一种石墨烯接枝改性碳酸钙制造技术

本发明专利技术涉及复合材料技术领域，具体涉及一种石墨烯接枝改性碳酸钙。该种石墨烯接枝改性碳酸钙，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙50~75份，石墨烯30~40份，碳纳米管0.5~1.4份，硅烷偶联剂4~12份，纤维素醚3~8份，草木灰10~18份，煅烧陶土13~25份，卡那巴蜡2~10份和无水乙醇50~68份。该种石墨烯接枝改性碳酸钙原料廉价易得，生产成本较低，填充效果好，具有良好的硬度、耐磨性能及补强性能。

Grafted calcium carbonate modified by graphene

The invention relates to the technical field of composite materials, in particular to a grafted calcium carbonate modified by graphene. Graphene grafted calcium carbonate is composed of 50-75 parts calcium carbonate, 30-40 parts graphene, 0.5-1.4 parts carbon nanotubes, 4-12 parts silane coupling agent, 3-8 parts cellulose ether, 10-18 parts vegetable ash, 13-25 parts calcined clay, 2-10 parts kanaba wax and 50-68 parts anhydrous ethanol. The graphene grafted modified calcium carbonate is cheap and easy to obtain, low production cost, good filling effect, good hardness, wear resistance and reinforcing performance.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯接枝改性碳酸钙
本专利技术涉及复合材料
，具体涉及一种石墨烯接枝改性碳酸钙。
技术介绍
在橡胶制品中，为降低成本、提高产品的性能，常使用碳黑作为填充剂，碳黑补强效果好，但加入碳黑只能制得黑色的橡胶制品，如若需要制备浅色或者彩色的橡胶制品，则需加入白碳黑。白碳黑与胶料的结合强度较碳黑差，需对其进行表面改性处理，与碳黑相比，白碳黑表面改性较为容易，然而，白碳黑的价格较高，限制了其应用。碳酸钙无毒、无味、无刺激性，且具有价格低廉、化学稳定性好、易干燥、易着色、填充量大等优点，成为白色橡胶或彩色橡胶制品常用的扩容填料，然而，碳酸钙表面亲水疏油，在使用过程中易形成聚集体，分散性能及补强效果差，作为填料特别是大量填充时，会降低材料的物料性能。因此，须对其表面进行改性处理。现在工业生产中所使用的改性碳酸钙，主要是通过硬脂酸及其盐、偶联剂，或者通过吸附、表面涂覆和表面化学键合来实现表面改性。但经过这些改性剂的处理，橡胶基体与碳酸钙填料之间的相容性仍不理想，界面结合力较弱，对橡胶材料的性能有不利影响。本专利技术的石墨烯接枝改性碳酸钙通过石墨烯对碳酸钙进行接枝改性，使得碳酸钙拥有石墨烯高强高韧的性能的同时，还能在水性和油性体系中均具有良好的悬浮分散效果，进而提升碳酸钙的补强性能。
技术实现思路
为了解决上述背景中提到的问题，本专利技术目的在于提供一种石墨烯接枝改性碳酸钙。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种石墨烯接枝改性碳酸钙，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙50~75份，石墨烯30~40份，碳纳米管0.5~1.4份，硅烷偶联剂4~12份，纤维素醚3~8份，草木灰10~18份，煅烧陶土13~25份，卡那巴蜡2~10份和无水乙醇50~68份。作为本专利技术进一步的方案：所述石墨烯接枝改性碳酸钙，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙55~71份，石墨烯32~35份，碳纳米管0.7~1.2份，硅烷偶联剂6~10份，纤维素醚4~7份，草木灰11~15份，煅烧陶土16~20份，卡那巴蜡3~9份和无水乙醇55~61份。作为本专利技术进一步的方案：所述石墨烯接枝改性碳酸钙，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙63份，石墨烯34份，碳纳米管0.9份，硅烷偶联剂8份，纤维素醚5份，草木灰14份，煅烧陶土19份，卡那巴蜡4份和无水乙醇56份。一种石墨烯接枝改性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：（1）将碳酸钙、煅烧陶土、卡那巴蜡混合均匀后分散到去离子水中，配置成重量份数20%的悬浮液，加入纤维素醚，搅拌均匀，采用重量份数5%的氢氧化钠将悬浮液pH调至8.3，加热至65℃保温15min，冷却，过滤取滤渣，使用去离子水清洗滤渣至中性，在70℃烘干，得到混合物A；（2）将混合物A、硅烷偶联剂一起投入无水乙醇，球磨1h后加入草木灰、碳纳米管，超声分化1h，加入石墨烯，边搅拌边加热至45℃直至无水乙醇挥发完，得到混合物B；（3）将混合物B加入去离子水中，在80℃的水浴中回流反应3h，过滤，取滤渣，对滤渣进行水洗，在120℃下烘干，即得。本专利技术的石墨烯接枝改性碳酸钙原料廉价易得，生产成本较低，通过硅烷偶联剂包覆碳酸钙表面，利用硅烷偶联剂分子一端的基团与碳酸钙表面发生反应，形成化学键，使得本身不具备可供接枝活性点的碳酸钙，具备可和石墨烯接枝的条件，并具备石墨烯高强度高韧性的机械性能，添加的煅烧陶土、碳纳米管、草木灰，能有效提升碳酸钙和橡胶基体的相容性，进而提升了橡胶的硬度及耐磨性能。