CN106496637A - 一种橡胶用改性碳酸钙 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种橡胶用改性碳酸钙，包括以下原料：碳酸钙、甘氨酸、催化剂、引发剂、聚2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸钾、碳酸氢钾、架桥剂、调节剂、交联剂、促进剂、苯丙烯、增塑剂、过硫酸钠、水溶胶氢氧化铝、活性白土、相容剂、分散剂、磷酸二铵、消烟剂、紫外线吸收剂、光稳剂、抗老剂、稳定剂。本发明通过对碳酸钙改性，解决了碳酸钙亲水疏油、分散性不好、易沉降、机械强度不高、与聚合物相容性差无法达到增强作用等问题，提高了碳酸钙的应用范围；同时赋予了改性碳酸钙抗老化、阻燃、消烟等功能。

Description

一种橡胶用改性碳酸钙
【技术领域】
本发明属于改性碳酸钙制备技术领域，具体涉及一种橡胶用改性碳酸钙。
【背景技术】
碳酸钙是一种常用无机填料，因来源广、价格便宜等，广泛用于橡胶、塑料、涂料等领域。但碳酸钙表面亲水疏油、比表面积大、表面能高、颗粒间极易团聚，当直接或大量填充有机基体材料中时，不但难以均匀地分散，且与基体的结合力很弱，导致两相界面缺陷、复合材料的某些性能下降。因此，为了拓宽其应用领域，必须对碳酸钙表面进行改性，使其表面亲油疏水，增强与橡胶的相容性，提高在橡胶中的分散性，改善和提高复合材料的性能。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种橡胶用改性碳酸钙，以解决现有碳酸钙亲水疏油、分散性不好、易沉降、机械强度不高、与橡胶相容性差等问题。本发明通过对碳酸钙改性，解决了碳酸钙亲水疏油、分散性不好、易沉降、机械强度不高、与聚合物相容性差无法达到增强作用等问题，提高了碳酸钙的应用范围；同时赋予了改性碳酸钙抗老化、阻燃、消烟等功能。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种橡胶用改性碳酸钙，以重量份为单位，包括以下原料：碳酸钙162-198份、甘氨酸46-59份、催化剂0.4-0.6份、引发剂0.2-0.4份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾2-5份、碳酸氢钾1.5-3.8份、架桥剂0.5-0.7份、调节剂0.2-0.4份、交联剂0.3-0.6份、促进剂0.1-0.2份、苯丙烯6-11份、增塑剂0.4-0.8份、过硫酸钠2-4份、水溶胶氢氧化铝4.2-7份、活性白土3.2-6份、相容剂0.3-0.6份、分散剂0.2-0.4份、磷酸二铵1-3份、消烟剂2-3份、紫外线吸收剂0.2-0.4份、光稳剂0.1-0.2份、抗老剂0.3-0.6份、稳定剂0.2-0.5份；
所述催化剂为五氧化二钒；
所述引发剂为叔丁基过氧化氢；
所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂；
所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；
所述交联剂为聚碳化二亚胺交联剂；
所述促进剂为辛酸亚锡；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；
所述相容剂为丙烯酸型相容剂；
所述分散剂为分散剂NNO；
所述消烟剂为三氢化钼；
所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；
所述光稳定剂为光稳定剂622；
所述抗老剂为巴斯夫UV-234抗老剂；
所述稳定剂为二盐基亚磷酸铅；
所述橡胶用改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将碳酸钙粉碎，过2000-3000目的筛子，制得碳酸钙粉碎物；
S2：将碳酸钙粉碎物配成浓度为4％-6％的浆料，向所述浆料中加入甘氨酸、催化剂、引发剂，在微波功率为100-200W，温度为75-82℃，转速为300-600r/min下搅拌0.6-1.2h，制得物料A；
S3：向步骤S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾、碳酸氢钾、架桥剂、调节剂、交联剂、促进剂、苯丙烯、增塑剂，在氮气保护，微波功率为120-180W，温度为66-72℃，转速为200-400r/min下搅拌0.6-0.9h，制得物料B；
S4：向步骤S3制得的物料B中加入过硫酸钠，在微波功率为80-120W，温度为82-88℃，转速为300-500r/min下搅拌3-5h，制得物料C；
