15～20min；
(3)向改性罐内逐渐加入复合改性剂，高剪切乳化15min后关闭乳化泵，继续搅拌20～30min；
(4)对步骤(3)所得浆液，进行陈化、增浓、压滤、干燥和粉碎分级，得到功能化的纳米碳酸钙成品。
所述复合改性剂为月桂酸、油酸、异硬脂酸、椰子油、蓖麻油、月桂酸钠、油酸钠、硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸铝、硬脂酸锌、二异硬脂酸铝及异硬脂酸稀土化合物ReSA3(Re＝La～Lu，，SA为异硬脂酸(2,2,4,8,10,10-六甲基十一烷-5-羧酸))中任意组合的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法，其特征是，以碳酸钙质量计，步骤(1)中添加的乳化剂剂量为1.5‰～5.0‰；乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酸钠、乙氧基化烷基硫酸钠、α-烯烃磺酸钠、脂肪酸甲酯聚醚磺酸钠、ACUSOL830、AD755中任意组合的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法，其特征是，步骤(1)中，纳米碳酸钙熟浆温度控制为55℃～60℃，浓度取值为120～150g/l，pH值为7.0～8.0，BET比表面为20～25m2/g；改性罐为保温型改性罐。
4.根据权利要求1或2所述的一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法，其特征是，步骤(2)中高剪切乳化泵的转速为3500～5000r/min。
5.根据权利要求1或2所述的一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法，其特征是，以碳酸钙质量计，步骤(3)中所述复合改性剂的加入量为2.0～3.5％。
CN201510952191.6A 2015-12-17 2015-12-17 一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法 Pending CN105524489A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510952191.6A CN105524489A (zh) 2015-12-17 2015-12-17 一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510952191.6A CN105524489A (zh) 2015-12-17 2015-12-17 一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105524489A true CN105524489A (zh) 2016-04-27

Family

ID=55767029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510952191.6A Pending CN105524489A (zh) 2015-12-17 2015-12-17 一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105524489A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105885348A (zh) * 2016-06-13 2016-08-24 韶关盈田环保材料有限公司 一种新型阻燃塑料添加剂及其生产工艺
CN106675110A (zh) * 2016-11-11 2017-05-17 恩平燕怡新材料有限公司 一种高活性纳米碳酸钙
CN111960453A (zh) * 2020-07-07 2020-11-20 广西夏阳环保科技有限公司 一种水性涂料用的纳米碳酸钙的制备方法
CN115140755A (zh) * 2022-07-14 2022-10-04 桂林卓瑞食品原料有限公司 一种多孔碳酸钙的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103613955A (zh) * 2013-11-29 2014-03-05 芮城新泰纳米材料有限公司 车用胶粘剂专用纳米碳酸钙的制备方法
CN104893361A (zh) * 2015-05-25 2015-09-09 福建鸿丰纳米科技有限公司 中性硅酮密封胶专用纳米碳酸钙的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103613955A (zh) * 2013-11-29 2014-03-05 芮城新泰纳米材料有限公司 车用胶粘剂专用纳米碳酸钙的制备方法
CN104893361A (zh) * 2015-05-25 2015-09-09 福建鸿丰纳米科技有限公司 中性硅酮密封胶专用纳米碳酸钙的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
俞康泰: "《陶瓷添加剂应用技术》", 31 May 2006, 北京：化学工业出版社 *
段好: ""超细碳酸钙粉体的干法表面改性研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（工程科技I辑）》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105885348A (zh) * 2016-06-13 2016-08-24 韶关盈田环保材料有限公司 一种新型阻燃塑料添加剂及其生产工艺
CN106675110A (zh) * 2016-11-11 2017-05-17 恩平燕怡新材料有限公司 一种高活性纳米碳酸钙
CN111960453A (zh) * 2020-07-07 2020-11-20 广西夏阳环保科技有限公司 一种水性涂料用的纳米碳酸钙的制备方法
CN115140755A (zh) * 2022-07-14 2022-10-04 桂林卓瑞食品原料有限公司 一种多孔碳酸钙的制备方法
CN115140755B (zh) * 2022-07-14 2023-11-10 桂林卓瑞食品原料有限公司 一种多孔碳酸钙的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105524489A (zh) 一种聚氨酯密封胶用纳米碳酸钙的原位乳化改性方法
CN104393246B (zh) 一种纳米磷酸铁锂水性基浆料的制备方法
CN104072832B (zh) 一种充油充氧化石墨烯乳液共凝橡胶及其制备方法
CN101475759A (zh) 一种实用的制备高触变性表面处理纳米碳酸钙的方法
CN106700657B (zh) 一种耐高温硅酮胶用纳米碳酸钙的表面处理方法
CN105400237A (zh) 一种应用于填充硅酮密封胶的纳米碳酸钙的表面处理方法
CN109810323A (zh) 一种白炭黑/氧化石墨烯纳米杂化填料的制备方法和纳米杂化填料及其应用
CN104497633A (zh) 一种纳米碳酸钙的表面处理方法
CN104479411A (zh) 一种硅酮密封胶专用纳米碳酸钙的表面改性方法
CN107057386B (zh) 一种天然沥青成品胶结料的加工工艺及配方
CN104725687A (zh) 一种充油充碳纳米管充氧化石墨烯乳液共凝橡胶及其制备方法
CN106277014A (zh) 预先分散湿法表面改性制备活性超细碳酸钙的方法
CN101348254B (zh) 一种中空纳米氧化硅球的制备方法
CN107601977A (zh) 一种纤维素纳米晶增强水泥净浆材料及其制备方法
CN105218890A (zh) 一种制备炭黑母胶的方法
CN105400238B (zh) 一种填充pvc增塑糊的纳米碳酸钙的表面处理方法
CN110358328A (zh) 纳米级活性碳酸钙及其加工方法
CN104072789A (zh) 一种湿法混炼的方法
CN105111753A (zh) 一种沥青改性材料及其应用
CN105601757B (zh) 一种药物载体交联改性大米淀粉纳米晶的制备方法
CN110407212B (zh) 一种高分散性的纳米碳酸盐凝胶体及其制备方法和应用
CN104710660A (zh) 一种碳纳米管插层蒙脱土增强充油型乳液共凝橡胶的制备方法
CN114436307B (zh) 橡胶专用轻质碳酸钙的制备方法
CN105348572A (zh) 一种伊蒙粘土在橡胶中的应用方法
CN104927401A (zh) 一种改性碳酸钙及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 311600 Zhejiang Province under the town of life in the upper reaches of the village of natural village on the river

Applicant after: ZHEJIANG TIANSHI NANO-TECH CO., LTD.

Address before: 311600, Zhejiang Province, Jiande City, lower Town, lower village, Creek Village on the stream

Applicant before: ZHEJIANG TIANSHI NANO-TECH CO., LTD.

COR Change of bibliographic data
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160427

RJ01 Rejection of invention patent application after publication