[发明专利]一种PVC塑料专用增韧型纳米碳酸钙的制备方法

说明书

本发明公开了一种PVC塑料专用增韧型纳米碳酸钙的制备方法，将石灰与自来水混合进行消化反应，经过筛除杂、静置得到精制石灰乳溶液；将石灰乳溶液比重调整至1.050‑1.070，冷却，输送至带搅拌的碳化釜，并通入净化后的窑气进行碳酸化反应，直至反应体系pH＜7.3，碳酸化反应完成，即得到纳米碳酸钙浆液；浆液加热到，再加入脂肪酸钠盐进行表面活化处理，压滤得到滤饼；滤饼干燥，粉碎，制得纳米碳酸钙半成品；最后输送至连续改性机，再加入丙烯酰胺‑苯乙烯共聚物和氯化聚乙烯进行表面改性，即可得到本发明的増韧型纳米碳酸钙产品。本发明制备的纳米碳酸钙具有良好的加工性和分散性，可以显著提高PVC塑料的强度和耐冲击性能。

技术领域

本发明涉及纳米材料改性技术领域，具体是一种PVC塑料专用增韧型纳米碳酸钙的制备方法。

背景技术

聚氯乙烯(PVC)具有不易燃、耐腐蚀、绝缘、耐磨损、价格低廉、原材料来源广泛等优良的综合性能，广泛地应用于管材、棒材、薄膜、绝缘材料、防腐材料、建筑材料等方面，是一种重要的热塑性塑料，其产量仅次于聚乙烯(PE)而居世界树脂产量第二位。然而在PVC使用过程中，也暴露出脆性大、热稳定性差、加工性能不佳等缺点，性能有待进一步改善和提高。

纳米碳酸钙广泛用于PVC塑料的增强增韧改性，其纳米颗粒分散于基体连续相中，形成宏观均相、微观分相的“海岛”连锁结构，可诱发基体产生大量的剪切带和银纹，从而改善PVC基体的耐冲击性能。但在实际工业应用中发现，纳米碳酸钙在PVC塑料的添加比例一般不能超过15％，否则将导致纳米碳酸钙颗粒团聚，在基体内形成明显的应力集中，导致复合材料的力学性能恶化。此外，工业常见的纳米碳酸钙通常采用脂肪酸或脂肪酸盐进行表面改性，与PVC基体相容性欠佳，粒子与基体间的界面层较弱，增强增韧的改性效果十分有限。

中国发明专利CN 103468027A公布了一种硬质PVC塑料用的纳米碳酸钙的改性方法，该方法包括以下步骤：(1)将纳米碳酸钙分散于去离子水中；(2)加入硬脂酸甘油酯，继续分散；(3)过滤并干燥。该发明采用硬脂酸甘油酯对分散于液相中的纳米碳酸钙进行包覆，增强纳米碳酸钙的亲油性，虽然在一定程度上提高了纳米碳酸钙在PVC树脂中的分散性与流动性，但无机粒子与有机基体之间的界面强度较弱，无法有效改善PVC的力学性能。

中国发明专利CN 105504881A公开了一种PVC注塑料专用纳米碳酸钙的表面改性方法，将比表面积20-32m²/g的碳酸钙悬浮浆液，持续搅拌并升温至70-90℃，然后加入复合表面处理剂进行包覆，搅拌60-90min完成表面处理，降温，过滤，干燥，粉碎得到表面改性纳米碳酸钙产品；所述的复合表面处理剂为烷基萘磺酸盐与脂肪酸盐的共混物；采用该方法制备的纳米碳酸钙产品虽能够改善PVC硬质塑料的外观性能，却无法实现性能的改善和提高。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明针对现有PVC塑料用纳米碳酸钙存在的问题，提供一种PVC塑料用増韧型纳米碳酸钙的制备方法，本方法的制备而得的纳米碳酸钙用于PVC塑料改性时，具有良好的加工性和分散性，可以显著提高制品的强度和耐冲击性能。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种PVC塑料专用增韧型纳米碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：

S1：将石灰与自来水按1:4-6的质量比进行消化反应，经过筛除杂、静置24-48h后得到精制石灰乳溶液；