CN108794932A - 一种纳米碳酸钙的改性方法及其应用在pvc木塑板材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米碳酸钙的改性方法及其应用在PVC木塑板材，纳米碳酸钙的改性方法是碳酸化过程中加入分散性和晶型控制剂，再经油酸二乙醇酰胺硼酸酯和十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷改性，所得的改性纳米碳酸钙具有高分散性、高韧性、耐候性、阻燃性和优异力学性能。PVC木塑板材包括如下重量份数的原料：PVC树脂100份、EVA树脂10‑20份、竹粉40‑60份、改性纳米碳酸钙30‑50份、石棉纤维3‑5份、贝壳粉4‑6份、聚丙烯酰胺3‑5份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷1‑3份、复合发泡剂3‑5份、偶联剂1‑3份、稳定剂2‑4份、润滑剂1‑3份、抗菌剂0.5‑1.5份和加工助剂3‑5份。PVC木塑板材具有高强度、高韧性、抗冲击性能强、阻燃性好、抑菌抗菌性强、耐热、不易变形、稳定性好等优点。

Description

一种纳米碳酸钙的改性方法及其应用在PVC木塑板材
技术领域
本发明涉及碳酸钙技术领域，具体是一种纳米碳酸钙的改性方法及其应用在PVC木塑板材。
背景技术
纳米碳酸钙是工业碳酸钙中极为重要的性能优良的新型功能性纳米级填料，它不仅能起到填充增容、降低成本的作用，更能改善填充制品的表面色泽度，提高制品的综合力学性能，广泛应用于碳酸钙是一种重要的无机化工产品，被广泛地应用于橡胶、塑料、造纸、复合板、涂料、油墨、医药、汽车涂料、化妆品、食品等工业中。但由于纳米碳酸钙粒子粒径越小，表面上的原子数越多，则表面能越高，吸附作用越强，各个粒子间相互团聚。其次是纳米碳酸钙作为一种无机填料，粒子表面亲水疏油，与PVC树脂的亲和性差、易形成聚集体，造成高聚物内部缺陷、力学性能变差。为了提高纳米碳酸钙的填充性能，必须采用有效的工艺及表面改性方法对纳米碳酸钙进行合理的表面改性。目前对纳米碳酸钙改性的方法中，主要选用的表面处理剂通常为脂肪酸或其盐，虽然体系的分散性和加工流动性有所改善，但由于PVC树脂很难与纳米碳酸钙填料有效结合，导致基体与填料的界面粘结力差，从而造成PVC板材的力学强度不高。
木塑复合材料是利用木粉、竹粉、果壳粉或农作物秸秆粉和塑料树脂或废旧塑料为主要原料，经高温混合、成型加工而制得的一种新型环保复合材料。木塑复合材料比原木材料有更好的耐老化性能、耐吸水性和耐翘曲性能，同时可以防虫蛀、抗腐蚀,无须防腐处理进而减少环境污染,且成本比纯木材或塑料低，可以被加工成各种空心型材，因此木塑复合材料被广泛应用于许多领域，是最具潜力的一种新型材料。PVC木塑复合板材中的PVC 树脂分子链结构中有大量的极性C-Cl 键，分子之间存在较大的作用力，因此相对于其他通用树脂，PVC 属于硬脆材料，冲击强度较低，且具有缺口敏感性，受外力冲击时易脆裂，难以用作结构材料，这些缺点极大地限制了PVC木塑板材在高性能领域的发展。
发明内容
本发明针对现有纳米碳酸钙存在易团聚的问题及PVC木塑板材存在的缺陷，提供一种纳米碳酸钙的改性方法及其应用在PVC木塑板材。本发明是在纳米碳酸钙的碳酸化过程中加入分散性和晶型控制剂，得到的纳米碳酸钙浆料再经过纳米碳酸钙经过油酸二乙醇酰胺硼酸酯和十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷改性，所得的纳米碳酸钙具有高分散性、高韧性、耐候性、阻燃性和优异力学性能。改性纳米碳酸钙应用在PVC板材填充时，可以赋予板材具有高强度、抗冲击性能强、阻燃性好、耐热、使用寿命长等优点。
本发明的第一目的在于提供一种用于PVC木塑板材的改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙的制备包括如下步骤：
（1）将生石灰和热水加入消化反应器进行消化反应，除杂，静置陈化，稀释，得石灰乳液；
