[发明专利]一种环保型改性碳酸钙填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环保型改性碳酸钙填料及其制备方法。原料包括：碳酸钙、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、二甘醇二苯甲酸酯增塑剂、马来酸酐接枝相容剂、抗坏血酸。首先将碳酸钙粉末与水混合制备成碳酸钙浆料，再依次添加异丙基三(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，搅拌5‑10min，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，加热50‑60℃，搅拌1‑2h后添加抗坏血酸，在60‑70℃条件下搅拌1‑2h，最后脱水、在110‑120℃条件下高温干燥，即得改性的碳酸钙填料。

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(Dioctyl Phthalate)，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。

发明内容

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。