一種硬質(zhì)pvc專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超細(xì)活性碳酸鈣的制備方法，尤其是一種硬質(zhì)PVC專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]PVC是一種用途廣泛的通用塑料，是以聚氯乙烯樹脂為主要原料，加入填充料和適量的抗老化劑、改性劑等，經(jīng)混煉、壓延、真空吸塑等工藝而成的材料。PVC材料具有輕質(zhì)、隔熱、保溫、防潮、阻燃、施工簡便等特點，規(guī)格、色彩、圖案繁多，極富裝飾性，其平均消耗量僅次于聚乙烯居第二位。
[0003]PVC可分為軟質(zhì)PVC材料和硬質(zhì)PVC材料，其中硬質(zhì)PVC材料大約占市場的2/3，軟質(zhì)PVC材料占1/3。在硬質(zhì)PVC型材的生產(chǎn)過程中，除了添加適量的助劑外，為了降低生產(chǎn)成本，通常加入大量無機(jī)粉體碳酸鈣，以提高PVC型材的尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、耐磨性及剛度，提高PVC的塑化性能。
[0004]目前在硬質(zhì)PVC型材中加入碳酸鈣主要有:(1)重質(zhì)碳酸鈣，它作為增容的填料使用從而降低生產(chǎn)成本。重質(zhì)碳酸鈣表面的惰性，盡管進(jìn)行硬脂酸的干法表面處理，但由于處理效果差，隨著重質(zhì)碳酸鈣加入量的增加，PVC制品的理化性能大幅度下降。(2)納米活性碳酸1丐，它作為尚檔PVC制品中使用的功能性填料，除了可提尚制品的耐熱性、耐磨性、尺寸穩(wěn)定性及剛度等外，還可使PVC制品增韌增強(qiáng)，表面光潔。但由于納米活性碳酸鈣的粒子小，當(dāng)填充量增加時，體系的粘度增大，加工成型困難，因此添加量也受到一定的限制。(3)輕質(zhì)活性碳酸鈣，該產(chǎn)品的吸油值大，隨著填充量的增加，不但使體系的粘度增大，難于成型，綜合性能也下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種硬質(zhì)PVC專用低吸油值高填充量功能填料超細(xì)活性碳酸鈣的制備方法，簡單地說該填充料的粒徑比重質(zhì)碳酸鈣的粒徑小，又比納米碳酸鈣的粒徑大。同時兼的重質(zhì)碳酸鈣流動性好，吸油值低，填充量大，又兼有納米活性碳酸鈣表面活性好，與硬質(zhì)PVC相容性好，具有顯著的增強(qiáng)增韌效果。
[0006]本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題，可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]—種硬質(zhì)PVC專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，由以下步驟組成:
[0008]1)將精制的氫氧化鈣漿冷卻至30?32°C，加入雙組份的晶型控制劑后通入窯氣進(jìn)行碳化，控制碳化溫度低于45°C，當(dāng)碳化的漿料pH值達(dá)到7后再繼續(xù)過碳化10分鐘即制得制得粒徑在190?210納米超細(xì)碳酸媽楽料；
[0009]2)將超細(xì)碳酸鈣漿料升溫至70°C，在高剪切乳化機(jī)的作用下，加入硬脂酸和椰子油復(fù)合包覆劑皂化乳液包覆處理50?60分鐘，再進(jìn)行壓濾、干燥、解聚即得活化度大于99%，吸油值小于17g/100gCaC03硬質(zhì)PVC專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣產(chǎn)品。
[0010]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟1)中，所述雙組份的晶型控制劑加入量為精制的氫氧化鈣漿中碳酸鈣重量的1.2?1.6wt%。
[0011]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟1)中，所述雙組份的晶型控制劑為蔗糖與葡萄糖的混合物，其中蔗糖與葡萄糖的加入比為1: 1。
[0012]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟2)中，所述硬脂酸和椰子油復(fù)合包覆劑皂化乳液加入量為所述超細(xì)碳酸鈣漿料中碳酸鈣重量的2.5?3.0wt%。