（2）将石灰乳液输送至碳酸化反应塔，通入二氧化碳进行碳化反应，在碳化过程中加入晶型控制剂和分散剂，碳化至pH值为6.5-7.5，停止通入二氧化碳，并控制碳酸钙的比表面积为20-30m2/g，得纳米碳酸钙浆料；所述晶型控制剂由植酸和乙二胺四乙酸二钠组成，其加入量为碳酸钙干基重量的0.5-1.5%；所述分散剂由聚氧乙烯甘油醚单硬脂酸酯和异鲸蜡醇硬脂酸酯组成，其加入量为碳酸钙干基重量的1.5-3%；
（3）将纳米碳酸钙浆料输送至超声波搅拌器，并加热至60-80℃，再加入由油酸二乙醇酰胺硼酸酯和十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷组成的表面处理剂，表面处理剂的加入量为碳酸钙干基重量的1.5-3.5%，超声搅拌20-40min，得改性纳米碳酸钙浆料；
（4）再将改性纳米碳酸钙浆料干燥，粉碎，即得改性纳米碳酸钙。
作为本发明优选的技术方案：所述分散剂由质量比为1-2:1的聚氧乙烯甘油醚单硬脂酸酯和异鲸蜡醇硬脂酸酯组成。
作为本发明优选的技术方案：所述晶型控制剂中植酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比为1-2:1。
作为本发明优选的技术方案：所述表面处理剂中油酸二乙醇酰胺硼酸酯和十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷的质量比为1:1-3。
本发明的另一目的在于提供所述改性纳米碳酸钙应用在PVC木塑板材，所述PVC木塑板材包括如下重量份数的原料制成：PVC树脂100份、EVA树脂10-20份、竹粉40-60份、改性纳米碳酸钙30-50份、石棉纤维3-5份、贝壳粉4-6份、聚丙烯酰胺3-5份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷1-3份、复合发泡剂3-5份、偶联剂1-3份、稳定剂2-4份、润滑剂1-3份、抗菌剂0.5-1.5份和加工助剂3-5份。
作为本发明优选的技术方案：所述复合发泡剂由质量比为1-3:1的碳酸氢钠和松香酸蔗糖酯组成。
作为本发明优选的技术方案：所述偶联剂由聚醚酰亚胺和稀土偶联剂组成。
作为本发明优选的技术方案：所述润滑剂由PE蜡和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。
作为本发明优选的技术方案：所述加工助剂由质量比为1-3:1的壬基酚聚氧化乙烯醚和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
作为本发明优选的技术方案：所述抗菌剂由壳聚糖和二氧化铈组成。
本发明所述PVC木塑板材的制备方法，包括如下步骤：
S1:按照上述配方称取上述各原料，将竹粉、改性纳米碳酸钙、石棉纤维、贝壳粉、聚丙烯酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷加入搅拌机，得改性混合料；
S2:将PVC树脂和EVA树脂加入高速搅拌机，升温至100-130℃，再加入改性混合料、复合发泡剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂、抗菌剂和加工助剂，搅拌均匀，得混合物料；
S3:将上述混合物料输送至锥形双螺杆挤出机，在温度为160-180℃下挤出成型，冷却定型，即得PVC木塑板材。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
1、本发明PVC木塑板材所使用的纳米碳酸钙在碳酸化过程中加入由植酸和乙二胺四乙酸二钠组成的晶型控制剂可以很好的控制碳酸钙的晶粒尺寸和稳定性，由于植酸的特殊结构还能提高碳酸钙的力学性能及与其他组分的相容性。
2、本发明在碳酸钙反应过程中加入由聚氧乙烯甘油醚单硬脂酸酯和异鲸蜡醇硬脂酸酯组成的分散剂，提高反应体系的分散性，可以有效防止碳酸钙团聚粒子的生成，进一步采用由油酸二乙醇酰胺硼酸酯和十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷进行表面改性，由于两者为无机-有机杂化结构，在碳酸钙粒子表面引入硅氧键、酰胺、羧基、硼酸、有机氟等基团，不仅可以提高碳酸钙的分散性及与PVC树脂的相容性，由于各基团与PVC木塑体系形成网络结构，提高PVC木塑反应体系界面粘结力，使得碳酸钙达到增强补韧的效果，还能提高PVC木塑板材的阻燃性、缺口冲击强度、拉伸断裂强度、耐热性及抗老化性能，。
