CN108003384A - 一种含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料及制备方法 - Google Patents

一种含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料及制备方法。该碳酸钙填料原料组分包括碳酸钙、植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂、乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂、硬脂酸、马来酸酐接枝相容剂。其方法是先将碳酸钙粉与水混合，经超声波处理后再添加植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂，并搅拌，再添加乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂，搅拌，置水浴加热并加入硬脂酸，搅拌，再添加1g马来酸酐接枝相容剂，搅拌，然后脱水、高温下干燥、冷却即得改性的碳酸钙填料。制备的碳酸钙填料活化率高，且制备工艺简单。

Description

一种含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料及制备方法
技术领域
本发明属于碳酸钙改性制备技术领域，具体涉及利用乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂等改性制备的一种环保型碳酸钙填料及其方法。
背景技术
为了降低塑料制品生产企业的生产成本，塑料制品往往采用碳酸钙填充，但是在传统工艺中直接把碳酸钙加入到树脂体系中，会导致两个问题：(1)碳酸钙填充量小，降低成本的幅度过小，达不到预期作用；(2)塑料制品力学性能全面下降，各种性能指标不稳定。这两个问题就限制了碳酸钙的大规模应用。
为了得到较好的碳酸钙填料的使用效果，往往需要对其进行表面改性，消除或削弱其表面极性和降低其表面自由能，在与树脂一起混炼时，使碳酸钙具有较好的润湿性和分散性。而在改性碳酸钙工艺中，一般加入邻苯二甲酸酯类增塑剂，但是这类物质的毒性也愈来愈引起世界各国的关注，科学研究发现，邻苯二甲酸酯是一类环境雌激素物质，具有生殖和发育毒性，因此邻苯二甲酸二辛酯应用于改性碳酸钙粉末，具有较大危害性。
发明内容
针对现有技术中的上述缺陷，本发明利用乙酰柠檬酸三丁酯替代邻苯二甲酸酯类增塑剂，乙酰柠檬酸三丁酯是无色、无味的油状液体，溶于多数有机溶剂，低毒，对碳酸钙粉体改性能得到一种环保型碳酸钙填料。该碳酸钙填料由下列重量份的原料制成：碳酸钙100份、植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂1-2份、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂1-2份、乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂3-5份、硬脂酸1-2份、马来酸酐接枝相容剂1-2份。
所述的碳酸钙填料，其制备方法包括如下步骤：
⑴首先取碳酸钙粉末加入适量水混合均匀，经超声波处理后，制备成碳酸钙悬浮液；
⑵再在悬浮液中依次添加植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂，并搅拌10-20min；
⑶再依次加入乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂，搅拌10-20min；
⑷将上述混合液体进行加热，边搅拌边加入硬脂酸，添加后继续搅拌1-2h；
⑸继续加热，并边搅拌边加入马来酸酐接枝相容剂，添加后继续搅拌1-2h；
⑹反应结束后将混合体系脱水，高温干燥，干燥后冷却即得改性的碳酸钙填料。
优先地，所述的碳酸钙填料原料中，所述碳酸钙为400目以上的重碳酸钙粉末。
在所述碳酸钙填料的制备方法中，所述的步骤⑴中，所述碳酸钙粉粉加入量与所述水的加入量的质量加入比为1：3-1：7。
在所述碳酸钙填料的制备方法中，所述的步骤⑷中，加热方式为水浴加热，温度控制在50-60℃。
在所述碳酸钙填料的制备方法中，所述的步骤⑸中，加热方式为水浴加热，加热温度控制在60-70℃。
在所述碳酸钙填料的制备方法中，所述的步骤⑹中，干燥处理温度控制在110-120℃。
本发明的有益效果：一种含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料，利用植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂、乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂、硬脂酸等改性剂对碳酸钙进行改性，改性的碳酸钙填料分散性好、改性剂环保性能好，制备工艺简单。按测试标准GB/T 19281-2003，将制备的碳酸钙做活化率测试，称取5g试样，置于250mL分液漏斗中，加200mL水，以120次/min的速度往返振摇1min。轻放于漏斗架上。静置20min，待明显分层后一次性将下沉CaCO3放入预先于105℃下恒重的玻璃砂坩埚中，抽滤除去水，置于恒温干燥箱中，于105℃下干燥至恒重，活化率达到80％以上。
具体实施方式
实施例一：
首先取100g的400目的重碳酸钙粉末加入300g水并混合均匀，再经超声波处理后，制备成碳酸钙悬浮液，在悬浮液中依次添加1g植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂、1g异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂，并搅拌10min，再往体系依次加入3g乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂，搅拌10min，将混合液体置于水浴加热至50℃，边搅拌边加入1g的硬脂酸，添加后继续搅拌1h，将体系加热至60℃，再边搅拌边添加1g马来酸酐接枝相容剂，添加后继续搅拌1h，反应结束后再脱水，然后在110℃高温下干燥，冷却即得改性的碳酸钙填料。按测试标准GB/T 19281-2003，将制备的碳酸钙做活化率测试，称取5g试样，置于250mL分液漏斗中，加200mL水，以120次/min的速度往返振摇1min。轻放于漏斗架上。静置20min，待明显分层后一次性将下沉CaCO3放入预先于105℃下恒重的玻璃砂坩埚中，抽滤除去水，置于恒温干燥箱中，于105下干燥至恒重，活化率达到85％。
实施例二：
取100g的420目的重碳酸钙粉末加入500g的水混合均匀，经超声波处理后，制备成碳酸钙悬浮液，在悬浮液中依次添加1.5g植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂、1.5g异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂，并搅拌15min，再依次加入4g乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂，搅拌15min，将上述混合液体中置于55℃水浴加热，边搅拌边添加1.5g的硬脂酸，添加后继续搅拌1.5h，将水浴温度加热至65℃，并边搅拌边添加1.5g马来酸酐接枝相容剂，添加后继续搅拌1.5h，反应结束后将混合体系脱水，再在115℃高温下干燥，干燥后冷却即得改性的碳酸钙填料。按测试标准GB/T 19281-2003，将制备的碳酸钙做活化率测试，称取5g试样，置于250mL分液漏斗中，加200mL水，以120次/min的速度往返振摇1min。轻放于漏斗架上。静置20min，待明显分层后一次性将下沉CaCO3放入预先于105℃下恒重的玻璃砂坩埚中，抽滤除去水，置于恒温干燥箱中，于105下干燥至恒重，活化率达到84％。
实施例三：
取100g的450目的重碳酸钙粉末加入700g的水混合均匀，经超声波处理后，制备成碳酸钙悬浮液，在悬浮液中依次添加2g植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂、2g异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂，并搅拌20min，再依次加入5g乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂，搅拌20min，将上述混合液体中置于60℃水浴加热，边搅拌边添加2g的硬脂酸，添加后继续搅拌1h，将水浴温度加热至70℃，并边搅拌边添加2g马来酸酐接枝相容剂，添加后继续搅拌1h，反应结束后将混合体系脱水，再在120℃高温下干燥，干燥后冷却即得改性的碳酸钙填料。按测试标准GB/T 19281-2003，将制备的碳酸钙做活化率测试，称取5g试样，置于250mL分液漏斗中，加200mL水，以120次/min的速度往返振摇1min。轻放于漏斗架上。静置20min，待明显分层后一次性将下沉CaCO3放入预先于105℃下恒重的玻璃砂坩埚中，抽滤除去水，置于恒温干燥箱中，于105下干燥至恒重，活化率达到86％。

