一种硅酮密封胶专用纳米碳酸钙的表面改性方法技术

本发明专利技术公开了一种硅酮胶专用纳米碳酸钙的表面改性方法，本方法在配药罐中加入0.8～1.5 m³的自来水，升温至70～95℃后保持恒温，加入硫酸化油酸钠，搅拌10～20min，然后再加入碳原子数目为12～32的脂肪酸进行乳化得到表面处理剂；将碳酸钙浆液加热并加入碳酸钙干基质量2.5～4.5%配置好的表面处理剂，搅拌60～120min完成表面改性，经脱水，100～150℃烘干，粉碎，包装，即得到本产品。本产品不仅能满足填充硅酮胶力学性能和粘结性能的要求，而且具有较好的触变性和挤出性，产品分散性好，不易团聚；本发明专利技术工艺简单，投资小，适合工业生产，具有较好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种硅酮胶专用纳米碳酸钙的表面改性方法，本方法在配药罐中加入0.8～1.5 m3的自来水，升温至70～95℃后保持恒温，加入硫酸化油酸钠，搅拌10～20min，然后再加入碳原子数目为12～32的脂肪酸进行乳化得到表面处理剂；将碳酸钙浆液加热并加入碳酸钙干基质量2.5～4.5%配置好的表面处理剂，搅拌60～120min完成表面改性，经脱水，100～150℃烘干，粉碎，包装，即得到本产品。本产品不仅能满足填充硅酮胶力学性能和粘结性能的要求，而且具有较好的触变性和挤出性，产品分散性好，不易团聚；本专利技术工艺简单，投资小，适合工业生产，具有较好的经济效益。【专利说明】 专利
本专利技术涉及一种活性纳米碳酸钙的制备，具体地说是一种硅酮胶专用纳米碳酸钙 的表面改性方法。
技术介绍
纳米碳酸钙大量应用于硅酮密封胶填充，它作为一种功能性填料存在不少缺陷。 首先，由于纳米碳酸钙粒径极小，表面能很大，在干燥过程与应用过程中非常容易 出现硬团聚。这种硬团聚颗粒在硅酮密封胶捏合过程中仍无法分散解聚，导致在碳酸钙分 散不均，不仅会影响硅酮密封胶产品的外观，还容易造成应力集中。目前，解决团聚的问题 主要是通过表面处理进行。当纳米碳酸钙表面包覆处理剂不足或者不均匀时，碳酸钙晶粒 间就越容易形成团聚，且很难与硅酮密封胶相容。若纳米碳酸钙表面处理剂过量，同样会对 填充硅酮密封胶产生不利影响。 其次，纳米碳酸钙填充硅酮密封胶往往表现出触变性能与挤出性能的矛盾性：当 硅酮密封胶获得较高的触变性时，一般情况下，挤出性能都会不同程度的下降；而当硅酮密 封胶获得较好的挤出性时，触变性往往又难以保证。 专利CN 101570342提供了一种利用低品位石灰石制备娃酮密封胶专用高白度纳 米碳酸钙的方法，采用的技术方案为：将石灰石煅烧与破碎，分级筛选，优质的氧化钙则进 入下一道工序；取优质氧化钙经消化、除铁、化学增白、保温陈化、鼓泡碳化、二次碳化、湿法 改性、压滤脱水、干燥、粉碎和分级得到所需碳酸钙产品。该方法虽然能够有效提高碳酸钙 白度，但是新增设备投资成本高，且产品触变性不佳，难以满足填充中高档硅酮密封胶的需 求。 专利CN 102491397公开了一种硅酮密封胶专用纳米碳酸钙SCC-2的制备方法。该 方法以蔗糖作为晶型控制剂，采用脂肪酸与椰子油复配作为碳酸钙表面处理剂，产品具有 较低的吸油值和较高的堆积比重，在聚合物中有较好的分散性。但是该方法制备的纳米碳 酸钙触变性不好，白度低，不适合填充中、高档硅酮密封胶。 专利CN 101863503公开了一种可供高档硅酮胶应用的纳米碳酸钙制备方法。该 方法在碳酸化初期采用蔗糖作为晶型控制剂，碳酸化后期以硫酸作为晶型调节剂，经过三 次表面处理和两次粉碎，所得碳酸钙产品具有较好的分散性，可有效改善填充硅酮胶触变 性和粘结性性。但该方法涉及制备工艺复杂，处理成本高，填充硅酮胶挤出性较差。 综上所述，现有方法制备的纳米碳酸钙难以满足填充中、高档硅酮密封胶对触变 性与挤出性的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种硅酮密封胶专用纳米碳酸钙的制备方法，不仅可以 满足硅酮密封胶对补强性和粘结性等性能的要求，而且可以有效改善硅酮密封胶的挤出性 和触变性。 本专利技术是基于以下原理实现的： 对粒径介于60?80nm(BET比表面积20. 0?35. 0m2/g)的纳米碳酸妈进行特殊 表面处理，严格控制产品的孔径分布，以满足填充硅酮密封胶对触变性和挤出性的要求。本 专利技术所选用的表面活性剂为碳原子数目为16?22的脂肪酸和硫酸化油酸钠。我们研宄发 现，硫酸化油酸钠表面活性剂可有效调节纳米碳酸钙的孔径分布。