专利名称：一种低吸油值pvc专用功能填料超细活性碳酸钙的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超细活性碳酸钙的制备方法，尤其是一种低吸油值PVC专用功能性填料超细活性碳酸钙的制备方法。
背景技术：
PVC是一种用途广泛的通用塑料，PVC是聚氯乙烯材料的简称，是以聚氯乙烯树脂为主要原料，加入适量的抗老化剂、改性剂等，经混炼、压延、真空吸塑等工艺而成的材料。PVC材料具有轻质、隔热、保温、防潮、阻燃、施工简便等特点，规格、色彩、图案繁多，极富装饰性，其平均消耗量仅次于聚乙烯居第二位。以往在PVC的加工过程中，为了降低生产成本，同时提高PVC的尺寸稳定性和冲击强度和韧性，通常加入无机粉体碳酸钙，以提供给聚 合物更高效的塑化性能。目前在PVC塑料中加入碳酸钙主要有⑴重质碳酸钙，它作为增容的填料使用从而降低生产成本，但随着重质碳酸钙加入量的增加，PVC制品的理化性能大幅度下降。(2)纳米活性碳酸钙，它作为高档PVC制品中使用的功能性填料，它除了可提高制品的耐热性、耐磨性、尺寸稳定性及刚度等外，还可使塑料增韧增强，表面光洁。但由于纳米活性碳酸钙的生产成本高，其推广使用受到一定的限制。(3)轻质活性碳酸钙，该产品在PVC塑料中使用量大。该产品本身以团聚体的大颗粒存在，团聚体内空隙大，其吸油值高，所以在实际应用中，当加入量增大时造成加工过程中粘度大，产品表面粗糙，光泽度差，韧性差等弱点，其轻质活性碳酸钙的填充量也受到一定限制。因此作为PVC用碳酸钙的生产，如何采用普通轻质碳酸钙的生产方式从而降低生产成本，同时又要使产品具有较低的吸油值便于在PVC塑料中增加填充量已成为人们研究的热点。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种低吸油值PVC专用功能性填料超细活性碳酸钙的制备方法，克服现有技术在生产轻质活性碳酸钙中存在团聚严重，颗粒度大，吸油值高等问题。本发明是利用轻质碳酸钙低成本生产的优点，将快速碳化后的浆料经立式珠磨机进行研磨，降低碳酸钙的团聚体和颗粒度，同时加入硬脂酸乳液混合，然后再把此混合液在乳化泵高剪切力的作用下，使碳酸钙的分散与表面包覆同步完成，最后经过滤干燥得发明产品。本发明的优点在于I、(I)采用高浓度氢氧化钙浆料的快速碳化，反应釜的生产效率高；(2)浆料经立式珠磨机研磨解聚，颗粒度小；(3)快速碳化后的浆料温度高，经研磨后的浆料温度进一步升高，加入硬脂酸乳液后不需加热就可直接进行表面处理。2、该方法与目前超细碳酸钙的合成相比，一是设备投资小；二是碳化时没有冷却处理，能耗低；三是碳化速度快，产量高；四是包覆处理时不必加热浆料，能耗低。
3、该方法与目前轻质活性碳酸钙的产品相比，产品无团聚体，颗粒度小，吸油值低。4、本产品的生产方法兼有轻质活性碳酸钙生产成本低和超细活性碳酸钙颗粒度小，吸油值低的优势，是一种低吸油值PVC专用的功能性填料。本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现I、将生石灰用热水消化，除杂精制，配制成氢氧化钙浆料的重量百分浓度在
11.0-17%之间待用。 2、采用间隙鼓泡碳化釜进行快速反应，当反应液的pH值小于7时，即为碳化终点。所说的快速碳化反应是指每立方米的氢氧化钙浆料每分钟窑气的通入量为
0.8 I. 2立方米。由于快速碳化，浆料的升温速度快，一般在I. 5小时左右碳化完全，此时浆料的温度升至65-70°C。3、将碳化后的浆料由送料泵从立式珠磨机的底部输入，和其中的研磨介质一起被高速旋转的分散盘搅拌，使碳酸钙浆料颗粒和介质之间产生强烈的剪切，达到磨细颗粒和分散聚集体的目的，研磨分散后的浆料从顶部分离器流出。由于合成的碳酸钙团聚体疏松，经研磨解聚后，基本以原生粒子存在。研磨后的浆料温度升至70-75°C，待表面处理。所述的立式珠磨机为通用的设备，如江阴市精诚化工机械有限公司生产，型号为SK80-2A敞开立式砂磨机。4、将研磨后浆料和表面处理剂硬脂酸乳液混合，混合液在乳化泵高剪切力的作用下，碳酸钙的分散与表面包覆同步完成，最后经过滤干燥得发明产品。所说的硬脂酸乳液是指在90°C的热水中加入硬脂酸，然后加入液碱至pH为13，使硬脂酸在水中溶解成乳液。所说的表面处理剂硬脂酸的加入量是碳酸I丐重量的I. 5-2. 5%。所述的乳化泵为通用的设备，如江苏启汇龙混合设备有限公司生产的HDX1/240乳化栗。(3)将处理后的浆料过滤至含水量小于40%的滤饼，在80 110°C烘干，即获得本发明的本发明低吸油值PVC专用功能性填料超细活性碳酸钙粉体。本发明的有益效果按上述方法制备的PVC专用功能性填料碳酸钙颗粒度
