一种碳酸钙填料及其制备方法与流程

本发明涉及碳酸钙技术领域，特别涉及一种碳酸钙填料，尤其是一种碳酸钙填料及其制备方法。

背景技术：

碳酸钙如果作为一种化合物的话，它在自然界分布太广泛了，常见的大理石的主要成分就是碳酸钙。碳酸钙(caco3)是一种无机化合物，俗称灰石、石灰石、石粉、大理石等。碳酸钙呈中性，基本上不溶于水，溶于盐酸。它是地球上常见物质之一，存在于霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰华等岩石内，亦为动物骨骼或外壳的主要成分。碳酸钙也是重要的建筑材料，工业上用途甚广。

碳酸钙也是一种十分重要的功能性无机填料，被广泛地应用于塑料、橡胶、涂料和造纸等工业领域。在碳酸钙的应用领域中，大多产品属于聚合物的范畴，例如塑料、橡胶、胶粘剂、涂料等，并占有重要的市场份额。

但申请人在实现现有技术中的技术方案的过程中，发现现有技术的技术方案中存在如下技术问题：

由于颗粒的粒径越小越容易出现团聚现象，因此常常需要加入改性剂来改善碳酸钙的团聚的问题。例如加入分散剂和表面改性剂。在加入改性剂的同时，碳酸钙的材料性能会被减弱。由于改性剂可能在高温下易于分解，造成气泡、开裂和其他缺陷等，进而对材料性能造成不利影响。

技术实现要素：

本发明一方面要解决的技术问题是提供一种碳酸钙填料，解决了现有技术中碳酸钙受改性剂影响而减弱材料性能的技术问题，达到了提高材料性能和环保性的技术效果。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种碳酸钙填料，包括以下重量份的原料：生蚝壳粉末制备而成的碳酸钙800-1200份、滑石粉6-10份、三聚氰胺树脂60-80份、铝酸酯偶联剂4-12份、二氧化硅10-20份、石墨烯10-20份、氧化铼20-30份、生物聚氨酯树脂30-50份、钛酸丁酯50-100份和去离子水3000-6000份；粒径在0.36um以下的粒子的含有率为36％以下；所述生物聚氨酯树脂中的植物来源成分的含量为60重量％-70重量％。

优选的，所述生物聚氨酯树脂是将四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃的单体质量比为80/20至50/50的共聚反应生成物的聚醚多元醇、聚异氰酸酯化合物、以及与聚异氰酸酯化合物的异氰酸酯基反应的扩链剂作为主要反应物的合成反应生成物的聚氨酯树脂。

优选的，所述三聚氰胺树脂的原料中的30-50％来源于三聚氰胺含量检测出超标的乳制品。

优选的，包括以下重量份的原料：生蚝壳粉末制备而成的碳酸钙800-1000份、滑石粉6-8份、三聚氰胺树脂60-70份、铝酸酯偶联剂4-8份、二氧化硅10-14份、石墨烯10-16份、氧化铼20-26份、生物聚氨酯树脂30-40份、钛酸丁酯50-70份和去离子水3000-4000份。

更优选的，包括以下重量份的原料：生蚝壳粉末制备而成的碳酸钙1000-1200份、滑石粉8-10份、三聚氰胺树脂8-80份、铝酸酯偶联剂8-12份、二氧化硅14-20份、石墨烯16-20份、氧化铼26-30份、生物聚氨酯树脂40-50份、钛酸丁酯70-100份和去离子水4000-6000份。

特别优选的，包括以下重量份的原料：生蚝壳粉末制备而成的碳酸钙1000份、滑石粉8份、三聚氰胺树脂8份、铝酸酯偶联剂8份、二氧化硅14份、石墨烯16份、氧化铼26份、生物聚氨酯树脂40份、钛酸丁酯70份和去离子水4000份。

本发明另一方面要解决的技术问题是提供一种碳酸钙填料的制备方法，包括以下步骤：

s1：初步混合：将碳酸钙粉加入适量的去离子水，慢速搅拌5分钟后，改为高速旋转搅拌，在1500转/分钟下搅拌反应2-3小时，温度保持在50-65℃范围内；

s2：树脂混合：将滑石粉、三聚氰胺树脂、生物聚氨酯树脂、钛酸丁酯和氧化铼投入至快速捏合机中，并加入甘油三醋酸酯，与碳酸钙混合，升温至85℃，保温搅拌半小时；

s3：辅料混合：向快速捏合机继续投入铝酸酯偶联剂、二氧化硅、石墨烯、聚异丁烯和甘油三醋酸酯，继续升温至140℃，搅拌1-2小时得到混合物；

s4：研磨：将s3中获得的混合物倒出，加入去离子水，搅拌并研磨半个小时后，形成混悬液，向混悬液中加入改性聚酰胺，1200-1500转/分钟下搅拌8-10分钟，烘干粉碎成细粉末得碳酸钙填料。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

