一种碳酸钙改性填料及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410365941.5

申请日:

2014.07.29

公开号:

CN104194401A

公开日:

2014.12.10

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C09C 1/02申请公布日:20141210|||实质审查的生效IPC(主分类):C09C 1/02申请日:20140729|||公开

IPC分类号:

C09C1/02; C09C3/06; C09C3/08; C09C3/10; C09C3/12

主分类号:

C09C1/02

申请人:

青阳县永诚钙业有限责任公司

发明人:

陈永忠

地址:

242800 安徽省池州市青阳县酉华工业集中区

优先权:

专利代理机构:

安徽合肥华信知识产权代理有限公司 34112

代理人:

余成俊

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内容摘要

一种碳酸钙改性填料,由下列重量份的原料制成:单硬脂酸甘油酯3-4、超细硬脂酸锌3-4、聚甘油脂肪酸酯0.2-0.3、甲苯二异氰酸酯0.3-0.4、硝酸钴0.2-0.3、乳化石蜡2-4、氧化淀粉0.5-0.8、过硫酸钾0.1-0.2、硅烷偶联剂KH-5501-2、丹宁酸1-2、钨酸钠0.1-0.2、轻质碳酸钙80-85、助剂13-16、水120-140;本发明填料通过添加氧化淀粉,成膜性好,透明性好,使得碳酸钙表改性均匀,呈圆形,补强性能好;通过添加聚甘油脂肪酸酯、甲苯二异氰酸酯、乳化石蜡、硅烷偶联剂KH-550,增加了碳酸钙表面的有机性,与PVC结合力强,提高韧性和强度。

权利要求书

1.  一种碳酸钙改性填料,其特征在于由下列重量份的原料制成:单硬脂酸甘油酯3-4、超细硬脂酸锌3-4、聚甘油脂肪酸酯0.2-0.3、甲苯二异氰酸酯0.3-0.4、硝酸钴0.2-0.3、乳化石蜡2-4、氧化淀粉0.5-0.8、过硫酸钾0.1-0.2、硅烷偶联剂KH-550 1-2、丹宁酸1-2、钨酸钠0.1-0.2、轻质碳酸钙80-85、助剂13-16、水120-140;
所述助剂由下列重量份的原料制成:荷荷巴油0.03-0.05、三聚磷酸钠0.02-0.03、烯丙基缩水甘油醚0.2-0.3、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷0.1-0.2、聚天冬氨酸0.1-0.2、水解聚马来酸酐0.1-0.2、乙二醇0.1-0.2、油酸钾0.03-0.04、ABS 0.1-0.2、微晶蜡0.1-0.2、活性氧化锌3-5、针状的碳酸钙晶须1-2、微孔碳酸钙1-2、亚烷基二醇0.3-0.4、水7-8;制备方法为:将荷荷巴油、烯丙基缩水甘油醚、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、乙二醇、ABS、微晶蜡、亚烷基二醇混合,充分搅拌均匀,制得复合剂;将三聚磷酸钠、油酸钾加入水中,加热至60-70℃,搅拌均匀,加入活性氧化锌、针状的碳酸钙晶须、微孔碳酸钙,搅拌20-30分钟,烘干粉碎成氧化锌粉末,再加入复合剂,分散研磨20-30分钟,于室温下静置,至复合剂慢慢渗透至所述氧化锌粉末表面,再分散研磨成2-50μm的颗粒,即得。

2.
  根据权利要求1所述的碳酸钙改性填料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将氧化淀粉加入水中,搅拌均匀后加入轻质碳酸钙,在3000-4000转/分下搅拌6-8分钟,得到混合物料;
(2)将硅烷偶联剂KH-550、聚甘油脂肪酸酯、甲苯二异氰酸酯、过硫酸钾加入到第(1)步得到的物料中,加热至80-90℃,在9000-12000转/分下搅拌30-40分钟,得到混合物料;
(3)将其他剩余成分混合研磨分散15-20分钟,加入第(2)步得到的混合物料中,加热至80-90℃,在1000-1500转/分下搅拌30-40分钟,喷雾干燥,粉碎成2-50μm的颗粒,即得。