[0013]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟2)中，所述硬脂酸和椰子油復(fù)合包覆劑皂化乳液中硬脂酸與椰子油的質(zhì)量比為1: 0.6?1: 1.4。
[0014]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在所述步驟2)中，所述硬脂酸和椰子油復(fù)合包覆劑皂化乳液的制備方法是在90°C的熱水中加入配方量的硬脂酸與椰子油，然后加入硬脂酸和椰子油總量的12?14wt%固堿，皂化溶解成乳液。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0016]1、在碳化過程中，通過添加雙組份晶型控制劑，在較高的溫度下合成適合硬質(zhì)PVC填料用的超細(xì)碳酸鈣粒子，減少低溫碳化的能耗。
[0017]2、采用復(fù)合包覆劑，產(chǎn)品的包覆效果好，吸油值低，在硬質(zhì)PVC型材中分散性好，增加了填充量，降低了硬質(zhì)PVC型材的制作成本。
[0018]3、本發(fā)明產(chǎn)品具有重鈣流動性好，吸油值低，填充量大和納米碳酸鈣表面活性好，與基體相容性好，顯著增強(qiáng)增韌效果的雙重特點。
[0019]本發(fā)明制備的硬質(zhì)PVC功能填料超細(xì)活性碳酸鈣粒徑在190?210納米，白度大于93，吸油值小于17，在PVC樹脂中具有高填充量仍保持較好的綜合性能。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但應(yīng)該理解這些實施例并不限制本發(fā)明的范圍，在不違背本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對本發(fā)明改變和改進(jìn)以使其不同的使用情況、條件和實施方案。
[0021]實施例1
[0022]在1立方米的鼓泡式碳化反應(yīng)釜中，加入重量濃度為9.1%的氫氧化鈣漿料0.9立方米，加入蔗糖和葡萄糖各0.85公斤溶解液，通入0)2氣體的體積百分濃度為28?31 %窯氣進(jìn)行碳化，起始碳化溫度為31.6°C，控制窯氣的流量為每分鐘1.0立方米，碳化1小時10分鐘后漿料的pH值降為7.0以下，溫度為44°C，再繼續(xù)碳化10分鐘即為碳化終點。
[0023]將1.4公斤的硬脂酸和1.6公斤的椰子油加至20公斤90°C的熱水中，并加0.4公斤固堿進(jìn)行皂化。然后將皂化乳液加入已升溫至70°C的碳酸鈣漿料中，并進(jìn)行攪拌包覆處理1小時。最后將表面處理后的漿料過濾至含水量小于40%的濾餅，并在80?110°C烘干，解聚即獲得本發(fā)明產(chǎn)品。
[0024]該產(chǎn)品在TEM電鏡上測得粒徑在190?210納米，無團(tuán)聚現(xiàn)象，白度93.1，吸油值16.8，可作為硬質(zhì)PVC專用功能填料。
[0025]實施例2
[0026]與實施例1相似，加入重量濃度為9.4%的氫氧化鈣漿料0.9立方米，加入蔗糖和葡萄糖各0.65公斤溶解液，通入0)2氣體的體積百分濃度為28?31 %窯氣進(jìn)行碳化，起始碳化溫度為31.0°C，控制窯氣的流量為每分鐘1.0立方米，碳化1小時15分鐘后漿料的pH值降為7.0以下，溫度為43°C，再繼續(xù)碳化10分鐘即為碳化終點。
[0027]將1.7公斤的硬脂酸和1.3公斤的椰子油加至20公斤90°C的熱水中，加入0.42公斤固堿進(jìn)行皂化。然后將皂化乳液加入已升溫至70°C的碳酸鈣漿料中，并進(jìn)行攪拌包覆處理1小時。最后將表面處理后的漿料過濾至含水量小于40%的濾餅，并在80?110°C烘干后解聚即獲得本發(fā)明產(chǎn)品。
[0028]該產(chǎn)品在TEM電鏡上測得碳酸鈣粒徑在190?200納米，無團(tuán)聚現(xiàn)象，白度93.5，吸油值16.3，可作為硬質(zhì)PVC專用功能填料。
[0029]對照例1
[0030]與實施例1相似的方法，加入重量濃度為9.1 %的氫氧化鈣漿料0.9立方米，加入蔗糖1.7公斤溶解液，通入0)2氣體的體積百分濃度為28?31%窯氣進(jìn)行碳化，起始碳化溫度為30.2°C，控制窯氣的流量為每分鐘1.0立方米，碳化1小時10分鐘后漿料的pH值降為7.0以下，碳化的終點溫度為35°C，再繼續(xù)碳化10分鐘即為碳化終點。