上述技术方案，由于采用生蚝壳粉末制备而成的碳酸钙结合三聚氰胺树脂和石墨烯等一系列技术手段，使得三聚氰胺本身所具有的良好耐磨性和热稳定性的优势得以发挥，石墨烯所具有优异的光学、电学、力学特性也得以发挥；同时，碳酸钙采用生蚝壳粉制备，充分循环利用了自然生物资源。有效解决了现有技术中的中碳酸钙受改性剂影响而减弱材料性能的技术问题，进而实现了提高材料性能和环保性的技术效果。

附图说明

图1为碳酸钙填料的sem图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

碳酸钙也是一种十分重要的功能性无机填料，被广泛地应用于塑料、橡胶、涂料和造纸等工业领域。由于碳酸钙的颗粒粒径小，容易出现团聚现象而需要加入改性剂来避免碳酸钙的团聚。然而改性剂往往对碳酸钙本身的所具备的优良材料性能削弱。

本申请实施方式的技术方案通过提供一种碳酸钙填料，解决了现有技术中碳酸钙受改性剂影响而减弱材料性能的问题，在采用生蚝壳粉末制备而成的碳酸钙结合三聚氰胺树脂和石墨烯以及生物聚氨酯树脂下实现了提高材料性能和环保性的有益效果。

本发明为解决上述技术问题的实施方案的总体思路如下：

一种碳酸钙填料，包括以下重量份的原料：生蚝壳粉末制备而成的碳酸钙、滑石粉份、三聚氰胺树脂、铝酸酯偶联剂、二氧化硅、石墨烯、氧化铼、生物聚氨酯树脂、钛酸丁酯和去离子水；粒径在0.36um以下的粒子的含有率为36％以下；所述生物聚氨酯树脂中的植物来源成分的含量为60重量％-70重量％。三聚氰胺本身所具有的良好耐磨性和热稳定性的优势得以发挥，石墨烯所具有优异的光学、电学、力学特性也得以发挥；同时，碳酸钙采用生蚝壳粉制备，充分循环利用了自然生物资源。原料中充分使用了生物资源，在提高材料性能的基础上，增加了环保性。

碳酸钙填料的电镜图如图1所示。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1

一种碳酸钙填料，包括以下重量份的原料：生蚝壳粉末制备而成的碳酸钙800份、滑石粉6份、三聚氰胺树脂60份、铝酸酯偶联剂4份、二氧化硅10份、石墨烯10份、氧化铼20份、生物聚氨酯树脂30份、钛酸丁酯50份和去离子水3000份；粒径在0.36um以下的粒子的含有率为36％以下；生物聚氨酯树脂中的植物来源成分的含量为60重量％。

其中，生物聚氨酯树脂是将四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃的单体质量比为80/20至50/50的共聚反应生成物的聚醚多元醇、聚异氰酸酯化合物、以及与聚异氰酸酯化合物的异氰酸酯基反应的扩链剂作为主要反应物的合成反应生成物的聚氨酯树脂。

具体的，三聚氰胺树脂的原料中的30％来源于三聚氰胺含量检测出超标的乳制品。

本实施例还提供碳酸钙填料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1：初步混合：将碳酸钙粉加入适量的去离子水，慢速搅拌5分钟后，改为高速旋转搅拌，在1500转/分钟下搅拌反应2小时，温度保持在50℃范围内；

s2：树脂混合：将滑石粉、三聚氰胺树脂、生物聚氨酯树脂、钛酸丁酯和氧化铼投入至快速捏合机中，并加入甘油三醋酸酯，与碳酸钙混合，升温至85℃，保温搅拌半小时；

s3：辅料混合：向快速捏合机继续投入铝酸酯偶联剂、二氧化硅、石墨烯、聚异丁烯和甘油三醋酸酯，继续升温至140℃，搅拌1小时得到混合物；

s4：研磨：将s3中获得的混合物倒出，加入去离子水，搅拌并研磨半个小时后，形成混悬液，向混悬液中加入改性聚酰胺，1200转/分钟下搅拌8分钟，烘干粉碎成细粉末得碳酸钙填料。

