[发明专利]一种脱酸型硅酮胶用复合碳酸钙的制备方法

说明书

本发明公开了一种脱酸型硅酮胶用复合碳酸钙的制备方法，将石灰乳送入碳酸化反应塔，开启冷冻循环，加入柠檬酸，通入石灰窑尾气开始碳酸化反应，至反应体系pH为7.5时停止通气，终止碳酸化反应，得到碳酸钙悬浮液；再加入水溶性硅酸盐，开启搅拌和通入二氧化碳或碳化尾气开始反应，水溶性硅酸盐加入完毕后继续通入二氧化碳20‑60min后停止反应，得到复合碳酸钙悬浮液；最后送入表面处理桶，开启机械高速搅拌，加入硼酸酯偶联剂和脂肪酸钠复配的处理剂进行改性，得改性碳酸钙；将改性碳酸钙经脱水，干燥，粉碎后得复合碳酸钙。本发明提供的碳酸钙分散性好、触变性好、高补强、高粘结性、耐酸性好，填充后赋予硅酮胶优良的触变性、更强的补强性能和粘结性。

技术领域

本发明涉及纳米碳酸钙技术领域，具体是一种脱酸型硅酮胶用复合碳酸钙的制备方法。

背景技术

RTV有机硅密封胶，简称硅酮胶，因具有耐氧化、耐宽广的高低温交变、耐寒、耐臭氧、优异的电绝缘性、生理惰性、耐烧灼、耐潮湿等优良性能和使用方便等特点，广泛用于建筑、汽车、机械、电子电器以及光伏发电行业，占据中国胶黏剂20％以上的市场。硅酮胶是以二羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)为主要原材料，辅以增塑剂、填料、交联剂、偶联剂和催化剂等在真空状态下混合而成的一种膏状物，在室温下可通过与空气中的水分发生硫化形成弹性体，对许多材料具有良好的粘结性。硅酮胶依据所使用的交联剂不同，可分成几种类型，常见的类型主要有脱肟型、脱醇型和脱酸型，其中脱酸型硅酮胶应用较为广泛，具有价格低廉、粘结性能好、可粘结基材广泛、固化速度快和贮存稳定性优异等优点，缺点是在固化过程中释放出乙酸小分子，对金属和混凝土表面具有腐蚀性，限制其应用的范围及其对填料的使用。

硅酮胶通过加入填料，可提高其自身的粘结强度和内聚强度。目前常用的补强填料主要有白炭黑和纳米碳酸钙。白炭黑是一种具有极佳补强效果的填料，但其价格昂贵，加工性能差，在硅酮胶配方中填充量低，而纳米碳酸钙的补强效果虽略差于白炭黑，但其具有性价比高，加工性能优良，绿色环保，填充量高等优点。脱酸型硅酮胶因乙酸小分子的腐蚀性，对填料的性能和种类要求更加严苛。目前，脱酸型硅酮胶基本使用白炭黑作为填料，纳米碳酸钙因易受腐蚀很少用作脱酸型硅酮胶的填料。

未经表面改性的纳米碳酸钙和白炭黑均呈亲水性，在有机相中难以湿润和分散，而且，由于其表面存在羟基，表面能较大，聚集体总倾向于凝聚，因而产品的应用性能受到影响。为此，对纳米碳酸钙和白炭黑进行表面改性，有助于提高其分散性，减少团聚，改善应用效果，并可通过复配不同表面处理剂来提高硅酮胶的应用性能。对于纳米碳酸钙，脂肪酸及其盐是目前应用最为广泛和成熟的表面处理剂。而对于白炭黑，其常用的改性剂包括有机卤化硅烷、硅烷偶联剂、硅氮烷、硅氧烷类有机硅化合物、醇类和有机聚合物等。

对纳米碳酸钙进行耐酸性处理，使其可用作脱酸型硅酮胶的填料，不仅可降低脱酸型硅酮胶的成本，还可扩宽脱酸型硅酮胶的应用范围。目前，耐酸碳酸钙的制备方法大体分为磷酸盐处理、铝盐或铝酸盐以及硅酸盐或钡盐处理三大类。专利US 5043017用六偏磷酸处理碳酸钙，应用于中性纸和酸性纸的制造中，取得较好的效果；专利US 5593488和US5531821用铝盐表面处理碳酸钙，增强了碳酸钙的抗酸性，可以以功能性填料的成分添加到酸性造纸纸浆中。

对于硅酮胶体系，在纳米碳酸钙表面包覆一层致密的二氧化硅层，不仅可发挥纳米碳酸钙性价比高、填充量高等优势，还可发挥二氧化硅耐酸性强和与硅酮胶相容性好的优势，这无疑是提高纳米碳酸钙耐酸性的最佳方式。

专利CN 101412818B公开了一种复合包裹二氧化硅和氧化锌的抗菌抑霉硅橡胶用纳米碳酸钙的工业化制备方法，在碳化后的纳米碳酸钙浆液中加入硅酸盐和锌盐，再通入二氧化碳生成硅溶胶和氢氧化锌包裹于碳酸钙表面，并以硬脂酸进行表面处理。该方法在碳化后一次性加入硅酸盐，通入的二氧化碳浓度较高，二氧化硅生成速率较快，导致包膜层的厚度增加，二氧化硅层易从碳酸钙表面脱落。