3、本发明提供的PVC木塑板材由于独特的原料配方及各组分的协调作用，制备的PVC木塑板材具有高强度、高韧性、抗冲击性能强、阻燃性好、抑菌抗菌性强、耐磨、耐热、不易变形、稳定性好等优点，可广泛应用在木地板、天花板、墙板等建筑领域，市场前景广阔。
4、本发明PVC板材的配方中的以PVC树脂作为主要原料，再配以EVA树脂，提高板材体系的韧性、抗冲击能力、耐热性及抗氧化性，有效克服PVC树脂自身易脆、不耐热等缺陷。
5、本发明利用聚丙烯酰胺和聚醚改性聚二甲基硅氧改性竹粉、改性纳米碳酸钙、石棉纤维、贝壳粉等，由于聚醚改性聚二甲基硅氧烷分子中的Si-O-C可以赋予竹粉优异的阻燃性、抗老化、耐候性等，且配以与聚丙烯酰胺使用能够提高竹粉与PVC板材体系的相容性及提高阻燃性。
6、本发明使用的发泡剂使得制品泡孔均匀，改变原料分子之间的相互作用力，提高产品的力学性能；所使用的润滑剂和加工助剂，不仅提高体系的分散性及加工流动性，还能提高复合板材的光洁度和强度。
7、本发明在PVC板材配方所使用的偶联剂是一种具有羟基、羧基、羰基等多种活性基团的有机物，自身可形成网络结构，网络结构中的活性基团可与树脂的作用，形成双重网络结构，提高了交联度和补强；所使用的加工助剂可显著提高整个反应体系的分散性和加工性能，提高制品的光洁度，还能提高制品的耐热性和增韧效果。
8、本发明以壳聚糖和二氧化铈作为抗菌剂，在常温或高温情况下对大肠杆菌、黄金葡萄球菌、真菌等均有显著的抗菌和抑菌效果，且壳聚糖还能提高板材的抗氧化性。
9、本发明以贝壳粉为原料扩宽了贝壳的产业链，贝壳粉对大肠杆菌有极强的抗菌和杀菌作用，另外对沙门氏菌、黄色葡萄糖菌也有显著效果，且具有防腐、防扁虱的功能，贝壳粉还可以提高板材的阻燃性能，能吸收空气中的甲醛、苯等有害物质。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进一步详细说明，但不限于本发明的保护范围。
实施例1
一种用于PVC木塑板材的改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙的制备包括如下步骤：
（1）将生石灰和60℃热水按照1:5的质量比加入消化反应器进行消化反应，除杂，静置陈化48h，稀释至比重为1.070，得石灰乳液；
（2）将石灰乳液输送至碳酸化反应塔，通入二氧化碳进行碳化反应，在碳化过程中加入晶型控制剂和分散剂，碳化至pH值为7，停止通入二氧化碳，并控制碳酸钙的比表面积为22.8m2/g，得纳米碳酸钙浆料；所述晶型控制剂由质量比为2:1的植酸和乙二胺四乙酸二钠组成，其加入量为碳酸钙干基重量的0.9%；所述分散剂由质量比为1:1的聚氧乙烯甘油醚单硬脂酸酯和异鲸蜡醇硬脂酸酯组成，其加入量为碳酸钙干基重量的2%；
（3）将纳米碳酸钙浆料输送至超声波搅拌器，并加热至70℃，再加入由质量比为1:2的油酸二乙醇酰胺硼酸酯和十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷组成的表面处理剂，表面处理剂的加入量为碳酸钙干基重量的2.4%，超声搅拌30min，得改性纳米碳酸钙浆料；
（4）再将改性纳米碳酸钙浆料干燥，粉碎，即得改性纳米碳酸钙。
所述改性纳米碳酸钙应用在PVC木塑板材，所述PVC木塑板材包括如下重量份数的原料制成：PVC树脂100份、EVA树脂15份、竹粉45份、改性纳米碳酸钙40份、石棉纤维4份、贝壳粉5份、聚丙烯酰胺5份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷2份、复合发泡剂4份、偶联剂2.5份、有机锡稳定剂3份、润滑剂2份、抗菌剂1.2份和加工助剂4份。
所述复合发泡剂由质量比为3:1的碳酸氢钠和松香酸蔗糖酯组成。所述偶联剂由质量比为2:1的聚醚酰亚胺和稀土偶联剂组成。所述润滑剂由质量比为3:1的PE蜡和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。所述抗菌剂由质量比为2:1的壳聚糖和二氧化铈组成。所述加工助剂由质量比为1:1的壬基酚聚氧化乙烯醚和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述PVC木塑板材的制备方法，包括如下步骤：