说明书

一种碳酸钙改性填料及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料加工领域,特别涉及一种碳酸钙改性填料及其制备方法。
背景技术
碳酸钙是一种被广泛使用的无机填料,可应用到塑料制品、橡胶制品、涂料、胶黏剂等中,特别是轻质碳酸钙,对PVC塑料制品尺寸的稳定性有很大作用,能提高制品的硬度,还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般PVC塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高,由于碳酸钙白度在90%以上,还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。但碳酸钙的亲水性强,若不进行表面改性,则在聚合物制品的加工过程中与聚合物基体的相容性差,非常容易团聚,甚至因为团聚而形成结构缺陷,所以碳酸钙粒子在应用到聚合物材料中之前,必须对其表面进行改性,完成由亲水性至亲油性的适当转变。
目前,国内外对碳酸钙的表面改性主要有两个途径,①使颗粒微细或超微细化;②改进碳酸钙的表面性能,使其由无机性向有机性转变,提高与有机聚合物的相容性。然而微细化的碳酸钙容易团聚,而且无法改变其表面亲水疏油的性能。碳酸钙的表面改性包括局部反应改性和表面包覆改性,高能表面改性和机械化学改性等方式,但是目前PVC塑料工业发展迅速,人们对复合材料的需求不断增长,碳酸钙表面改性已成为深加工技术之一,从而进一步改善碳酸钙的吸油性、分散性、尺寸稳定性、耐热性、耐磨性、耐水性、阻燃性、防霉性等一系列性能,以满足不断进步的PVC塑料工业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳酸钙改性填料及其制备方法,该填料的碳酸钙表改性均匀,呈圆形,补强性能好,增加了碳酸钙表面的有机性,与PVC结合力强,提高韧性和强度。
本发明的技术方案如下:
一种碳酸钙改性填料,其特征在于由下列重量份的原料制成:单硬脂酸甘油酯3-4、超细硬脂酸锌3-4、聚甘油脂肪酸酯0.2-0.3、甲苯二异氰酸酯0.3-0.4、硝酸钴0.2-0.3、乳化石蜡2-4、氧化淀粉0.5-0.8、过硫酸钾0.1-0.2、硅烷偶联剂KH-550 1-2、丹宁酸1-2、钨酸钠0.1-0.2、轻质碳酸钙80-85、助剂13-16、水120-140;
所述助剂由下列重量份的原料制成:荷荷巴油0.03-0.05、三聚磷酸钠0.02-0.03、烯丙基缩水甘油醚0.2-0.3、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷0.1-0.2、聚天冬氨酸0.1-0.2、水解聚马来酸酐0.1-0.2、乙二醇0.1-0.2、油酸钾0.03-0.04、ABS 0.1-0.2、微晶蜡0.1-0.2、活性氧化锌3-5、针状的碳酸钙晶须1-2、微孔碳酸钙1-2、亚烷基二醇0.3-0.4、水7-8;制备方法为:将荷荷巴油、烯丙基缩水甘油醚、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、乙二醇、ABS、微晶蜡、亚烷基二醇混合,充分搅拌均匀,制得复合剂;将三聚磷酸钠、油酸钾加入水中,加热至60-70℃,搅拌均匀,加入活性氧化锌、针状的碳酸钙晶须、微孔碳酸钙,搅拌20-30分钟,烘干粉碎成氧化锌粉末,再加入复合剂,分散研磨20-30分钟,于室温下静置,至复合剂慢慢渗透至所述氧化锌粉末表面,再分散研磨成2-50μm的颗粒,即得。
所述的碳酸钙改性填料的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将氧化淀粉加入水中,搅拌均匀后加入轻质碳酸钙,在3000-4000转/分下搅拌6-8分钟,得到混合物料;
(2)将硅烷偶联剂KH-550、聚甘油脂肪酸酯、甲苯二异氰酸酯、过硫酸钾加入到第(1)步得到的物料中,加热至80-90℃,在9000-12000转/分下搅拌30-40分钟,得到混合物料;
(3)将其他剩余成分混合研磨分散15-20分钟,加入第(2)步得到的混合物料中,加热至80-90℃,在1000-1500转/分下搅拌30-40分钟,喷雾干燥,粉碎成2-50μm的颗粒,即得。
本发明的有益效果
本发明填料通过添加氧化淀粉,成膜性好,透明性好,使得碳酸钙表改性均匀,呈圆形,补强性能好;通过添加聚甘油脂肪酸酯、甲苯二异氰酸酯、乳化石蜡、硅烷偶联剂KH-550,增加了碳酸钙表面的有机性,与PVC结合力强,提高韧性和强度;本发明助剂能增加碳酸钙在PVC中的浸润性,减少了PVC的缺陷。
具体实施方式
一种碳酸钙改性填料,由下列重量份(公斤)的原料制成:单硬脂酸甘油酯3.5、超细硬脂酸锌3.5、聚甘油脂肪酸酯0.1、甲苯二异氰酸酯0.3、硝酸钴0.2、乳化石蜡3、氧化淀粉0.6、过硫酸钾0.1、硅烷偶联剂KH-550 1.5、丹宁酸1.5、钨酸钠0.1、轻质碳酸钙83、助剂15、水130;
所述助剂由下列重量份(公斤)的原料制成:荷荷巴油0.04、三聚磷酸钠0.03、烯丙基缩水甘油醚0.3、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷0.2、聚天冬氨酸0.2、水解聚马来酸酐0.1、乙二醇0.1、油酸钾0.03、ABS 0.1、微晶蜡0.1、活性氧化锌4、针状的碳酸钙晶须1.5、微孔碳酸钙1.5、亚烷基二醇0.3、水7.5;制备方法为:将荷荷巴油、烯丙基缩水甘油醚、γ- 氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、乙二醇、ABS、微晶蜡、亚烷基二醇混合,充分搅拌均匀,制得复合剂;将三聚磷酸钠、油酸钾加入水中,加热至65℃,搅拌均匀,加入活性氧化锌、针状的碳酸钙晶须、微孔碳酸钙,搅拌25分钟,烘干粉碎成氧化锌粉末,再加入复合剂,分散研磨25分钟,于室温下静置,至复合剂慢慢渗透至所述氧化锌粉末表面,再分散研磨成2-50μm的颗粒,即得。
所述的碳酸钙改性填料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将氧化淀粉加入水中,搅拌均匀后加入轻质碳酸钙,在3500转/分下搅拌7分钟,得到混合物料;
(2)将硅烷偶联剂KH-550、聚甘油脂肪酸酯、甲苯二异氰酸酯、过硫酸钾加入到第(1)步得到的物料中,加热至85℃,在10000转/分下搅拌35分钟,得到混合物料;
(3)将其他剩余成分混合研磨分散17分钟,加入第(2)步得到的混合物料中,加热至85℃,在1300转/分下搅拌35分钟,喷雾干燥,粉碎成2-50μm的颗粒,即得。
实验数据:
本实施例填料的吸油值为43mL/100g,与水的接触角为 93°。将该填料用于制取硬质PVC试片,添加量为20%,性能测试结果为:屈服强度54.34Mpa,断裂强度为44.334Mpa,断裂伸长率103%,杨氏模量2543.54Mpa。
将该填料用于制取软质PVC试片,添加量为20%,性能测试结果为:屈服强度5.55Mpa,断裂强度为6.68Mpa,断裂伸长率112%,杨氏模量65.55Mpa。

