[发明专利]一种应用于氯化聚乙烯的改性纳米碳酸钙制备方法

说明书

本发明公开了一种应用于氯化聚乙烯的改性纳米碳酸钙制备方法，其制备方法为首先有机硅烷类表面处理剂对4A分子筛进行表面处理，再制备纳米碳酸钙并经表面处理剂表面处理，最后将表面处理后的4A分子筛与表面处理后的纳米碳酸钙进行共混改性制得本发明的改性纳米碳酸钙。本发明制备的改性纳米碳酸钙具有良好的表面性能，能够均匀分散在塑料基体中，从而提高塑料基体的机械性能，且4A分子筛随着纳米碳酸钙的分散，也可以很好的以初级粒子的形态分散在基体树脂中，提高4A分子筛对HCl气体的吸附效果，减缓降解催化作用。

技术领域

本发明涉及一种应用于氯化聚乙烯的改性纳米碳酸钙制备方法，属于纳米材料制备技术领域。

背景技术

氯化聚乙烯(CPE)是一种饱和高分子材料，无毒无味，具有优良的耐候性、耐臭氧、耐化学药品、耐老化、耐油性、阻燃性、着色性能及韧性良好，与其它高分子材料具有良好的相容性，分解温度较高。在聚氯乙烯(PVC)制品中，常添加CPE以提高PVC制品的韧性、抗冲击性能和强度。但CPE和PVC在加工受热后容易降解释放HCl气体，并且HCl气体积累更多会催化塑料的分解，使其性能恶化。

纳米碳酸钙在塑料、橡胶等高分子材料中具有补强作用,可提高产品的机械性能，或者在保证性能不变的条件下增加填料的用量,降低生产成本。本发明的目的在于研制一种应用于CPE改性PVC的改性纳米碳酸钙，以提高CPE在PVC中的应用效果，增强PVC的机械性能，且能够吸附HCl气体，减缓降解催化作用，减少对塑料降解的危害。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种应用于氯化聚乙烯的改性纳米碳酸钙制备方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种应用于氯化聚乙烯的改性纳米碳酸钙制备方法，其包括以下步骤：

4A分子筛表面处理：在高速混合机中，加入4A分子筛，再加入4A分子筛重量0.2～0.5％的有机硅烷类表面处理剂，高速混合至少30min，得表面预处理的4A分子筛备用；

纳米碳酸钙制备：将氢氧化钙浆料配制成质量浓度为90～120％的悬浮液，加入氢氧化钙浆料重量0.1～3.0％的晶形控制剂，在15～35℃下通入含有二氧化碳的气体进行碳化至PH为6.5～7.0，得晶型呈立方体的纳米碳酸钙浆料；

表面处理剂水溶液制备：将表面处理剂配制成质量浓度为5～15％的水溶液，升温至60～90℃,得表面处理剂水溶液备用；

纳米碳酸钙表面处理：将纳米碳酸钙浆料升温至60～90℃,加入纳米碳酸钙浆料重量2.0～6.0％的表面处理剂水溶液进行包覆处理，处理时间为0.5～3.5h；

改性纳米碳酸钙制备：将表面处理后的4A分子筛按质量比5～15:100的比例加入表面处理后的纳米碳酸钙水相体系中，搅拌30min，过滤至含水量小于60％后在100～150℃下烘干至水含量低于0.4％，再经粉碎、过筛即得本发明的改性纳米碳酸钙。

进一步地，所述晶形控制剂为无机盐、氨盐、柠檬酸、二糖或多糖中的一种或任意几种的混合物。

进一步地，所述表面处理剂为脂肪酸、脂肪酸盐以及硅烷类表面处理剂的复合物。

按上述方法制备的改性纳米碳酸钙晶型呈立方体，粒径为50～70nm，比表面积大于25m²/g，吸油值28g/100gCaCO₃，粒子分布均匀，无团聚现象。

本发明的有益效果在于：本发明制备的改性纳米碳酸钙具有良好的表面性能，能够均匀分散在塑料基体中，从而提高塑料基体的机械性能；经过界面改性和偶联作用的4A分子筛与纳米碳酸钙粒子形成良好的界面结合，形成均相体系，随着纳米碳酸钙的分散，4A分子筛也可以很好的以初级粒子的形态分散在基体树脂中，提高4A分子筛对HCl气体的吸附效果，减缓降解催化作用。