[发明专利]一种具有核壳结构的表面改性纳米碳酸钙及其制备方法

摘要

本发明涉及一种具有核壳结构的表面改性纳米碳酸钙及其制备方法，由以下制备方法得到(1)首先用脂肪酸对纳米碳酸钙的表面进行预改性；(2)然后加入丙烯酸酯类单体，通过沉淀聚合法对纳米碳酸钙进行表面包覆改性，调控反应条件，得到具有核壳结构的表面改性纳米碳酸钙。本发明得到的纳米碳酸钙表面聚合物改性层不仅可以有效地降低碳酸钙粒子间团聚，而且其所含有的活性不饱和双键可以极大地提高粒子与基体间的界面结合力。与未改性的纳米碳酸钙相比，在基体中的分散性和相容性明显提高。本发明中所用的沉淀聚合法操作简便安全，且反应溶剂为水和乙醇，对环境无污染，能耗低，适合工业化生产。

主权项

一种具有核壳结构的表面改性纳米碳酸钙的制备方法，所述表面改性纳米碳酸钙具有如下结构：在纳米碳酸钙表面均匀包覆丙烯酸酯类聚合物层；包括如下组分：纳米碳酸钙50～90wt％，脂肪酸1～10wt％，引发剂0.025～0.36wt％，丙烯酸酯类聚合物层5～40wt％；所述纳米碳酸钙的粒径为20～100nm；所述丙烯酸酯类聚合物层包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸丁酯中一种或几种的聚合物；其特征在于，包括如下步骤：(1)将脂肪酸和纳米碳酸钙加入去离子水中，调节转速为600～1000rpm，于40～70℃下反应4～8小时；过滤后在50～80℃下干燥3～5小时得到粉料，再用有机溶剂抽提所述粉料并离心，干燥后得到改性纳米碳酸钙；(2)将所述改性纳米碳酸钙加入预溶解有分散剂的醇水溶剂中，超声分散0.5～1小时，然后加入引发剂、聚合物单体，加热搅拌，控制反应温度为50～80℃，搅拌反应15～24小时，反应结束后用去离子水进行多次洗涤离心，得到的产物在30～45℃下真空干燥24小时，即得具有核壳结构的纳米碳酸钙粉末；步骤(1)中所述脂肪酸和纳米碳酸钙的质量比为1：5～90；所述纳米碳酸钙和去离子水的质量比为1：10～20；所述有机溶剂为甲苯、丙酮或无水乙醚；步骤(2)中所述分散剂为聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，加入量为聚合物单体的质量百分比为10～20％；所述醇水溶剂中水与乙醇的体积比为5：1～20；所述醇水溶剂的质量是所述改性纳米碳酸钙质量的80～120倍；所述引发剂为偶氮类引发剂，加入量为聚合物单体质量的0.5～0.9％。