实施例2

一种碳酸钙填料，包括以下重量份的原料：生蚝壳粉末制备而成的碳酸钙1000份、滑石粉8份、三聚氰胺树脂8份、铝酸酯偶联剂8份、二氧化硅14份、石墨烯16份、氧化铼26份、生物聚氨酯树脂40份、钛酸丁酯70份和去离子水4000份；粒径在0.36um以下的粒子的含有率为36％以下；生物聚氨酯树脂中的植物来源成分的含量为65重量％。

其中，生物聚氨酯树脂是将四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃的单体质量比为80/20至50/50的共聚反应生成物的聚醚多元醇、聚异氰酸酯化合物、以及与聚异氰酸酯化合物的异氰酸酯基反应的扩链剂作为主要反应物的合成反应生成物的聚氨酯树脂。

具体的，三聚氰胺树脂的原料中的40％来源于三聚氰胺含量检测出超标的乳制品。

本实施例还提供碳酸钙填料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1：初步混合：将碳酸钙粉加入适量的去离子水，慢速搅拌5分钟后，改为高速旋转搅拌，在1500转/分钟下搅拌反应2.5小时，温度保持在60℃范围内；

s2：树脂混合：将滑石粉、三聚氰胺树脂、生物聚氨酯树脂、钛酸丁酯和氧化铼投入至快速捏合机中，并加入甘油三醋酸酯，与碳酸钙混合，升温至85℃，保温搅拌半小时；

s3：辅料混合：向快速捏合机继续投入铝酸酯偶联剂、二氧化硅、石墨烯、聚异丁烯和甘油三醋酸酯，继续升温至140℃，搅拌2小时得到混合物；

s4：研磨：将s3中获得的混合物倒出，加入去离子水，搅拌并研磨半个小时后，形成混悬液，向混悬液中加入改性聚酰胺，1400转/分钟下搅拌8分钟，烘干粉碎成细粉末得碳酸钙填料。

实施例3

一种碳酸钙填料，包括以下重量份的原料：生蚝壳粉末制备而成的碳酸钙1200份、滑石粉10份、三聚氰胺树脂80份、铝酸酯偶联剂12份、二氧化硅20份、石墨烯20份、氧化铼30份、生物聚氨酯树脂50份、钛酸丁酯100份和去离子水6000份；粒径在0.36um以下的粒子的含有率为36％以下；生物聚氨酯树脂中的植物来源成分的含量为70重量％。

其中，生物聚氨酯树脂是将四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃的单体质量比为80/20至50/50的共聚反应生成物的聚醚多元醇、聚异氰酸酯化合物、以及与聚异氰酸酯化合物的异氰酸酯基反应的扩链剂作为主要反应物的合成反应生成物的聚氨酯树脂。

具体的，三聚氰胺树脂的原料中的50％来源于三聚氰胺含量检测出超标的乳制品。

本实施例还提供碳酸钙填料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

s1：初步混合：将碳酸钙粉加入适量的去离子水，慢速搅拌5分钟后，改为高速旋转搅拌，在1500转/分钟下搅拌反应3小时，温度保持在65℃范围内；

s2：树脂混合：将滑石粉、三聚氰胺树脂、生物聚氨酯树脂、钛酸丁酯和氧化铼投入至快速捏合机中，并加入甘油三醋酸酯，与碳酸钙混合，升温至85℃，保温搅拌半小时；

s3：辅料混合：向快速捏合机继续投入铝酸酯偶联剂、二氧化硅、石墨烯、聚异丁烯和甘油三醋酸酯，继续升温至140℃，搅拌2小时得到混合物；

s4：研磨：将s3中获得的混合物倒出，加入去离子水，搅拌并研磨半个小时后，形成混悬液，向混悬液中加入改性聚酰胺，1500转/分钟下搅拌10分钟，烘干粉碎成细粉末得碳酸钙填料。

从测试结果可见，生物聚氨酯树脂和三聚氰胺树脂以及石墨烯可以提高碳酸钙的材料性能。

为了提高产品的环保性，生物聚氨酯树脂可以采用90％植物来源聚醚多元醇作为原料之一，具体的，90％植物来源聚醚多元醇是90％植物来源的四氢呋喃和2-甲基四氢呋喃的单体比(质量)为80/20至50/50的共聚反应生成物，并且数均分子量为400～6000。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。