S5：向步骤S4制得的物料C中加入水溶胶氢氧化铝、活性白土、相容剂、分散剂，在微波功率为250-270W，温度为76-80℃，转速为200-300r/min下搅拌2-4h，制得物料D；
S6：向步骤S5制得的物料D中加入磷酸二铵、消烟剂、紫外线吸收剂、光稳剂、抗老剂、稳定剂，在微波功率为150-180W，温度为48-55℃，转速为1000-1200r/min下搅拌0.6-0.8h，接着静置4.5-5.5h后抽滤制得湿物，所述湿物在82-88℃下干燥至含水量≤3％，再接着研磨成纳米粉状，制得橡胶用改性碳酸钙。
优选地，步骤S2中所述微波功率为200W，温度为82℃，转速为600r/min下搅拌0.6h，制得物料A。
优选地，步骤S3中所述微波功率为180W，温度为72℃，转速为400r/min下搅拌0.6h，制得物料B。
优选地，步骤S4中所述微波功率为120W，温度为88℃，转速为500r/min下搅拌3h，制得物料C。
优选地，步骤S5中所述微波功率为270W，温度为80℃，转速为300r/min下搅拌2h，制得物料D。
优选地，步骤S6中所述微波功率为180W，温度为55℃，转速为1200r/min下搅拌0.6h。
优选地，步骤S6中所述湿物在82℃下干燥至含水量为3％。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过对碳酸钙改性，解决了碳酸钙亲水疏油、分散性不好、易沉降、机械强度不高、与聚合物相容性差无法达到增强作用等问题，提高了碳酸钙的应用范围；同时赋予了改性碳酸钙抗老化、阻燃、消烟等功能；
(2)本发明的橡胶用改性碳酸钙制备方法简单、成本低，作为橡胶工业填料具有增强产品各方面性能的作用，值得推广。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述橡胶用改性碳酸钙，以重量份为单位，包括以下原料：碳酸钙162-198份、甘氨酸46-59份、催化剂0.4-0.6份、引发剂0.2-0.4份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾2-5份、碳酸氢钾1.5-3.8份、架桥剂0.5-0.7份、调节剂0.2-0.4份、交联剂0.3-0.6份、促进剂0.1-0.2份、苯丙烯6-11份、增塑剂0.4-0.8份、过硫酸钠2-4份、水溶胶氢氧化铝4.2-7份、活性白土3.2-6份、相容剂0.3-0.6份、分散剂0.2-0.4份、磷酸二铵1-3份、消烟剂2-3份、紫外线吸收剂0.2-0.4份、光稳剂0.1-0.2份、抗老剂0.3-0.6份、稳定剂0.2-0.5份；
所述催化剂为五氧化二钒；
所述引发剂为叔丁基过氧化氢；
所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂；
所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；
所述交联剂为聚碳化二亚胺交联剂；
所述促进剂为辛酸亚锡；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；
所述相容剂为丙烯酸型相容剂；
所述分散剂为分散剂NNO；
所述消烟剂为三氢化钼；
所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；
所述光稳定剂为光稳定剂622；
所述抗老剂为巴斯夫UV-234抗老剂；
所述稳定剂为二盐基亚磷酸铅；
所述橡胶用改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将碳酸钙粉碎，过2000-3000目的筛子，制得碳酸钙粉碎物；
S2：将碳酸钙粉碎物配成浓度为4％-6％的浆料，向所述浆料中加入甘氨酸、催化剂、引发剂，在微波功率为100-200W，温度为75-82℃，转速为300-600r/min下搅拌0.6-1.2h，制得物料A；
S3：向步骤S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾、碳酸氢钾、架桥剂、调节剂、交联剂、促进剂、苯丙烯、增塑剂，在氮气保护，微波功率为120-180W，温度为66-72℃，转速为200-400r/min下搅拌0.6-0.9h，制得物料B；
S4：向步骤S3制得的物料B中加入过硫酸钠，在微波功率为80-120W，温度为82-88℃，转速为300-500r/min下搅拌3-5h，制得物料C；
S5：向步骤S4制得的物料C中加入水溶胶氢氧化铝、活性白土、相容剂、分散剂，在微波功率为250-270W，温度为76-80℃，转速为200-300r/min下搅拌2-4h，制得物料D；
