一种用于丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙的制备方法与流程

本发明涉及碳酸钙制备，具体是一种用于丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙。

背景技术：

1、碳酸钙应用于橡胶中的主要原因是白度高、易加工、增容增重和降低成本。因为碳酸钙缺乏在橡胶中补强的作用，从而限制了其橡胶中的应用。随着碳酸钙制备技术的发展，发现纳米碳酸钙、链状碳酸钙和立方形貌碳酸钙填充到丁苯橡胶有半补强作用。然而碳酸钙形貌中的棒状碳酸钙应用于橡胶中的研究进展，仍处于进度缓慢阶段。

2、中国专利cn 107555460a公开了一种橡胶轮胎专用纳米碳酸钙的制备方法，是采用鼓泡法制备纳米碳酸钙悬浮液，使用聚苯乙烯磺酸钠、松香药剂和季戊四醇硬脂酸酯进行表面改性，压滤、烘干后得到橡胶轮胎专用纳米碳酸钙，填充橡胶轮胎后，可以显著提高轮胎的补强性能和耐磨性能。这属于纳米碳酸钙在橡胶的应用，未涉及到棒状碳酸钙，对棒状碳酸钙在橡胶应用的研究进展帮助不大。

3、中国专利cn 109911925b公开了一种橡胶专用纳米碳酸钙的制备方法，是采用鼓泡法制备链状纳米碳酸钙悬浮液，使用部分可溶性含硅类的物质，对链状纳米碳酸钙进行二氧化硅的包覆，使用脂肪酸类物质进行表面包覆，压滤、烘干后橡胶专用纳米碳酸钙。这属于链状纳米碳酸钙在橡胶的应用，未涉及到棒状碳酸钙，对棒状碳酸钙在橡胶应用的研究进展帮助不大。

4、中国专利cn 104609453b公开了一种立方状沉淀碳酸钙的制备方法，是采用鼓泡法制备纳米碳酸钙悬浮液，使用尿素类物质作为熟化剂加速熟化，使用硬脂酸钠盐表面处理，压滤、烘干后得到一种立方状沉淀碳酸钙。这属于立方状沉淀碳酸钙的制备方法，未涉及到橡胶的应用，对棒状碳酸钙在橡胶应用的研究进展帮助不大。

5、中国专利cn 115072757a公开了一种微细棒状文石型碳酸钙及其制备方法，为使用乙酸与几种含钙废渣进行反应得到乙酸钙溶液，向乙酸钙溶液在特定温度和ph下通入特定压强的二氧化碳，再将产生的悬浮物进行固液分离，烘干后得到一种微细棒状文石型碳酸钙。这属于棒状碳酸钙的制备方法，未涉及到橡胶的应用，对棒状碳酸钙在橡胶应用的研究进展帮助不大。

6、中国专利cn 110844930a公开了一种中空棒状碳酸钙的制备方法，称取氧化钙溶于水中，进行加热、搅拌、静置消化、过筛、调浓，得到原料氢氧化钙浆液。以d-葡萄糖酸钠为晶型控制剂，控制温度、转速，通入co,气体反应，得到产品浆液。压滤、烘干后得到到中空棒状碳酸钙。这属于中空棒状碳酸钙的制备方法，未涉及到橡胶的应用，对棒状碳酸钙在橡胶应用的研究进展帮助不大。

7、综上所述，目前关于碳酸钙形貌中的棒状碳酸钙应用于橡胶中的研究进展，仍处于进度缓慢阶段，已有的各种棒状碳酸钙制备，仍不能较好使棒状碳酸钙使用于橡胶中。

技术实现思路

1、针对上述背景技术存在的技术问题，本发明将提供一种用于丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙的制备方法，该方法制备的中空棒状碳酸钙具能够替代橡胶常用的硫化活性剂剂氧化锌，而且增强丁苯橡胶的拉伸强度、拉断伸长率。

2、为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明将提供一种用于丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：

4、s1：将石灰石在1000~1200℃下煅烧获得生石灰，生石灰与水经过消化反应得到ca(oh)2，过筛静置，再配置成固含量为5.0%~15.0%的ca(oh)2悬浮液；

5、s2：向ca(oh)2悬浮液中加入晶型控制剂mgcl2，通入co2混合气体进行碳酸化反应，当反应悬浮液ph≤7时，停止通入co2；得到碳酸钙悬浮液；

6、s3：将草酸加入碳酸钙悬浮液中反应1~3h，草酸溶液的加入量为碳酸钙干基20%~40%；

7、s4：再将冰乙酸向碳酸钙悬浮液中搅拌时间为1~3h；

8、s5：最将上述碳酸钙悬浮液进行压滤，水洗，再压滤，并制备成碳酸钙与水比例为1:10~20的碳酸钙悬浮液；

9、s6：将浓度为10~20%乙酸铅溶液向碳酸钙悬浮液中，搅拌1~3h；

10、s7：最后进行压滤，烘干，过筛后即得用于填充丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙。

11、作为本发明优选的技术方案：步骤s2中mgcl2的添加量为ca(oh)2的0.2%~0.5%。

12、作为本发明优选的技术方案：步骤s2混合气体中co2浓度为20~40%，co2混合气体的流量为0.01~0.10m2/h，碳酸化反应控制温度为50~100℃、搅拌转速为500~1000r/min。

