一种环保型改性碳酸钙填料及其制备方法与流程

文档序号:14377278阅读:263来源:国知局
本发明属于碳酸钙改性制备
技术领域
,具体涉及利用硅烷偶联剂、增塑剂等改性一种碳酸钙填料及其方法。
背景技术
:碳酸钙因为具有价格便宜、硬度低、热稳定性及化学稳定性良好、易干燥、无毒、无刺激性、无味等优点,所以在塑料加工中得到大量使用。但是直接把碳酸钙加入到树脂体系中,却会使塑料材料的力学性能全面下降,碳酸钙粉体的这个缺点会限制了碳酸钙的加入比例,也就限制了碳酸钙的大规模应用。如果事先对碳酸钙进行表面处理或者采用先进的界面改性技术,将可以减轻碳酸钙对填充塑料力学性能的不良影响,甚至使某些性能比纯基体塑料还要好。多年的应用实践表明,经过表面有机改性处理的碳酸钙(通俗称法为活化碳酸钙)不仅可以降低塑料制品的原材料成本,还可以提高塑料制品的抗冲击性能。用于塑料加工的碳酸钙,碳酸钙的粒径一般为1-10微米左右,这种细小颗粒具有极大的比表面积和吉布斯自由能,处于热力学不稳定的状态。当把碳酸钙加入到树脂体系中时,由于临近粒子间的极性吸附和范德华力的作用,粒子有相互靠近、降低总比表面积和表面自由能的趋势,从而使碳酸钙颗粒很难从团聚体向高度分散体转化。对于未进行表面有机改性处理的碳酸钙,在与树脂一起混炼时,碳酸钙很难分散,即使在高温高速捏合时也很难将其均匀分散开。为了提高碳酸钙的分散均匀性和稳定性,必须消除或削弱其表面极性和降低其表面自由能。为了使具有较好的分散性和稳定性,一般利用偶联剂和增塑剂等助剂来改善其性能。邻苯二甲酸二辛酯(dioctylphthalate),简称二辛酯(dop),由于电性能好、挥发性低和耐低温等特点,长期以来,广泛应用于碳酸钙改性,然而,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,具有环境危害。而二甘醇二苯甲酸酯作为碳酸钙的增塑剂使用,它具有增塑效率高、毒性小、与聚合物相溶性好、挥发性低、等优点。技术实现要素:本发明的目的在于,提供一种利用二甘醇二苯甲酸酯增塑剂改性制备环保性好的碳酸钙填料。该碳酸钙填料由下列重量份的原料组成:碳酸钙100份、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂1-2份、丙二醇单硬脂酸酯偶联剂1-2份、二甘醇二苯甲酸酯增塑剂2-4份、马来酸酐接枝相容剂1-2份、抗坏血酸1-2份。所述的碳酸钙为400目以上的重碳酸钙粉末。以上所述的碳酸钙填料,其制备方法包括如下步骤:⑴首先取适量的碳酸钙粉末,加入水混合均匀,制备成碳酸钙浆料;⑵在上述碳酸钙浆料中,依次添加异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂、丙二醇单硬脂酸酯偶联剂,并搅拌5-10min;⑶再往体系依次加入二甘醇二苯甲酸酯增塑剂、马来酸酐接枝相容剂,搅拌5-10min;⑷将上述混合液体中加热50-60℃,搅拌1-2h;⑸最后添加抗坏血酸,加热至60-70℃并搅拌1-2h;⑹反应结束后将混合体系脱水,得碳酸钙湿料;⑺将湿料在110-120℃条件下高温干燥,干燥后冷却即得改性的碳酸钙填料。本发明的有益效果为:⑴原料具有来源广、价格低廉;⑵制备的碳酸钙粉体稳定性,分散性好。具体实施方式实施例一:⑴先取100g的400目的重碳酸钙粉末倒入带有电动搅拌的加热容器内,加入水混合均匀,制备成碳酸钙浆料;⑵在上述碳酸钙浆料中,依次添加1g异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂、1g丙二醇单硬脂酸酯偶联剂,并搅拌5min;⑶再往体系依次加入2g二甘醇二苯甲酸酯增塑剂、1g马来酸酐接枝相容剂,搅拌5min;⑷将上述混合液体中加热至50℃,搅拌1h;⑸最后添加1g抗坏血酸,加热至60℃并搅拌1h;⑹反应结束后将混合体系脱水,得碳酸钙湿料;⑺将湿料在110℃高温干燥,干燥后冷却即得改性的碳酸钙填料。实施例二:⑴取100g的420目的重碳酸钙粉末倒入带有电动搅拌的加热容器内,加入水混合均匀,制备成碳酸钙浆料;⑵上述碳酸钙浆料中,依次添加1.5g异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂、1.5g丙二醇单硬脂酸酯偶联剂,并搅拌8min;⑶往体系依次加入3g二甘醇二苯甲酸酯增塑剂、1.5g马来酸酐接枝相容剂,搅拌8min;⑷上述混合液体中加热至55℃,搅拌1.5h;⑸后添加1.5g抗坏血酸,加热至65℃并搅拌1.5h;⑹应结束后将混合体系脱水,得碳酸钙湿料;⑺湿料在115℃高温干燥,干燥后冷却即得改性的碳酸钙填料。实施例三:⑴取100g的450目的重碳酸钙粉末倒入带有电动搅拌的加热容器内,加入水混合均匀,制备成碳酸钙浆料;⑵上述碳酸钙浆料中,依次添加2g异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂、2g丙二醇单硬脂酸酯偶联剂,并搅拌10min;⑶往体系依次加入4g二甘醇二苯甲酸酯增塑剂、2g马来酸酐接枝相容剂,搅拌10min;⑷上述混合液体中加热至60℃,搅拌2h;⑸后添加2g抗坏血酸,加热至70℃并搅拌2h;⑹反应结束后将混合体系脱水,得碳酸钙湿料;⑺将湿料在120℃高温干燥,干燥后冷却即得改性的碳酸钙填料。将实施例1-3的制备的功能性碳酸钙按20%的比例加入到树脂中,制成样条,测试其力学性能。主要包括冲击强度,拉伸强度、弯曲强度的测定。具体方法参照以下标准执行,gb/t1043—93塑料简支梁冲击试验方法;gb/t1040—92塑料拉伸试验方法;gb/t9341—2000塑料弯曲性能试验方法,其结果见表1。表1实验项目冲击强度/(j/m)拉伸强度/mpa弯曲强度/mpa实施例12624.425.3实施例22825.326.6实施例33026.628.3当前第1页12
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