S6：向步骤S5制得的物料D中加入磷酸二铵、消烟剂、紫外线吸收剂、光稳剂、抗老剂、稳定剂，在微波功率为150-180W，温度为48-55℃，转速为1000-1200r/min下搅拌0.6-0.8h，接着静置4.5-5.5h后抽滤制得湿物，所述湿物在82-88℃下干燥至含水量≤3％，再接着研磨成纳米粉状，制得橡胶用改性碳酸钙。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种橡胶用改性碳酸钙，以重量份为单位，包括以下原料：碳酸钙180份、甘氨酸52份、催化剂0.5份、引发剂0.5份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾3份、碳酸氢钾2.5份、架桥剂0.6份、调节剂0.3份、交联剂0.5份、促进剂0.1份、苯丙烯8份、增塑剂0.6份、过硫酸钠3份、水溶胶氢氧化铝5.6份、活性白土4.8份、相容剂0.5份、分散剂0.3份、磷酸二铵2份、消烟剂2.5份、紫外线吸收剂0.3份、光稳剂0.1份、抗老剂0.5份、稳定剂0.4份；
所述催化剂为五氧化二钒；
所述引发剂为叔丁基过氧化氢；
所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂；
所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；
所述交联剂为聚碳化二亚胺交联剂；
所述促进剂为辛酸亚锡；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；
所述相容剂为丙烯酸型相容剂；
所述分散剂为分散剂NNO；
所述消烟剂为三氢化钼；
所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；
所述光稳定剂为光稳定剂622；
所述抗老剂为巴斯夫UV-234抗老剂；
所述稳定剂为二盐基亚磷酸铅；
所述橡胶用改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将碳酸钙粉碎，过2500目的筛子，制得碳酸钙粉碎物；
S2：将碳酸钙粉碎物配成浓度为5％的浆料，向所述浆料中加入甘氨酸、催化剂、引发剂，在微波功率为150W，温度为80℃，转速为500r/min下搅拌0.9h，制得物料A；
S3：向步骤S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾、碳酸氢钾、架桥剂、调节剂、交联剂、促进剂、苯丙烯、增塑剂，在氮气保护，微波功率为150W，温度为68℃，转速为300r/min下搅拌0.8h，制得物料B；
S4：向步骤S3制得的物料B中加入过硫酸钠，在微波功率为100W，温度为85℃，转速为400r/min下搅拌4h，制得物料C；
S5：向步骤S4制得的物料C中加入水溶胶氢氧化铝、活性白土、相容剂、分散剂，在微波功率为260W，温度为78℃，转速为250r/min下搅拌3h，制得物料D；
S6：向步骤S5制得的物料D中加入磷酸二铵、消烟剂、紫外线吸收剂、光稳剂、抗老剂、稳定剂，在微波功率为165W，温度为52℃，转速为1100r/min下搅拌0.7h，接着静置5h后抽滤制得湿物，所述湿物在85℃下干燥至含水量为2.6％，再接着研磨成纳米粉状，制得橡胶用改性碳酸钙。
实施例2
一种橡胶用改性碳酸钙，以重量份为单位，包括以下原料：碳酸钙162份、甘氨酸46份、催化剂0.4份、引发剂0.2份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾2份、碳酸氢钾1.5份、架桥剂0.5份、调节剂0.2份、交联剂0.3份、促进剂0.1份、苯丙烯6份、增塑剂0.4份、过硫酸钠2份、水溶胶氢氧化铝4.2份、活性白土3.2份、相容剂0.3份、分散剂0.2份、磷酸二铵1份、消烟剂2份、紫外线吸收剂0.2份、光稳剂0.1份、抗老剂0.3份、稳定剂0.2份；
所述催化剂为五氧化二钒；
所述引发剂为叔丁基过氧化氢；
所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂；
所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；
所述交联剂为聚碳化二亚胺交联剂；
所述促进剂为辛酸亚锡；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；
所述相容剂为丙烯酸型相容剂；
所述分散剂为分散剂NNO；
所述消烟剂为三氢化钼；
所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；