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1、10申请公布号CN104194401A43申请公布日20141210CN104194401A21申请号201410365941522申请日20140729C09C1/02200601C09C3/06200601C09C3/08200601C09C3/10200601C09C3/1220060171申请人青阳县永诚钙业有限责任公司地址242800安徽省池州市青阳县酉华工业集中区72发明人陈永忠74专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人余成俊54发明名称一种碳酸钙改性填料及其制备方法57摘要一种碳酸钙改性填料,由下列重量份的原料制成单硬脂酸甘油酯34、超细硬脂酸锌34、聚甘油。

2、脂肪酸酯0203、甲苯二异氰酸酯0304、硝酸钴0203、乳化石蜡24、氧化淀粉0508、过硫酸钾0102、硅烷偶联剂KH55012、丹宁酸12、钨酸钠0102、轻质碳酸钙8085、助剂1316、水120140;本发明填料通过添加氧化淀粉,成膜性好,透明性好,使得碳酸钙表改性均匀,呈圆形,补强性能好;通过添加聚甘油脂肪酸酯、甲苯二异氰酸酯、乳化石蜡、硅烷偶联剂KH550,增加了碳酸钙表面的有机性,与PVC结合力强,提高韧性和强度。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN104194401ACN1041944。

3、01A1/1页21一种碳酸钙改性填料,其特征在于由下列重量份的原料制成单硬脂酸甘油酯34、超细硬脂酸锌34、聚甘油脂肪酸酯0203、甲苯二异氰酸酯0304、硝酸钴0203、乳化石蜡24、氧化淀粉0508、过硫酸钾0102、硅烷偶联剂KH55012、丹宁酸12、钨酸钠0102、轻质碳酸钙8085、助剂1316、水120140;所述助剂由下列重量份的原料制成荷荷巴油003005、三聚磷酸钠002003、烯丙基缩水甘油醚0203、氨丙基三乙氧基硅烷0102、聚天冬氨酸0102、水解聚马来酸酐0102、乙二醇0102、油酸钾003004、ABS0102、微晶蜡0102、活性氧化锌35、针状的碳酸钙晶须。