Claims (8)

1.一种含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料，其特征在于，其包含以重量分数计的如下组分：碳酸钙100份、植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂1-2份、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂1-2份、乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂3-5份、硬脂酸1-2份、马来酸酐接枝相容剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料，其特征在于，其包含以重量分数计的如下组分：碳酸钙100份、植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂1.5份、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂1.5份、乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂4份、硬脂酸1.5份、马来酸酐接枝相容剂1.5份。
3.根据权利要求1或者2任一所述的含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料，其特征在于，所述原料组分中，所述碳酸钙为400目以上的重碳酸钙粉末。
4.一种如权利要求1或者2任一所述的含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
⑴首先取碳酸钙粉末加入适量水混合均匀，经超声波处理后，制备成碳酸钙悬浮液；
⑵再在悬浮液中依次添加植物酸型单烷氧基类钛酸酯偶联剂、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂，并搅拌10-20min；
⑶再依次加入乙酰柠檬酸三丁酯增塑剂，搅拌10-20min；
⑷将上述混合液体进行加热，边搅拌边加入硬脂酸，添加后继续搅拌1-2h；
⑸继续加热，并边搅拌边加入马来酸酐接枝相容剂，添加后继续搅拌1-2h；
⑹反应结束后将混合体系脱水，高温干燥，干燥后冷却即得改性的碳酸钙填料。
5.如权利要求4所述的含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料的制备方法，其特征在于，所述步骤⑴中，所述碳酸钙粉粉加入量与所述水的加入量的质量加入比为1：3-1：7。
6.如权利要求4所述的含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料的制备方法，其特征在于，所述的步骤⑷中，所述加热方式为水浴加热，所述温度控制在50-60℃。
7.如权利要求4所述的含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料的制备方法，其特征在于，所述的步骤⑸中，所述加热方式为水浴加热，所述加热温度控制在60-70℃。
8.如权利要求4所述的含乙酰柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料的制备方法，其特征在于，所述的步骤⑹中，所述干燥温度控制在110-120℃。
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