所述光稳定剂为光稳定剂622；
所述抗老剂为巴斯夫UV-234抗老剂；
所述稳定剂为二盐基亚磷酸铅；
所述橡胶用改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将碳酸钙粉碎，过2000目的筛子，制得碳酸钙粉碎物；
S2：将碳酸钙粉碎物配成浓度为4％的浆料，向所述浆料中加入甘氨酸、催化剂、引发剂，在微波功率为100W，温度为76℃，转速为300r/min下搅拌1h，制得物料A；
S3：向步骤S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾、碳酸氢钾、架桥剂、调节剂、交联剂、促进剂、苯丙烯、增塑剂，在氮气保护，微波功率为120W，温度为66℃，转速为200r/min下搅拌0.9h，制得物料B；
S4：向步骤S3制得的物料B中加入过硫酸钠，在微波功率为80W，温度为82℃，转速为300r/min下搅拌5h，制得物料C；
S5：向步骤S4制得的物料C中加入水溶胶氢氧化铝、活性白土、相容剂、分散剂，在微波功率为250W，温度为76℃，转速为200r/min下搅拌4h，制得物料D；
S6：向步骤S5制得的物料D中加入磷酸二铵、消烟剂、紫外线吸收剂、光稳剂、抗老剂、稳定剂，在微波功率为150W，温度为48℃，转速为1000r/min下搅拌0.8h，接着静置4.5h后抽滤制得湿物，所述湿物在82℃下干燥至含水量为3％，再接着研磨成纳米粉状，制得橡胶用改性碳酸钙。
实施例3
一种橡胶用改性碳酸钙，以重量份为单位，包括以下原料：碳酸钙198份、甘氨酸59份、催化剂0.6份、引发剂0.4份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾5份、碳酸氢钾3.8份、架桥剂0.7份、调节剂0.4份、交联剂0.6份、促进剂0.2份、苯丙烯11份、增塑剂0.8份、过硫酸钠4份、水溶胶氢氧化铝7份、活性白土6份、相容剂0.6份、分散剂0.4份、磷酸二铵3份、消烟剂3份、紫外线吸收剂0.4份、光稳剂0.2份、抗老剂0.6份、稳定剂0.5份；
所述催化剂为五氧化二钒；
所述引发剂为叔丁基过氧化氢；
所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂；
所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；
所述交联剂为聚碳化二亚胺交联剂；
所述促进剂为辛酸亚锡；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；
所述相容剂为丙烯酸型相容剂；
所述分散剂为分散剂NNO；
所述消烟剂为三氢化钼；
所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；
所述光稳定剂为光稳定剂622；
所述抗老剂为巴斯夫UV-234抗老剂；
所述稳定剂为二盐基亚磷酸铅；
所述橡胶用改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将碳酸钙粉碎，过3000目的筛子，制得碳酸钙粉碎物；
S2：将碳酸钙粉碎物配成浓度为6％的浆料，向所述浆料中加入甘氨酸、催化剂、引发剂，在微波功率为270W，温度为80℃，转速为600r/min下搅拌0.6h，制得物料A；
S3：向步骤S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾、碳酸氢钾、架桥剂、调节剂、交联剂、促进剂、苯丙烯、增塑剂，在氮气保护，微波功率为180W，温度为72℃，转速为400r/min下搅拌0.6h，制得物料B；
S4：向步骤S3制得的物料B中加入过硫酸钠，在微波功率为120W，温度为88℃，转速为500r/min下搅拌3h，制得物料C；
S5：向步骤S4制得的物料C中加入水溶胶氢氧化铝、活性白土、相容剂、分散剂，在微波功率为260W，温度为82℃，转速为300r/min下搅拌2h，制得物料D；
S6：向步骤S5制得的物料D中加入磷酸二铵、消烟剂、紫外线吸收剂、光稳剂、抗老剂、稳定剂，在微波功率为180W，温度为55℃，转速为1200r/min下搅拌0.6h，接着静置4.5h后抽滤制得湿物，所述湿物在88℃下干燥至含水量为2.2％，再接着研磨成纳米粉状，制得橡胶用改性碳酸钙。
对本发明实施例1-3生产的橡胶用改性碳酸钙和未改性的碳酸钙性能进行比较，得到改性碳酸钙比未改性的碳酸钙吸油值降低了54.75％-55.89％，沉降体积降低了63.46％-67.51％，粘度降低了60.34％-64.59％，堆积密度降低了22.06％-23.79％，活化率提高了37.43％-40.54％，说明改性后的碳酸钙亲油疏水，与橡胶相容性好，并且堆积密度变小，说明碳酸钙分散性能好，不易团聚。