S1:按照上述配方称取上述各原料，将竹粉、改性纳米碳酸钙、石棉纤维、贝壳粉、聚丙烯酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷加入搅拌机，得改性混合料；
S2:将PVC树脂和EVA树脂加入高速搅拌机，升温至120℃，再加入改性混合料、复合发泡剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂、抗菌剂和加工助剂，搅拌均匀，得混合物料；
S3:将上述混合物料输送至锥形双螺杆挤出机，在温度为160-180℃下挤出成型，冷却定型，即得PVC木塑板材。
实施例2
一种用于PVC木塑板材的改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙的制备包括如下步骤：
（1）将生石灰和50℃热水按照1:6的质量比加入消化反应器进行消化反应，除杂，静置陈化36h，稀释至比重为1.065，得石灰乳液；
（2）将石灰乳液输送至碳酸化反应塔，通入二氧化碳进行碳化反应，在碳化过程中加入晶型控制剂和分散剂，碳化至pH值为6.5，停止通入二氧化碳，并控制碳酸钙的比表面积为28.1m2/g，得纳米碳酸钙浆料；所述晶型控制剂由质量比为1:1的植酸和乙二胺四乙酸二钠组成，其加入量为碳酸钙干基重量的1.5%；所述分散剂由质量比为2:1的聚氧乙烯甘油醚单硬脂酸酯和异鲸蜡醇硬脂酸酯组成，其加入量为碳酸钙干基重量的3%；
（3）将纳米碳酸钙浆料输送至超声波搅拌器，并加热至80℃，再加入由质量比为1:1的油酸二乙醇酰胺硼酸酯和十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷组成的表面处理剂，表面处理剂的加入量为碳酸钙干基重量的2.8%，超声搅拌20min，得改性纳米碳酸钙浆料；
（4）再将改性纳米碳酸钙浆料干燥，粉碎，即得改性纳米碳酸钙。
所述改性纳米碳酸钙应用在PVC木塑板材，所述PVC木塑板材包括如下重量份数的原料制成：PVC树脂100份、EVA树脂12份、竹粉45份、改性纳米碳酸钙35份、石棉纤维3.5份、贝壳粉4份、聚丙烯酰胺4份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷1.5份、复合发泡剂3份、偶联剂1.5份、有机锡稳定剂4份、润滑剂1.8份、抗菌剂0.8份和加工助剂5份。
所述复合发泡剂由质量比为2:1的碳酸氢钠和松香酸蔗糖酯组成。所述偶联剂由质量比为4:1的聚醚酰亚胺和稀土偶联剂组成。所述润滑剂由质量比为2:1的PE蜡和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。所述抗菌剂由质量比为1:1的壳聚糖和二氧化铈组成。所述加工助剂由质量比为3:1的壬基酚聚氧化乙烯醚和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述PVC木塑板材的制备方法，包括如下步骤：
S1:按照上述配方称取上述各原料，将竹粉、改性纳米碳酸钙、石棉纤维、贝壳粉、聚丙烯酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷加入搅拌机，得改性混合料；
S2:将PVC树脂和EVA树脂加入高速搅拌机，升温至100℃，再加入改性混合料、复合发泡剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂、抗菌剂和加工助剂，搅拌均匀，得混合物料；
S3:将上述混合物料输送至锥形双螺杆挤出机，在温度为160-180℃下挤出成型，冷却定型，即得PVC木塑板材。
实施例3
一种用于PVC木塑板材的改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙的制备包括如下步骤：
（1）将生石灰和65℃热水按照1:4的质量比加入消化反应器进行消化反应，除杂，静置陈化24h，稀释至比重为1.070，得石灰乳液；