4、12、微孔碳酸钙12、亚烷基二醇0304、水78;制备方法为将荷荷巴油、烯丙基缩水甘油醚、氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、乙二醇、ABS、微晶蜡、亚烷基二醇混合,充分搅拌均匀,制得复合剂;将三聚磷酸钠、油酸钾加入水中,加热至6070,搅拌均匀,加入活性氧化锌、针状的碳酸钙晶须、微孔碳酸钙,搅拌2030分钟,烘干粉碎成氧化锌粉末,再加入复合剂,分散研磨2030分钟,于室温下静置,至复合剂慢慢渗透至所述氧化锌粉末表面,再分散研磨成250M的颗粒,即得。2根据权利要求1所述的碳酸钙改性填料的制备方法,其特征在于包括以下步骤(1)将氧化淀粉加入水中,搅拌均匀后加入轻质碳酸钙,在3000。

5、4000转/分下搅拌68分钟,得到混合物料;(2)将硅烷偶联剂KH550、聚甘油脂肪酸酯、甲苯二异氰酸酯、过硫酸钾加入到第(1)步得到的物料中,加热至8090,在900012000转/分下搅拌3040分钟,得到混合物料;(3)将其他剩余成分混合研磨分散1520分钟,加入第(2)步得到的混合物料中,加热至8090,在10001500转/分下搅拌3040分钟,喷雾干燥,粉碎成250M的颗粒,即得。权利要求书CN104194401A1/3页3一种碳酸钙改性填料及其制备方法技术领域0001本发明属于塑料加工领域,特别涉及一种碳酸钙改性填料及其制备方法。背景技术0002碳酸钙是一种被广泛使用的无机填料,。

6、可应用到塑料制品、橡胶制品、涂料、胶黏剂等中,特别是轻质碳酸钙,对PVC塑料制品尺寸的稳定性有很大作用,能提高制品的硬度,还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般PVC塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高,由于碳酸钙白度在90以上,还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。但碳酸钙的亲水性强,若不进行表面改性,则在聚合物制品的加工过程中与聚合物基体的相容性差,非常容易团聚,甚至因为团聚而形成结构缺陷,所以碳酸钙粒子在应用到聚合物材料中之前,必须对其表面进行改性,完成由亲水性至亲油性的适当转变。0003目前,国内外对碳酸钙的表面改性主要有两个途径,使颗粒微细或超微细化;改进碳酸钙的表面性能,。

7、使其由无机性向有机性转变,提高与有机聚合物的相容性。然而微细化的碳酸钙容易团聚,而且无法改变其表面亲水疏油的性能。碳酸钙的表面改性包括局部反应改性和表面包覆改性,高能表面改性和机械化学改性等方式,但是目前PVC塑料工业发展迅速,人们对复合材料的需求不断增长,碳酸钙表面改性已成为深加工技术之一,从而进一步改善碳酸钙的吸油性、分散性、尺寸稳定性、耐热性、耐磨性、耐水性、阻燃性、防霉性等一系列性能,以满足不断进步的PVC塑料工业。发明内容0004本发明的目的在于提供一种碳酸钙改性填料及其制备方法,该填料的碳酸钙表改性均匀,呈圆形,补强性能好,增加了碳酸钙表面的有机性,与PVC结合力强,提高韧性和强度。

8、。0005本发明的技术方案如下一种碳酸钙改性填料,其特征在于由下列重量份的原料制成单硬脂酸甘油酯34、超细硬脂酸锌34、聚甘油脂肪酸酯0203、甲苯二异氰酸酯0304、硝酸钴0203、乳化石蜡24、氧化淀粉0508、过硫酸钾0102、硅烷偶联剂KH55012、丹宁酸12、钨酸钠0102、轻质碳酸钙8085、助剂1316、水120140;所述助剂由下列重量份的原料制成荷荷巴油003005、三聚磷酸钠002003、烯丙基缩水甘油醚0203、氨丙基三乙氧基硅烷0102、聚天冬氨酸0102、水解聚马来酸酐0102、乙二醇0102、油酸钾003004、ABS0102、微晶蜡0102、活性氧化锌35、针状。