以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种橡胶用改性碳酸钙，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：碳酸钙162-198份、甘氨酸46-59份、催化剂0.4-0.6份、引发剂0.2-0.4份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾2-5份、碳酸氢钾1.5-3.8份、架桥剂0.5-0.7份、调节剂0.2-0.4份、交联剂0.3-0.6份、促进剂0.1-0.2份、苯丙烯6-11份、增塑剂0.4-0.8份、过硫酸钠2-4份、水溶胶氢氧化铝4.2-7份、活性白土3.2-6份、相容剂0.3-0.6份、分散剂0.2-0.4份、磷酸二铵1-3份、消烟剂2-3份、紫外线吸收剂0.2-0.4份、光稳剂0.1-0.2份、抗老剂0.3-0.6份、稳定剂0.2-0.5份；
所述催化剂为五氧化二钒；
所述引发剂为叔丁基过氧化氢；
所述架桥剂为丙烯酸型架桥剂；
所述调节剂为丙烯酸酯类调节剂；
所述交联剂为聚碳化二亚胺交联剂；
所述促进剂为辛酸亚锡；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；
所述相容剂为丙烯酸型相容剂；
所述分散剂为分散剂NNO；
所述消烟剂为三氢化钼；
所述紫外线吸收剂为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮；
所述光稳定剂为光稳定剂622；
所述抗老剂为巴斯夫UV-234抗老剂；
所述稳定剂为二盐基亚磷酸铅；
所述橡胶用改性碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将碳酸钙粉碎，过2000-3000目的筛子，制得碳酸钙粉碎物；
S2：将碳酸钙粉碎物配成浓度为4％-6％的浆料，向所述浆料中加入甘氨酸、催化剂、引发剂，在微波功率为100-200W，温度为75-82℃，转速为300-600r/min下搅拌0.6-1.2h，制得物料A；
S3：向步骤S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钾、碳酸氢钾、架桥剂、调节剂、交联剂、促进剂、苯丙烯、增塑剂，在氮气保护，微波功率为120-180W，温度为66-72℃，转速为200-400r/min下搅拌0.6-0.9h，制得物料B；
S4：向步骤S3制得的物料B中加入过硫酸钠，在微波功率为80-120W，温度为82-88℃，转速为300-500r/min下搅拌3-5h，制得物料C；
S5：向步骤S4制得的物料C中加入水溶胶氢氧化铝、活性白土、相容剂、分散剂，在微波功率为250-270W，温度为76-80℃，转速为200-300r/min下搅拌2-4h，制得物料D；
S6：向步骤S5制得的物料D中加入磷酸二铵、消烟剂、紫外线吸收剂、光稳剂、抗老剂、稳定剂，在微波功率为150-180W，温度为48-55℃，转速为1000-1200r/min下搅拌0.6-0.8h，接着静置4.5-5.5h后抽滤制得湿物，所述湿物在82-88℃下干燥至含水量≤3％，再接着研磨成纳米粉状，制得橡胶用改性碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的橡胶用改性碳酸钙，其特征在于，步骤S2中所述微波功率为200W，温度为82℃，转速为600r/min下搅拌0.6h，制得物料A。
3.根据权利要求1所述的橡胶用改性碳酸钙，其特征在于，步骤S3中所述微波功率为180W，温度为72℃，转速为400r/min下搅拌0.6h，制得物料B。
4.根据权利要求3所述的橡胶用改性碳酸钙，其特征在于，步骤S4中所述微波功率为120W，温度为88℃，转速为500r/min下搅拌3h，制得物料C。
5.根据权利要求1所述的橡胶用改性碳酸钙，其特征在于，步骤S5中所述微波功率为270W，温度为80℃，转速为300r/min下搅拌2h，制得物料D。
6.根据权利要求1所述的橡胶用改性碳酸钙，其特征在于，步骤S6中所述微波功率为180W，温度为55℃，转速为1200r/min下搅拌0.6h。
7.根据权利要求1所述的橡胶用改性碳酸钙，其特征在于，步骤S6中所述湿物在82℃下干燥至含水量为3％。
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