[发明专利]一种表面改性碳酸钙填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于塑料加工领域，特别涉及一种表面改性碳酸钙填料及其制备方法。

背景技术

碳酸钙是一种被广泛使用的无机填料，可应用到塑料制品、橡胶制品、涂料、胶黏剂等中，特别是轻质碳酸钙，对PVC塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的硬度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般PVC塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高，由于碳酸钙白度在90%以上，还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。但碳酸钙的亲水性强，若不进行表面改性，则在聚合物制品的加工过程中与聚合物基体的相容性差，非常容易团聚，甚至因为团聚而形成结构缺陷，所以碳酸钙粒子在应用到聚合物材料中之前，必须对其表面进行改性，完成由亲水性至亲油性的适当转变。

目前，国内外对碳酸钙的表面改性主要有两个途径，①使颗粒微细或超微细化；②改进碳酸钙的表面性能，使其由无机性向有机性转变，提高与有机聚合物的相容性。然而微细化的碳酸钙容易团聚，而且无法改变其表面亲水疏油的性能。碳酸钙的表面改性包括局部反应改性和表面包覆改性，高能表面改性和机械化学改性等方式，但是目前PVC塑料工业发展迅速，人们对复合材料的需求不断增长，碳酸钙表面改性已成为深加工技术之一，从而进一步改善碳酸钙的吸油性、分散性、尺寸稳定性、耐热性、耐磨性、耐水性、阻燃性、防霉性等一系列性能，以满足不断进步的PVC塑料工业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面改性碳酸钙填料及其制备方法，该填料解决了碳酸钙在PVC制品中容易发生团聚的问题，降低了吸油率，改善了PVC的力学性能，提高了韧性、弯曲强度和耐冲击性能。

本发明的技术方案如下：

一种表面改性碳酸钙填料,其特征在于由下列重量份的原料制成：石蜡1-2、甲基三氯硅烷2-2.4、粉煤灰3-4、富马酸0.3-0.4、四氟化锆4-5、苯扎氯铵0.2-0.4、肌醇六磷酸酯2-3、甘油松香酯1-2、1,6己二醇二丙烯酸酯1-2、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1-1.4、过硫酸铵0.1-0.2、硅酸钠1-2、轻质碳酸钙80-85、助剂13-16、水120-140；

所述助剂由下列重量份的原料制成：荷荷巴油0.03-0.05、三聚磷酸钠0.02-0.03、烯丙基缩水甘油醚0.2-0.3、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷0.1-0.2、聚天冬氨酸0.1-0.2、水解聚马来酸酐0.1-0.2、乙二醇0.1-0.2、油酸钾0.03-0.04、ABS 0.1-0.2、微晶蜡0.1-0.2、活性氧化锌3-5、针状的碳酸钙晶须1-2、微孔碳酸钙1-2、亚烷基二醇0.3-0.4、水7-8；制备方法为：将荷荷巴油、烯丙基缩水甘油醚、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、乙二醇、ABS、微晶蜡、亚烷基二醇混合，充分搅拌均匀，制得复合剂；将三聚磷酸钠、油酸钾加入水中，加热至60-70℃，搅拌均匀，加入活性氧化锌、针状的碳酸钙晶须、微孔碳酸钙，搅拌20-30分钟，烘干粉碎成氧化锌粉末，再加入复合剂，分散研磨20-30分钟，于室温下静置，至复合剂慢慢渗透至所述氧化锌粉末表面，再分散研磨成2-50μm的颗粒，即得。

所述的表面改性碳酸钙填料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将苯扎氯铵加入水中，搅拌均匀后加入轻质碳酸钙、四氟化锆、粉煤灰，在3000-4000转/分下搅拌6-8分钟，得到混合物料；

（2）将甲基三氯硅烷、1,6己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、过硫酸铵加入到第（1）步得到的物料中，加热至80-90℃，在9000-12000转/分下搅拌30-40分钟，得到混合物料；

（3）将其他剩余成分混合研磨分散15-20分钟，加入第（2）步得到的混合物料中，加热至80-90℃，在1000-1500转/分下搅拌30-40分钟，喷雾干燥，粉碎成2-50μm的颗粒，即得。

本发明的有益效果

本发明填料选用了1,6己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基三氯硅烷进行反应对碳酸钙进行改性，解决了碳酸钙在PVC制品中容易发生团聚的问题，降低了吸油率，改善了PVC的力学性能，提高了韧性、弯曲强度和耐冲击性能；通过添加四氟化锆，增加了填料的疏水性，增加了PVC的强度和耐磨性；本发明助剂能增加碳酸钙在PVC中的浸润性，减少了PVC的缺陷。

具体实施方式