（2）将石灰乳液输送至碳酸化反应塔，通入二氧化碳进行碳化反应，在碳化过程中加入晶型控制剂和分散剂，碳化至pH值为7.5，停止通入二氧化碳，并控制碳酸钙的比表面积为20.6m2/g，得纳米碳酸钙浆料；所述晶型控制剂由质量比为2:1的植酸和乙二胺四乙酸二钠组成，其加入量为碳酸钙干基重量的1.2%；所述分散剂由质量比为1:1的聚氧乙烯甘油醚单硬脂酸酯和异鲸蜡醇硬脂酸酯组成，其加入量为碳酸钙干基重量的2.4%；
（3）将纳米碳酸钙浆料输送至超声波搅拌器，并加热至75℃，再加入由质量比为1:1的油酸二乙醇酰胺硼酸酯和十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷组成的表面处理剂，表面处理剂的加入量为碳酸钙干基重量的1.5%，超声搅拌30min，得改性纳米碳酸钙浆料；
（4）再将改性纳米碳酸钙浆料干燥，粉碎，即得改性纳米碳酸钙。
所述改性纳米碳酸钙应用在PVC木塑板材，所述PVC木塑板材包括如下重量份数的原料制成：PVC树脂100份、EVA树脂18份、竹粉55份、改性纳米碳酸钙45份、石棉纤维4.5份、贝壳粉5份、聚丙烯酰胺4.5份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷2.5份、复合发泡剂4份、偶联剂2.5份、有机锡稳定剂4份、润滑剂2份、抗菌剂1.5份和加工助剂4份。
所述复合发泡剂由质量比为1:1的碳酸氢钠和松香酸蔗糖酯组成。所述偶联剂由质量比为1.5:1的聚醚酰亚胺和稀土偶联剂组成。所述润滑剂由质量比为2:1的PE蜡和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。所述抗菌剂由质量比为3:1的壳聚糖和二氧化铈组成。所述加工助剂由质量比为3:1的壬基酚聚氧化乙烯醚和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述PVC木塑板材的制备方法，包括如下步骤：
S1:按照上述配方称取上述各原料，将竹粉、改性纳米碳酸钙、石棉纤维、贝壳粉、聚丙烯酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷加入搅拌机，得改性混合料；
S2:将PVC树脂和EVA树脂加入高速搅拌机，升温至130℃，再加入改性混合料、复合发泡剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂、抗菌剂和加工助剂，搅拌均匀，得混合物料；
S3:将上述混合物料输送至锥形双螺杆挤出机，在温度为160-180℃下挤出成型，冷却定型，即得PVC木塑板材。
实施例4
一种用于PVC木塑板材的改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙的制备包括如下步骤：
（1）将生石灰和55℃热水按照1:5的质量比加入消化反应器进行消化反应，除杂，静置陈化48h，稀释至比重为1.075，得石灰乳液；
（2）将石灰乳液输送至碳酸化反应塔，通入二氧化碳进行碳化反应，在碳化过程中加入晶型控制剂和分散剂，碳化至pH值为6.5，停止通入二氧化碳，并控制碳酸钙的比表面积为25.1m2/g，得纳米碳酸钙浆料；所述晶型控制剂由质量比为1:1的植酸和乙二胺四乙酸二钠组成，其加入量为碳酸钙干基重量的1.5%；所述分散剂由质量比为2:1的聚氧乙烯甘油醚单硬脂酸酯和异鲸蜡醇硬脂酸酯组成，其加入量为碳酸钙干基重量的3%；
（3）将纳米碳酸钙浆料输送至超声波搅拌器，并加热至60℃，再加入由质量比为1:2的油酸二乙醇酰胺硼酸酯和十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷组成的表面处理剂，表面处理剂的加入量为碳酸钙干基重量的3%，超声搅拌25min，得改性纳米碳酸钙浆料；
（4）再将改性纳米碳酸钙浆料干燥，粉碎，即得改性纳米碳酸钙。
所述改性纳米碳酸钙应用在PVC木塑板材，所述PVC木塑板材包括如下重量份数的原料制成：PVC树脂100份、EVA树脂10份、竹粉40份、改性纳米碳酸钙35份、石棉纤维5份、贝壳粉4份、聚丙烯酰胺3份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷1.5份、复合发泡剂5份、偶联剂1.5份、有机锡稳定剂2份、润滑剂3份、抗菌剂0.5份和加工助剂3.5份。