该种石墨烯接枝改性碳酸钙能使碳酸钙与橡胶界面产生较强的相互作用，进而提升碳酸钙的填充效果和补强性能。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术实施例中，一种石墨烯接枝改性碳酸钙，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙63份，石墨烯34份，碳纳米管0.9份，硅烷偶联剂8份，纤维素醚5份，草木灰14份，煅烧陶土19份，卡那巴蜡4份和无水乙醇56份。一种石墨烯接枝改性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：（1）将碳酸钙、煅烧陶土、卡那巴蜡混合均匀后分散到去离子水中，配置成重量份数20%的悬浮液，加入纤维素醚，搅拌均匀，采用重量份数5%的氢氧化钠将悬浮液pH调至8.3，加热至65℃保温15min，冷却，过滤取滤渣，使用去离子水清洗滤渣至中性，在70℃烘干，得到混合物A；（2）将混合物A、硅烷偶联剂一起投入无水乙醇，球磨1h后加入草木灰、碳纳米管，超声分化1h，加入石墨烯，边搅拌边加热至45℃直至无水乙醇挥发完，得到混合物B；（3）将混合物B加入去离子水中，在80℃的水浴中回流反应3h，过滤，取滤渣，对滤渣进行水洗，在120℃下烘干，即得。实施例2本专利技术实施例中，一种石墨烯接枝改性碳酸钙，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙50份，石墨烯30份，碳纳米管0.5份，硅烷偶联剂4份，纤维素醚3份，草木灰10份，煅烧陶土13份，卡那巴蜡2份和无水乙醇50份。一种石墨烯接枝改性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：（1）将碳酸钙、煅烧陶土、卡那巴蜡混合均匀后分散到去离子水中，配置成重量份数20%的悬浮液，加入纤维素醚，搅拌均匀，采用重量份数5%的氢氧化钠将悬浮液pH调至8.3，加热至65℃保温15min，冷却，过滤取滤渣，使用去离子水清洗滤渣至中性，在70℃烘干，得到混合物A；（2）将混合物A、硅烷偶联剂一起投入无水乙醇，球磨1h后加入草木灰、碳纳米管，超声分化1h，加入石墨烯，边搅拌边加热至45℃直至无水乙醇挥发完，得到混合物B；（3）将混合物B加入去离子水中，在80℃的水浴中回流反应3h，过滤，取滤渣，对滤渣进行水洗，在120℃下烘干，即得。实施例3本专利技术实施例中，一种石墨烯接枝改性碳酸钙，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙75份，石墨烯40份，碳纳米管1.4份，硅烷偶联剂12份，纤维素醚8份，草木灰18份，煅烧陶土25份，卡那巴蜡10份和无水乙醇68份。一种石墨烯接枝改性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：（1）将碳酸钙、煅烧陶土、卡那巴蜡混合均匀后分散到去离子水中，配置成重量份数20%的悬浮液，加入纤维素醚，搅拌均匀，采用重量份数5%的氢氧化钠将悬浮液pH调至8.3，加热至65℃保温15min，冷却，过滤取滤渣，使用去离子水清洗滤渣至中性，在70℃烘干，得到混合物A；（2）将混合物A、硅烷偶联剂一起投入无水乙醇，球磨1h后加入草木灰、碳纳米管，超声分化1h，加入石墨烯，边搅拌边加热至45℃直至无水乙醇挥发完，得到混合物B；（3）将混合物B加入去离子水中，在80℃的水浴中回流反应3h，过滤，取滤渣，对滤渣进行水洗，在120℃下烘干，即得。实施例4本专利技术实施例中，一种石墨烯接枝改性碳酸钙，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙55份，石墨烯32份，碳纳米管0.7份，硅烷偶联剂6份，纤维素醚4份，草木灰11份，煅烧陶土16份，卡那巴蜡3份和无水乙醇55份。一种石墨烯接枝改性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：（1）将碳酸钙、煅烧陶土、卡那巴蜡混合均匀后分散到去离子水中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯接枝改性碳酸钙，其特征在于，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙50~75份，石墨烯30~40份，碳纳米管0.5~1.4份，硅烷偶联剂4~12份，纤维素醚3~8份，草木灰10~18份，煅烧陶土13~25份，卡那巴蜡2~10份和无水乙醇50~68份。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯接枝改性碳酸钙，其特征在于，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙50~75份，石墨烯30~40份，碳纳米管0.5~1.4份，硅烷偶联剂4~12份，纤维素醚3~8份，草木灰10~18份，煅烧陶土13~25份，卡那巴蜡2~10份和无水乙醇50~68份。2.根据权利要求1所述的石墨烯接枝改性碳酸钙，其特征在于，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙55~71份，石墨烯32~35份，碳纳米管0.7~1.2份，硅烷偶联剂6~10份，纤维素醚4~7份，草木灰11~15份，煅烧陶土16~20份，卡那巴蜡3~9份和无水乙醇55~61份。3.根据权利要求1所述的石墨烯接枝改性碳酸钙，其特征在于，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙63份，石墨烯34份，碳纳米管0.9份，硅烷偶联剂8...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦念根，
申请(专利权)人：安徽雪城超细碳酸钙有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34