一方面，它的烷基链赋予 了碳酸钙疏水亲油的表面特性；另一反面，带负电荷的硫酸根离子在碳酸钙表面相互排斥， 进一步阻止了碳酸钙粒子间的团聚，可有效调节碳酸钙的孔径分布。 孔径分布采用压汞法进行测试，其中孔径分布曲线的峰值A和峰宽W是影响产品 质量的关键参数，进而影响填充硅酮密封胶的触变性和挤出性。峰宽W的计算公式为： _3] W = W终点-W始点 其中为主峰的终点横坐标值，Wii^为主峰起点的横坐标值，我们研宄发现：如 果峰宽和峰值太小，填充密封胶挤出性变差，触变性较好。如果峰宽和峰值太大，虽然可以 获得较好的挤出性能，但会牺牲填充硅酮胶触变性。当峰值控制在30?65nm之间，而峰宽 保持在30?60nm之间的时候，不仅可以获得填充密封胶较高的触变性，而且可以有效改善 胶的挤出性。 本专利技术采用的技术方案如下： -种硅酮胶专用纳米碳酸钙的表面改性方法，其特征在于，本方法工艺操作步骤 为： (1)将比表面积为20. 0?35. OmVg的碳酸钙浆液加热至60?90°C，并保持恒温； (2)配制表面处理剂：在配药罐中加入0. 8?I. 5m3的自来水，升温至70?95°C 后保持恒温，加入硫酸化油酸钠，搅拌10?20min，然后再加入碳原子数目为12?32的脂 肪酸进行乳化，搅拌30?60min，得到表面处理剂； (3)在步骤（1)得到的浆液中加入碳酸钙干基质量2. 5?4. 5%由步骤（2)配置 好的表面处理剂，搅拌60?120min，即完成表面改性； (4)将步骤（3)所得的碳酸钙浆压滤脱水、烘干、粉碎、分级和包装，即得到本专利技术 的硅酮密封胶专用纳米碳酸钙产品。 以上所述的碳酸钙浆液，其浓度为10?15%，碳酸化过程中不添加任何添加剂。 以上所述的干燥采用链带干燥机，干燥温度为100?150°C。 以上所述的表面处理剂的硫酸化油酸钠用量为碳酸钙干基质量的0. 5?2. 5%。 以上所述的表面处理剂的脂肪酸用量为碳酸钙干基质量的2. 0?4. 0%。 以上所述的脂肪酸是碳原子数目为16?22的任何一种脂肪酸，或几种脂肪酸的 任意配比。 本专利技术的优点： (1)本专利技术制备的碳酸钙产品，不仅能满足填充硅酮胶力学性能和粘结性能的要 求，而且具有较好的触变性和挤出性。 (2)本专利技术制备的碳酸钙产品分散性好，不易团聚。 (3)本专利技术所采用的工艺简单，投资小，适合工业生产，具有较好的经济效益。 【专利附图】【附图说明】 图1是实施例和对比例制备的碳酸钙产品的孔径分布。 【具体实施方式】 下面将对本专利技术【具体实施方式】进行详细描述，本专利技术并不局限于实施例范围的限 定。 将50000cp的α，ω -二羟基聚二甲基硅氧烷45份和碳酸钙55份加入真空捏合 机中，料温控制在125?135°C，真空度为-0. IMPa，混炼2. 5h制成基胶；基胶密封冷却至室 温后移入行星搅拌机内，依次加入交联剂5份、偶联剂0. 9份、和催化剂0. 1份，与基胶抽真 空搅拌60min，真空度保持-0. IMPa。 实施例1 (1)将比表面积为26. 9m2/g的碳酸钙浆液加热至85°C并保持恒温。 (2)配制表面处理剂：在配药罐中加入I. Om3的自来水，升温至90°C后保持恒温， 加入1. 0% (以碳酸钙干基质量计）硫酸化油酸钠，搅拌15min，然后加入2. 5% (以碳酸钙 干基质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅酮胶专用纳米碳酸钙的表面改性方法，其特征在于：本方法工艺操作步骤为：（1）将比表面积为20.0～35.0 m2/g的碳酸钙浆液加热至60～90 ℃，并保持恒温； （2）配制表面处理剂：在配药罐中加入0.8～1.5 m³的自来水，升温至70～95 ℃后保持恒温，加入硫酸化油酸钠，搅拌10～20 min，然后再加入碳原子数目为12～32的脂肪酸进行乳化，搅拌30～60 min，得到表面处理剂；（3）在步骤（1）得到的浆液中加入碳酸钙干基质量2.5～4.5 %由步骤（2）配置好的表面处理剂，搅拌60～120 min，即完成表面改性；（4）将步骤（3）所得的碳酸钙浆压滤脱水，烘干，粉碎，分级和包装，得到本专利技术的硅酮密封胶专用纳米碳酸钙产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谌业文，朱勇，颜干才，林进超，
申请(专利权)人：广西华纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45