所述复合发泡剂由质量比为3:1的碳酸氢钠和松香酸蔗糖酯组成。所述偶联剂由质量比为2:1的聚醚酰亚胺和稀土偶联剂组成。所述润滑剂由质量比为3:1的PE蜡和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。所述抗菌剂由质量比为1:1的壳聚糖和二氧化铈组成。所述加工助剂由质量比为2.5:1的壬基酚聚氧化乙烯醚和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述PVC木塑板材的制备方法，包括如下步骤：
S1:按照上述配方称取上述各原料，将竹粉、改性纳米碳酸钙、石棉纤维、贝壳粉、聚丙烯酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷加入搅拌机，得改性混合料；
S2:将PVC树脂和EVA树脂加入高速搅拌机，升温至110℃，再加入改性混合料、复合发泡剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂、抗菌剂和加工助剂，搅拌均匀，得混合物料；
S3:将上述混合物料输送至锥形双螺杆挤出机，在温度为160-180℃下挤出成型，冷却定型，即得PVC木塑板材。
实施例5
一种用于PVC木塑板材的改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙的制备包括如下步骤：
（1）将生石灰和50℃热水按照1:4的质量比加入消化反应器进行消化反应，除杂，静置陈化40h，稀释至比重为1.065，得石灰乳液；
（2）将石灰乳液输送至碳酸化反应塔，通入二氧化碳进行碳化反应，在碳化过程中加入晶型控制剂和分散剂，碳化至pH值为7，停止通入二氧化碳，并控制碳酸钙的比表面积为24.8m2/g，得纳米碳酸钙浆料；所述晶型控制剂由质量比为2:1的植酸和乙二胺四乙酸二钠组成，其加入量为碳酸钙干基重量的0.5%；所述分散剂由质量比为1.5:1的聚氧乙烯甘油醚单硬脂酸酯和异鲸蜡醇硬脂酸酯组成，其加入量为碳酸钙干基重量的2.5%；
（3）将纳米碳酸钙浆料输送至超声波搅拌器，并加热至70℃，再加入由质量比为1:1的油酸二乙醇酰胺硼酸酯和十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷组成的表面处理剂，表面处理剂的加入量为碳酸钙干基重量的2%，超声搅拌30min，得改性纳米碳酸钙浆料；
（4）再将改性纳米碳酸钙浆料干燥，粉碎，即得改性纳米碳酸钙。
所述改性纳米碳酸钙应用在PVC木塑板材，所述PVC木塑板材包括如下重量份数的原料制成：PVC树脂100份、EVA树脂20份、竹粉60份、改性纳米碳酸钙45份、石棉纤维3份、贝壳粉6份、聚丙烯酰胺4.5份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷2.5份、复合发泡剂3份、偶联剂3份、有机锡稳定剂3份、润滑剂1.5份、抗菌剂1份和加工助剂4份。
所述复合发泡剂由质量比为2:1的碳酸氢钠和松香酸蔗糖酯组成。所述偶联剂由质量比为1:1的聚醚酰亚胺和稀土偶联剂组成。所述润滑剂由质量比为2:1的PE蜡和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。所述抗菌剂由质量比为3:1的壳聚糖和二氧化铈组成。所述加工助剂由质量比为3:1的壬基酚聚氧化乙烯醚和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
所述PVC木塑板材的制备方法，包括如下步骤：
S1:按照上述配方称取上述各原料，将竹粉、改性纳米碳酸钙、石棉纤维、贝壳粉、聚丙烯酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷加入搅拌机，得改性混合料；
S2:将PVC树脂和EVA树脂加入高速搅拌机，升温至120℃，再加入改性混合料、复合发泡剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂、抗菌剂和加工助剂，搅拌均匀，得混合物料；
