[发明专利]一种具有增塑功能的纳米碳酸钙及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有增塑功能的纳米碳酸钙及其制备方法。本发明的具有增塑功能的纳米碳酸钙的制备方法包括以下步骤：1)石灰石煅烧制备氢氧化钙；2)氢氧化钙的碳化反应，得到纳米碳酸钙；3)饱和脂肪酸的皂化，得到皂化液；4)三甘醇二异辛酸酯和偏苯三甲酸三(2‑乙基己基)酯的水解，得到水解液；5)依次用皂化液和水解液对纳米碳酸钙进行处理，得到终产物。本发明的纳米碳酸钙具有吸油值低、增塑效果优异等优点，可以有效促进塑化过程，减少液体加工助剂的添加量，进而改善聚合物的塑化性能和力学性能。

技术领域

本发明涉及一种具有增塑功能的纳米碳酸钙及其制备方法。

背景技术

纳米碳酸钙是一种白色、无毒、无味的功能改性填料，其一次粒径介于20～100nm之间，在补强性和加工性方面具有极为出色的表现，广泛应用于塑料、橡胶、密封胶、油墨、涂料等领域。

市售的纳米碳酸钙产品一般采用脂肪酸、树脂酸或偶联剂进行表面改性，可以在一定程度上解决粉体与树脂相容性的问题，但普遍存在粉体吸油值较高、在加工过程中容易吸附液体加工助剂等问题，导致其塑化能力减弱。

CN 103013181 A公开了一种纳米碳酸钙的表面处理方法，采用邻苯二甲酸单醇酯(盐)作为改性剂对纳米碳酸钙进行改性，得到的纳米碳酸钙产品与增塑剂的相容性较好，但由于邻苯二甲酸单醇酯(盐)缺乏与碳酸钙表面离子反应的基团，所以只能对纳米碳酸钙进行简单的物理包覆，在产品应用过程中改性剂容易析出，导致碳酸钙粒子与聚合物基材界面脱粘，材料的力学性能会显著下降。

CN 105694537 A公开了一种硬质PVC用活性纳米碳酸钙的制备方法，采用马来酸-丙烯酸共聚物对纳米碳酸钙进行改性，得到的纳米碳酸钙产品与PVC具有较好的相容性，但吸油值较高，塑化性能较差。

因此，有必要开发一种吸油值低、增塑效果优异的纳米碳酸钙产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有增塑功能的纳米碳酸钙及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种具有增塑功能的纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：

1)将石灰石加入立窑煅烧得到氧化钙，再加水反应、过筛和陈化，得到氢氧化钙精浆；

2)将立窑尾气通入氢氧化钙精浆中进行碳化反应，直至反应体系的pH值降至7以下，得到纳米碳酸钙浆液；

3)将饱和脂肪酸加入氢氧化钠溶液中，进行皂化，得到皂化液；

4)将三甘醇二异辛酸酯和偏苯三甲酸三(2-乙基己基)酯加入氢氧化钠溶液中，进行水解，得到水解液；

5)将皂化液加入纳米碳酸钙浆液中，进行第一次活化，再加入水解液，进行第二次活化，再脱水、烘干和粉碎，得到具有增塑功能的纳米碳酸钙。

优选的，步骤1)所述石灰石的铁含量≤0.2％。

优选的，步骤1)所述煅烧的温度为950～1100℃。

优选的，步骤1)所述氧化钙、水的质量比为1：(4～6)。

优选的，步骤1)所述过筛为依次通过100目、200目和325目振动筛。

优选的，步骤1)所述陈化的时间为48～72h。

优选的，步骤3)所述饱和脂肪酸的添加量为纳米碳酸钙质量的1.0％～1.8％。

优选的，步骤3)所述氢氧化钠的添加量为纳米碳酸钙质量的0.150％～0.225％。

优选的，步骤3)所述饱和脂肪酸为C₁₂～C₁₆的饱和脂肪酸。