[发明专利]一种含柠檬酸三丁酯的改性碳酸钙填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含柠檬酸三丁酯的改性碳酸钙填料及其制备方法。该碳酸钙填料由下列重量份的原料制成：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、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂1‑2份、柠檬酸三丁酯增塑剂3‑5份、马来酸酐接枝相容剂1‑2份。利用柠檬酸三丁酯增塑剂的低毒性，对碳酸钙粉体进行改性，得到一种环保型含柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料。

技术领域

本发明属于碳酸钙改性制备技术领域，具体涉及一种含柠檬酸三丁酯的改性碳酸钙填料及其制备方法。

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。

在实际应用碳酸钙时，往往需要对其进行表面改性，消除或削弱其表面极性和降低其表面自由能，改性后的碳酸钙填料，在与树脂一起混炼时，碳酸钙具有较好的润湿性和分散性，达到较高的稳定性。在改性碳酸钙时，一般加入邻苯二甲酸酯类增塑剂，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。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明于提供一种改性碳酸钙的其制备方法。利用柠檬酸三丁酯替代邻苯二甲酸酯类增塑剂，由于柠檬酸三丁酯低毒，可视为无毒增塑剂，对碳酸钙粉体改性能得到一种环保型含柠檬酸三丁酯的碳酸钙填料。该碳酸钙填料由下列重量份的原料制成：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、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂1-2份、柠檬酸三丁酯增塑剂3-5份、马来酸酐接枝相容剂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取碳酸钙粉末倒入一可加热的搅拌装置，加水混合均匀，制备成碳酸钙浆料；

⑵在碳酸钙浆料中，依次添加异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂，并搅拌10-20min；

⑶再依次加入柠檬酸三丁酯增塑剂，搅拌10-20min；

⑷将混合液体加热，搅拌1-2h；

⑸再添加马来酸酐接枝相容剂，加热并搅拌1-2h；

⑹反应结束后将混合体系脱水，高温干燥，干燥后冷却即得改性的碳酸钙填料。

在所述碳酸钙填料的制备步骤⑴中，所述水的加入量与所述碳酸钙粉末加入量的质量加入比为1：3-1：6。

在所述碳酸钙填料的制备步骤⑷中，所述加热温度控制在50-60℃。

在所述碳酸钙填料的制备步骤⑸中，所述加热温度控制在60-70℃。

在所述碳酸钙填料的制备步骤⑹中，所述高温干燥控制在100-120℃。

本发明的有益效果：利用柠檬酸三丁酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯偶联剂对碳酸钙进行改性，改性的碳酸钙填料活化率高，且改性剂环保性能好。按测试标准GB/T 19281-2003，将制备的碳酸钙做活化率测试，称取5g试样，置于250mL分液漏斗中，加200mL水，以120次/min的速度往返振摇1min。轻放于漏斗架上。静置30min，待明显分层后一次性将下沉CaCO3放入预先于105℃下恒重的玻璃砂坩埚中，抽滤除去水，置于恒温干燥箱中，于105℃下干燥至恒重，活化率达到90％以上。