13、作为本发明优选的技术方案：步骤s3中草酸的浓度为60%~80%，草酸溶液的加入量为碳酸钙干基20%~40%；滴加速度为50~500ml/min；搅拌速度为100~500r/min。

14、作为本发明优选的技术方案：步骤s4中冰乙酸的浓度为20~40%，冰乙酸溶液的加入量为碳酸钙干基50%~100%；滴加速度为50~500ml/min；搅拌速度为100~500r/min。

15、作为本发明优选的技术方案：步骤s6所述乙酸铅溶液的加入量为碳酸钙干基30%~50%，乙酸铅溶液的浓度为为10~20%，乙酸铅溶液的加入量为碳酸钙干基20%~40%；滴加速度为50~500ml/min；搅拌速度为100~500r/min。

16、作为本发明优选的技术方案：步骤s1所述石灰石中碳酸钙的质量含量≥95%，生石灰与水的质量比为1:10~20。

17、作为本发明优选的技术方案：步骤s7所述烘干温度为400~600℃，时间为1~5h。

18、与现有技术相比，本发明的优点及有益效果包括：

19、1.本发明方法通过控制草酸浓度、温度和滴加速度的情况下，采用草酸与棒状碳酸钙反应生成棒状草酸钙包覆碳酸钙的形貌；通过冰乙酸将碳酸钙溶解，得到了中空棒状草酸钙；再采用乙酸铅与中空棒状草酸钙反应，生成草酸铅包覆中空棒状草酸钙；最后通过控制温度、时间，将草酸铅包覆中空棒状草酸钙分解，得到一氧化铅包覆中空棒状碳酸钙，这是碳酸钙微观形貌上的创新，突破了现有技术尚未出现一氧化铅包覆中空棒状碳酸钙的技术瓶颈。

20、2.本发明制备出的一氧化铅包覆中空棒状碳酸钙，填充丁苯橡胶能够代替硫化活性剂剂氧化锌，降低丁苯橡胶的正硫化时间，使得丁苯橡胶制备时的硫化时间减少，从而加快制备效率；其次通过一氧化铅包覆中空棒状碳酸钙，由于其分布在碳酸钙表面，一方面碳酸钙紧密结合，另一方面一氧化铅又能连接丁苯橡胶，这种特殊性能，增强了丁苯橡胶的拉伸强度和断裂伸长率。

技术特征：

1.一种用于丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙的制备方法，其特征在于：步骤s2中mgcl2的添加量为ca(oh)2的0.2%~0.5%。

3.根据权利要求1所述的一种用于丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙的制备方法，其特征在于：步骤s2混合气体中co2浓度为20~40%，co2混合气体的流量为0.01~0.10m2/h，碳酸化反应控制温度为50~100℃、搅拌转速为500~1000r/min。

4.根据权利要求1所述的一种用于丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙的制备方法，其特征在于：步骤s3中草酸的浓度为60%~80%，草酸溶液的加入量为碳酸钙干基20%~40%；滴加速度为50~500ml/min；搅拌速度为100~500r/min。

5.根据权利要求1所述的一种用于丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙的制备方法，其特征在于：步骤s4中冰乙酸的浓度为20~40%，冰乙酸溶液的加入量为碳酸钙干基50%~100%；滴加速度为50~500ml/min；搅拌速度为100~500r/min。

6.根据权利要求1所述的一种用于丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙的制备方法，其特征在于：步骤s6所述乙酸铅溶液的加入量为碳酸钙干基30%~50%，乙酸铅溶液的浓度为为10~20%，乙酸铅溶液的加入量为碳酸钙干基20%~40%；滴加速度为50~500ml/min；搅拌速度为100~500r/min。

7.根据权利要求1所述的一种用于丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙的制备方法，其特征在于：步骤s1所述石灰石中碳酸钙的质量含量≥95%，生石灰与水的质量比为1:10~20。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种用于丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙的制备方法，其特征在于：步骤s7所述烘干温度为400~600℃，时间为1~5h。

技术总结
本发明公开了一种用于填充丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙制备方法，包括以下步骤：S1：将石灰石煅烧获得生石灰，生石灰与水经过消化反应得到Ca(OH)2，再配置成Ca(OH)2悬浮液；S2：向Ca(OH)2悬浮液中加入晶型控制剂，通入CO2的混合气体进行碳酸化反应，当反应悬浮液pH≤7时，停止通入CO2；S3：向悬浮液中加入适量草酸溶液；S4：向悬浮液中加入适量冰乙酸溶液；S5：将上述悬浮液进行压滤，水洗，再压滤，并再次制备成悬浮液；S6：向悬浮液中加入适量乙酸铅溶液；S7：最后进行压滤，500℃烘干，过筛；即得用于填充丁苯橡胶的中空棒状碳酸钙。本发明制备的中空棒状碳酸钙能够替代橡胶常用的硫化活性剂氧化锌，而且增强丁苯橡胶的拉伸强度、拉断伸长率。

技术研发人员：李华宇,陆强典,王尊,陆丙兴,李瑞聪,冯吉,覃敏文,韦海军,凌秋凤
受保护的技术使用者：广西合山市华纳新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31