[0031]將3.0公斤的硬脂酸加至20公斤90°C的熱水中，加入0.4公斤固堿進(jìn)行皂化。然后將皂化乳液加入已升溫至70°C的碳酸鈣漿料中，并進(jìn)行攪拌包覆處理1小時。最后將表面處理后的漿料過濾至含水量小于40%的濾餅，并在80?110°C烘干后解聚得產(chǎn)品。
[0032]該產(chǎn)品在TEM電鏡上測得碳酸鈣粒徑在70?90納米，略有團(tuán)聚現(xiàn)象，白度93.1，吸油值22.8，在填充硬質(zhì)PVC樹脂制程時流動度差，不利于加工。
[0033]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種硬質(zhì)PVC專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，由以下步驟組成: 1)將精制的氫氧化鈣漿冷卻至30?32°C，加入雙組份的晶型控制劑后通入窯氣進(jìn)行碳化，控制碳化溫度低于45°C，當(dāng)碳化的漿料pH值達(dá)到7后再繼續(xù)過碳化10分鐘即制得制得粒徑在190?210納米超細(xì)碳酸鈣漿料； 2)將超細(xì)碳酸鈣漿料升溫至70°C，在高剪切乳化機(jī)的作用下，加入硬脂酸和椰子油復(fù)合包覆劑皂化乳液包覆處理50?60分鐘，再進(jìn)行壓濾、干燥、解聚即得活化度大于99%，吸油值小于17g/100gCaC03硬質(zhì)PVC專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣產(chǎn)品。2.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)PVC專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，在所述步驟1)中，所述雙組份的晶型控制劑加入量為精制的氫氧化鈣漿中碳酸鈣重量的 1.2 ?1.6wt%03.如權(quán)利要求1或2所述的硬質(zhì)PVC專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，在所述步驟1)中，所述雙組份的晶型控制劑為蔗糖與葡萄糖的混合物，其中蔗糖與葡萄糖的加入比為1: 1。4.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)PVC專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，在所述步驟2)中，所述硬脂酸和椰子油復(fù)合包覆劑皂化乳液加入量為所述超細(xì)碳酸鈣漿料中碳酸鈣重量的2.5?3.0wt%。5.如權(quán)利要求4所述的硬質(zhì)PVC專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，在所述步驟2)中，所述硬脂酸和椰子油復(fù)合包覆劑皂化乳液中硬脂酸與椰子油的質(zhì)量比為 1: 0.6 ?1: 1.4。6.如權(quán)利要求5所述的硬質(zhì)PVC專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，在所述步驟2)中，所述硬脂酸和椰子油復(fù)合包覆劑皂化乳液的制備方法是在90°C的熱水中加入配方量的硬脂酸與椰子油，然后加入硬脂酸和椰子油總量的12?14wt%固堿，皂化溶解成乳液。
【專利摘要】本發(fā)明公開的一種硬質(zhì)PVC專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣的制備方法，由以下步驟組成：1)將精制的氫氧化鈣漿冷卻至30～32℃，加入雙組份的晶型控制劑后通入窯氣進(jìn)行碳化，控制碳化溫度低于45℃，當(dāng)碳化的漿料pH值達(dá)到7后再繼續(xù)過碳化10分鐘即制得粒徑在190～210納米超細(xì)碳酸鈣漿料；2)將超細(xì)碳酸鈣漿料升溫至70℃，在高剪切乳化機(jī)的作用下，加入硬脂酸和椰子油復(fù)合包覆劑皂化乳液包覆處理50～60分鐘，再進(jìn)行壓濾、干燥、解聚即得活化度大于99％，吸油值小于17g/100gCaCO3硬質(zhì)PVC專用功能填料超細(xì)活性碳酸鈣產(chǎn)品。
【IPC分類】B82Y30/00, C01F11/18
【公開號】CN105271345
【申請?zhí)枴緾N201510680534
【發(fā)明人】顧達(dá)
【申請人】上海南卓新材料科技有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年10月19日