0.8-1. 2um,吸油值17左右，且无团聚现象。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明作进一步描述，但应该理解这些实施例并不限制本发明的范围，在不违背本发明精神和范围的情况下，本领域技术人员可对本发明改变和改进以使其不同的使用情况、条件和实施方案。实施例I在鼓泡式碳化釜中加入重量百分浓度为13%氢氧化钙浆料15立方米，通入窑气进行碳化，其中窑气中二氧化碳气体的体积百分浓度为30%，起始碳化温度为45°C，控制窑气的流量为每分钟30立方米，碳化I小时35分钟后浆料的pH值降为7. 0以下，即为碳化终点，碳酸钙浆料温度升至70°C。将碳化后的浆料由送料泵从立式珠磨机的底部输入进行研磨，同时经研磨分散后的浆料从顶部分离器流出进入浆料混合釜。在I. 5立方米的包覆剂合成釜中加热水800公斤，加入52公斤的硬脂酸，继续加热保温在90°C，同时加入液碱至pH为13，使硬脂酸在水中溶解成乳液。将硬脂酸乳液与研磨后的碳酸钙浆料混合后，在乳化泵高剪切力的作用下直接打入浆料过滤前的储槽，使碳酸钙的分散与表面包覆在瞬间同步完成，最后经过滤干燥得发明产品。该产品在TEM电镜上测得碳酸钙粒径在0. 8-1. 2 U m,吸油值17左右，且无团聚现象。实施例2与实施例I相似，在鼓泡式碳化釜中加入重量百分浓度为16%氢氧化钙浆料15立方米，起始碳化温度为43°C，控制窑气的流量为每分钟35立方米，碳化I小时40分钟后浆料的PH值降为7. 0以下，即为碳化终点，碳酸钙浆料温度升至70°C。将碳化后的浆料由送料泵从立式珠磨机的底部输入进行研磨，同时经研磨分散后的浆料从顶部分离器流出进入浆料混合釜。将82公斤的硬脂酸在热水中加液碱并溶解成乳液。并与研磨浆料混合后，由乳化泵打入过滤储槽，最后经过滤干燥得发明产品。该产品在TEM电镜上测得碳酸钙粒径在0. 8-1. 2 U m,吸油值17左右，且无团聚现象。实施例3与实施例I相似，在鼓泡式碳化釜中加入重量百分浓度为11%氢氧化钙浆料15立方米，起始碳化温度为43°C，控制窑气的流量为每分钟30立方米，碳化I小时25分钟后浆料的PH值降为7. 0以下，即为碳化终点，碳酸钙浆料温度升至70°C。将碳化后的浆料由送料泵从立式珠磨机的底部输入进行研磨，同时经研磨分散后的浆料从顶部分离器流出进入浆料混合釜。将42公斤的硬脂酸在热水中加液碱并溶解成乳液。并与研磨浆料混合后，由乳化泵打入过滤储槽，最后经过滤干燥得发明产品。该产品在TEM电镜上测得碳酸钙粒径在0. 8-1. 2 U m,吸油值17左右，且无团聚现象。对照例4与实施例I相似的方法进行碳化，将碳化后的浆料与硬脂酸乳液包覆剂混合并继续搅拌I小时，最后经过滤干燥得对照产品。对照例与实施例的主要差别是碳化后的浆料不经立式珠磨机研磨和混合后的浆料不经乳化泵高剪切分散。该产品在TEM电镜上测得碳酸钙颗粒在1-8 u m,吸油值50左右，有大量团聚体颗粒存在。通过实施例和对照实例的比较分析，由本发明在原有轻质碳酸钙的合成基础上，增加了碳化后的浆料经立式珠磨机研磨和混合后的浆料经乳化泵高剪切分散，使本发明的产品颗粒度小，几乎无团聚现象，吸油值大幅度下降，在PVC塑料中可以增加填充量而仍保持较好的加工性能和产品的理化性能。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
权利要求
1.一种低吸油值PVC专用功能性填料超细活性碳酸钙的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤 (1)在精制的高浓度氢氧化钙浆料中，通入窑气进行快速碳化，当碳化至浆料的PH值小于7时，即为碳化终点。
(2)采用立式珠磨机对碳化后的浆料进行研磨。
(3)在研磨后的浆料中加入硬脂酸乳液混合。
(4)混合液在乳化泵高剪切力的作用下，碳酸钙的分散与表面包覆同步完成。
(5)将处理后的浆料过滤至含水量小于40%的滤饼，在80 110°C烘干，即获得低吸油值PVC专用功能性填料超细活性碳酸钙粉体。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所说的高浓度是指氢氧化钙浆料的重量百分浓度为11-17% ；
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所说的快速碳化是指在每立方米的氢氧化钙浆料中，通入窑气的量为每分钟0. 8 I. 2立方米，使浆料在I. 5小时左右碳化完全。
4.根据权利要求I所述的方法，所说硬脂酸乳液是指在90°C的热水中加入硬脂酸，然后加入液碱至pH为13,使硬脂酸在水中溶解成乳液。
5.根据权利要求I所述的方法，表面处理剂硬脂酸的加入量是碳酸钙重量的I.5-2. 5%。
全文摘要
本发明公开了一种低吸油值PVC专用功能性填料超细活性碳酸钙的制备方法。主要步骤为将高浓度的氢氧化钙浆料通入窑气进行快速碳化，然后采用立式珠磨机进行研磨，将研磨后的浆料与皂化的硬脂酸乳液混合，并在乳化泵高剪切力的作用下，碳酸钙的分散与表面包覆同步完成，最后经过滤干燥得发明产品。该产品粒径分布为0.8～1.5μm，活化度大于98％，吸油值小于18g/100gCaCO3，且无团聚现象，可作为高档PVC专用的功能性填料。
文档编号C09C3/04GK102732065SQ20111009425
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者徐宇坤, 顾庆雷 申请人:池州凯尔特纳米科技有限公司