[发明专利]一种丙烯酸酯橡胶包覆超细碳酸钙粒子的制备方法

说明书

本发明公开了一种丙烯酸酯橡胶包覆超细碳酸钙粒子的制备方法。本发明通过含碳碳双键的硅烷偶联剂在碳酸钙粒子表面引入活性双键，然后利用改性之后的碳酸钙粒子跟丙烯酸酯类单体共聚，达到橡胶接枝包覆碳酸钙粒子的目的，本发明将橡胶合成和后续硫化合二为一，避免现有橡胶生产技术中需要经复杂的硫化过程，大大简化了工艺流程，对工业生产有重要的意义；本发明通过将橡胶接枝在碳酸钙粒子表面，解决现有橡胶硫化过程中，碳酸钙填料与基体橡胶相容性不理想，界面力较弱的问题；本发明制备的丙烯酸酯橡胶包覆超细碳酸钙粒子与胶黏剂复合使用，可用于橡塑制品，工艺简单，成本低廉。

技术领域

本发明涉及高分子功能材料技术领域，特别涉及一种丙烯酸酯橡胶包覆超细碳酸钙粒子的制备方法。

背景技术

在橡胶制品中，为降低成本、提高产品性能，往往需要加入填充剂，炭黑补强效果最好，但它只能制得黑色的橡胶制品。在制备浅色或者彩色橡胶制品时，可以加入白炭黑。与炭黑相比白炭黑表面容易改性，但白炭黑价格高，制约了它的大量使用。碳酸钙价格低廉，具有无色、无味、无刺激性，化学性质稳定，易干燥，对其他颜色的干扰小，易着色，填充量大灯诸多优点，是白色橡胶或者彩色橡胶制品常用的填充剂。但是碳酸钙粒子表面亲水疏油，在使用过程中容易形成聚集体，分散性差。因此必须对其表面进行改性处理。目前工业生产中所使用的活性碳酸钙，主要是利用硬脂酸盐、偶联剂等通过表面吸附、表面涂覆和表面化学键结合来实现有机化改性，但其主要目的是为了提高碳酸钙粒子在橡胶相中的分散性能，而并非为了进行进一步的接枝包覆。此外，目前一般采用橡胶硫化的方法来提高橡胶制品的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶剂中不溶解等相关性能，但是硫化工艺操作复杂，能耗高，污染严重。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种丙烯酸酯橡胶包覆超细碳酸钙粒子的制备方法，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种丙烯酸酯橡胶包覆超细碳酸钙粒子的制备方法，包括如下步骤：

(1)将碳酸钙、溶剂、偶联剂混合反应后，经过滤、洗涤、烘干，即得改性碳酸钙粉末；

(2)将改性碳酸钙粉末超声分散处理后，将改性碳酸钙粉末、水、乙烯基单体、引发剂、交联剂加入反应器中，在惰性气体气氛中，加热搅拌回流反应4～5h后，经过滤、洗涤、烘干、粉碎、过筛即得到丙烯酸酯橡胶包覆超细碳酸钙粒子。

优选的，所述步骤(1)中，所述碳酸钙的平均粒径为20～100nm。

优选的，所述步骤(1)中，所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；所述偶联剂与所述碳酸钙的质量比为0.005～0.1∶1。

优选的，所述步骤(2)中，所述乙烯基单体选自丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯腈、N-羟甲基丙烯酰胺、甲基苯乙烯、甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或多种。

优选的，所述步骤(2)中，所述乙烯基单体与所述改性碳酸钙粉末的质量比为0.2～1∶1。

优选的，所述步骤(2)中，所述交联剂选自丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。

优选的，所述步骤(2)中，所述交联剂与所述乙烯基单体的质量比为0.001～0.05∶1。

优选的，所述步骤(2)中，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化月桂酰、过氧化苯甲酰、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或多种。

优选的，所述步骤(2)中，所述引发剂与所述乙烯基单体的质量比为0.001～0.01∶1。

优选的，所述步骤(2)中，所述改性碳酸钙和所述乙烯基单体的总质量与所述水的质量的比为0.2～0.8∶1。