S3:将上述混合物料输送至锥形双螺杆挤出机，在温度为160-180℃下挤出成型，冷却定型，即得PVC木塑板材。
将实施例1-5制备的PVC木塑板材按照常规方法按照常规方法测定样品的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、热变形温度、氧指数及24h大肠杆菌杀菌率，测试结果如表1所示。
表1：本发明PVC木塑板材的性能测试结果
从上述测试结果得知，本发明制备的PVC木塑板材具有优异的强度、抗冲击性、耐热性、阻燃性和抗菌性能，市场前景广阔。

Claims (10)

1.一种用于PVC木塑板材的改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述改性纳米碳酸钙的制备包括如下步骤：
将生石灰和热水加入消化反应器进行消化反应，除杂，静置陈化，稀释，得石灰乳液；
将石灰乳液输送至碳酸化反应塔，通入二氧化碳进行碳化反应，在碳化过程中加入晶型控制剂和分散剂，碳化至pH值为6.5-7.5，停止通入二氧化碳，并控制碳酸钙的比表面积为20-30m2/g，得纳米碳酸钙浆料；所述晶型控制剂由植酸和乙二胺四乙酸二钠组成，其加入量为碳酸钙干基重量的0.5-1.5%；所述分散剂由聚氧乙烯甘油醚单硬脂酸酯和异鲸蜡醇硬脂酸酯组成，其加入量为碳酸钙干基重量的1.5-3%；
（3）将纳米碳酸钙浆料输送至超声波搅拌器，并加热至60-80℃，再加入由油酸二乙醇酰胺硼酸酯和十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷组成的表面处理剂，表面处理剂的加入量为碳酸钙干基重量的1.5-3.5%，超声搅拌20-40min，得改性纳米碳酸钙浆料；
（4）再将改性纳米碳酸钙浆料干燥，粉碎，即得改性纳米碳酸钙。
2.根据权利要求1所述用于PVC木塑板材的改性纳米碳酸钙，其特征在于：所述分散剂由质量比为1-2:1的聚氧乙烯甘油醚单硬脂酸酯和异鲸蜡醇硬脂酸酯组成。
3.根据权利要求1所述用于PVC木塑板材的改性纳米碳酸钙，其特征在于：所述晶型控制剂中植酸和乙二胺四乙酸二钠的质量比为1-2:1。
4.根据权利要求1所述用于PVC木塑板材的改性纳米碳酸钙，其特征在于：所述表面处理剂中油酸二乙醇酰胺硼酸酯和十二氟庚基丙基笼型倍半硅氧烷的质量比为1:1-3。
5.一种如权利要求1所述改性纳米碳酸钙应用在PVC木塑板材，其特征在于：所述PVC木塑板材包括如下重量份数的原料制成：PVC树脂100份、EVA树脂10-20份、竹粉40-60份、改性纳米碳酸钙30-50份、石棉纤维3-5份、贝壳粉4-6份、聚丙烯酰胺3-5份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷1-3份、复合发泡剂3-5份、偶联剂1-3份、稳定剂2-4份、润滑剂1-3份、抗菌剂0.5-1.5份和加工助剂3-5份。
6.根据权利要求5所述改性纳米碳酸钙应用在PVC木塑板材，其特征在于：所述复合发泡剂由质量比为1-3:1的碳酸氢钠和松香酸蔗糖酯组成。
7.根据权利要求5所述改性纳米碳酸钙应用在PVC木塑板材，其特征在于：所述偶联剂由聚醚酰亚胺和稀土偶联剂组成。
8.根据权利要求5所述改性纳米碳酸钙应用在PVC木塑板材，其特征在于：所述润滑剂由PE蜡和蓖麻油聚氧乙烯醚组成。
9.根据权利要求5所述改性纳米碳酸钙应用在PVC木塑板材，其特征在于：所述加工助剂由质量比为1-3:1的壬基酚聚氧化乙烯醚和聚氨丙基甲基倍半硅氧烷组成。
10.如权利要求5所述PVC木塑板材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1:按照上述配方称取上述各原料，将竹粉、改性纳米碳酸钙、石棉纤维、贝壳粉、聚丙烯酰胺、聚醚改性聚二甲基硅氧烷加入搅拌机，得改性混合料；
S2:将PVC树脂和EVA树脂加入高速搅拌机，升温至100-130℃，再加入改性混合料、复合发泡剂、偶联剂、稳定剂、润滑剂、抗菌剂和加工助剂，搅拌均匀，得混合物料；
S3:将上述混合物料输送至锥形双螺杆挤出机，在温度为160-180℃下挤出成型，冷却定型，即得PVC木塑板材。
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