[发明专利]一种用于PVC注塑的改性纳米碳酸钙的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于PVC注塑的改性纳米碳酸钙的制备方法，其方法包括：将静置后的石灰乳稀释，冷却后输送到鼓泡碳化塔中，通入空气和二氧化碳进行碳酸化反应，得到纳米碳酸钙浆液；热水加入液碱，加入饱和脂肪酸进行皂化反应，后加入苯酯、烷醇，得到表面改性剂；将纳米碳酸钙浆液升温、搅拌，加入表面改性剂，再加入湿润剂进行包覆改性，得到改性纳米碳酸钙浆液；将改性碳酸钙浆液降温，过滤，烘箱中干燥，粉碎，过筛得到用于PVC注塑的改性纳米碳酸钙。本改性纳米碳酸钙产品具有分散性好、流动性好，与PVC相容性好，能增加PVC的刚性、韧性、光洁度、弯曲强度的优点。且生产方法效率高，时间短，步骤简洁，适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种纳米碳酸钙的表面改性方法，尤其涉及一种用于PVC注塑的改性纳米碳酸钙的制备方法。

背景技术

PVC的不易燃性、耐腐蚀、高强度、耐磨、耐气侯变化性、绝缘以及优良的几何稳定性使得PVC成为各种塑料制品的原料之一。但是PVC的流动特性相当差，其工艺范围很窄，所用通常要加入润滑剂改善其流动特性。

纳米碳酸钙主要应用于高档塑料制品。具有改善塑料母料的流动性，提高其成型性，增韧补强，提高塑料的刚性、韧性、光洁度弯曲强度、弯曲弹性模量，赋予塑料滞热性的作用等。但是由于纳米碳酸钙粒径小、比表面能高、吸附作用强，表面有许多羟基和表面亲水疏油，与非极性或弱极性物质的亲和性较差，致使有机基体和无机填料之间的相容性较差的原因，易发生团聚，且因其亲水疏油的特性与PVC的相容性差，为降低表面能、防止团聚,需要使用表面活性剂进行表面改姓。纳米碳酸钙的表面改性方法有表面化学反应改性、沉淀化学反映改性、表面包裹改性、微乳液改性、高能表面改性等。纳米碳酸钙的价格低廉可以代替价格昂贵的填料还可以减少树脂的用量，降低生产成本。

中国专利（CN201510945332.1）一种PVC注塑料专用纳米碳酸钙的表面改性方法对纳米碳酸钙进行湿法表面处理，在纳米碳酸钙表面引入烷基萘链，制得可抑制脂肪酸皂析出、流动性好纳米碳酸钙产品。中国专利（CN201310028499.2）一种PVC树脂专用纳米改质剂的制备方法，使用高级脂肪酸和分散剂对纳米碳酸钙进行表面处理，但脂肪酸的乳化程度和分散性不好，亲油疏水性不足，润滑剂易析出，纳米碳酸钙还是不能与高分子材料很好的相容。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足之处，提供一种用于PVC注塑的改性纳米碳酸钙的制备方法。本发明制备出来的改性纳米碳酸钙能够抑制润滑剂的析出，大大提高改性纳米碳酸钙与PVC的相容性，流动性，能增加PVC的刚性、韧性、光洁度、弯曲强度。且生产方法效率高，时间短，步骤简洁，适合大规模工业化生产。

本发明的技术方案如下：

（1）制纳米碳酸钙浆：将静置48h后的100份石灰乳稀释，调节比重1.030～1.060，冷却到室温，然后输送到60m³鼓泡碳化塔中，通入净化、冷却控制温度为15～20℃空气和二氧化碳进行碳酸化反应，流量控制5～8m³/h，二氧化碳体积含量为35～38%，当溶液的pH降到7.5以下时，碳酸化反应完成，碳酸钙的比表面积控制在18～22m²/g之间，得到纳米碳酸钙浆液；

（2）表面改性剂的制备：加热水到80～90℃，加入的6～10份液碱，充分溶解后加入6～8份碳原子数目为16～18饱和脂肪酸或者碳原子数目为20～24饱和脂肪酸进行皂化反应，搅拌15～20min，得到饱和脂肪酸皂化液；然后加入4～4.5份苯酯、7～8份烷醇，搅拌25～30min，得到表面改性剂；

（3）表面改性处理：将纳米碳酸钙浆液升温至50～70℃，并不断搅拌，加入表面改性剂，再加入湿润剂进行包覆改性，搅拌50～80min，得到改性纳米碳酸钙浆液；

（4）改性纳米碳酸钙：将改性纳米碳酸钙浆液降温，过滤，得到改性纳米碳酸钙粗产品；在烘箱中110～130℃干燥，粉碎，过筛得到用于PVC注塑的改性纳米碳酸钙。