9、的碳酸钙晶须12、微孔碳酸钙12、亚烷基二醇0304、水78;制备方法为将荷荷巴油、烯丙基缩水甘油醚、氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、乙二醇、ABS、微晶蜡、亚烷基二醇混合,充分搅拌均匀,制得复合剂;将三聚磷酸钠、油酸钾加入水中,加热至6070,搅拌均匀,加入活性氧化锌、针状的碳酸钙晶须、微孔碳酸钙,搅拌2030分钟,烘干粉碎成氧化锌粉末,再加入复合剂,分散研磨2030分钟,于室温说明书CN104194401A2/3页4下静置,至复合剂慢慢渗透至所述氧化锌粉末表面,再分散研磨成250M的颗粒,即得。0006所述的碳酸钙改性填料的制备方法,其特征在于包括以下步骤(1)将氧化淀粉加。

10、入水中,搅拌均匀后加入轻质碳酸钙,在30004000转/分下搅拌68分钟,得到混合物料;(2)将硅烷偶联剂KH550、聚甘油脂肪酸酯、甲苯二异氰酸酯、过硫酸钾加入到第(1)步得到的物料中,加热至8090,在900012000转/分下搅拌3040分钟,得到混合物料;(3)将其他剩余成分混合研磨分散1520分钟,加入第(2)步得到的混合物料中,加热至8090,在10001500转/分下搅拌3040分钟,喷雾干燥,粉碎成250M的颗粒,即得。0007本发明的有益效果本发明填料通过添加氧化淀粉,成膜性好,透明性好,使得碳酸钙表改性均匀,呈圆形,补强性能好;通过添加聚甘油脂肪酸酯、甲苯二异氰酸酯、乳化石。

11、蜡、硅烷偶联剂KH550,增加了碳酸钙表面的有机性,与PVC结合力强,提高韧性和强度;本发明助剂能增加碳酸钙在PVC中的浸润性,减少了PVC的缺陷。具体实施方式0008一种碳酸钙改性填料,由下列重量份公斤的原料制成单硬脂酸甘油酯35、超细硬脂酸锌35、聚甘油脂肪酸酯01、甲苯二异氰酸酯03、硝酸钴02、乳化石蜡3、氧化淀粉06、过硫酸钾01、硅烷偶联剂KH55015、丹宁酸15、钨酸钠01、轻质碳酸钙83、助剂15、水130;所述助剂由下列重量份(公斤)的原料制成荷荷巴油004、三聚磷酸钠003、烯丙基缩水甘油醚03、氨丙基三乙氧基硅烷02、聚天冬氨酸02、水解聚马来酸酐01、乙二醇01、油酸。

12、钾003、ABS01、微晶蜡01、活性氧化锌4、针状的碳酸钙晶须15、微孔碳酸钙15、亚烷基二醇03、水75;制备方法为将荷荷巴油、烯丙基缩水甘油醚、氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、乙二醇、ABS、微晶蜡、亚烷基二醇混合,充分搅拌均匀,制得复合剂;将三聚磷酸钠、油酸钾加入水中,加热至65,搅拌均匀,加入活性氧化锌、针状的碳酸钙晶须、微孔碳酸钙,搅拌25分钟,烘干粉碎成氧化锌粉末,再加入复合剂,分散研磨25分钟,于室温下静置,至复合剂慢慢渗透至所述氧化锌粉末表面,再分散研磨成250M的颗粒,即得。0009所述的碳酸钙改性填料的制备方法,包括以下步骤(1)将氧化淀粉加入水中,搅拌均。

13、匀后加入轻质碳酸钙,在3500转/分下搅拌7分钟,得到混合物料;(2)将硅烷偶联剂KH550、聚甘油脂肪酸酯、甲苯二异氰酸酯、过硫酸钾加入到第(1)步得到的物料中,加热至85,在10000转/分下搅拌35分钟,得到混合物料;(3)将其他剩余成分混合研磨分散17分钟,加入第(2)步得到的混合物料中,加热至85,在1300转/分下搅拌35分钟,喷雾干燥,粉碎成250M的颗粒,即得。0010实验数据本实施例填料的吸油值为43ML/100G,与水的接触角为93。将该填料用于制取硬质PVC试片,添加量为20,性能测试结果为屈服强度5434MPA,断裂强度为44334MPA,断说明书CN104194401A3/3页5裂伸长率103,杨氏模量254354MPA。0011将该填料用于制取软质PVC试片,添加量为20,性能测试结果为屈服强度555MPA,断裂强度为668MPA,断裂伸长率112,杨氏模量6555MPA。说明书CN104194401A。

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