一种硅混炼胶专用改性纳米碳酸钙及其制备方法技术

本发明专利技术涉及有机硅材料领域，具体涉及一种硅混炼胶专用改性纳米碳酸钙及其制备方法。所述改性纳米碳酸钙包括按重量份计的以下组分：纳米碳酸钙100份，改性硅油附着量0.5-10份；有机硅树脂的附着量0.5-5份，脂肪酸的附着量0.5-5份，偶联剂的附着量0.01-3.5份。所述方法为将纳米碳酸钙、改性硅油和有机硅树脂混合反应，加入脂肪酸，搅拌反应后加入偶联剂，混合反应。本发明专利技术制备的改性纳米碳酸钙提高了碳酸钙对硅混炼胶的填充增强效果，采用本发明专利技术制备的改性纳米碳酸钙替代部分沉淀法白炭黑作为硅混炼胶的填料，在不影响产品基本性能的基础上，大幅度降低了硅混炼胶的原料成本，其产品性能优越，也满足产品要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机硅材料领域，具体涉及一种硅混炼胶专用改性纳米碳酸钙及其制 备方法。
技术介绍
纳米碳酸钙是一种常用的增韧补强填料，主要应用于高档塑料制品、油墨、化学建 材、密封胶粘接剂等产品领域，其低廉的价格，良好的性能均使其应用领域不断扩展。在硅 橡胶中纳米碳酸钙的补强效果较沉淀法白炭黑差，但每吨纳米碳酸钙价格相比沉淀白炭 黑，是其价格的三分之一到二分之一，在节省成本方面有着不可忽视的竞争力，具有较好的 发展潜力和应用前景。 碳酸钙为亲水性化合物，导致在实际应用中存在与高聚物相容性不足，分散性差 等缺陷，不能达到满意的填充补强效果，通过对纳米碳酸钙进行表面包覆改性，降低碳酸钙 的表面能和表面张力，有效防止碳酸钙粒子团聚，提高纳米碳酸钙在硅橡胶中的分散性和 相容性，采用改性纳米碳酸钙取代部分沉淀法白炭黑能够有效降低硅橡胶的生产成本，提 高利润率，因而，对碳酸钙进行改性具有较好的发展潜力和经济价值。
技术实现思路
本专利技术提供了，所制备的改性纳 米碳酸钙与硅混炼胶具有更好的相容性，能够更好的分散在硅混炼胶中，在硅橡胶中其加 工性能及补强性能大大提升。 -种硅混炼胶专用改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙包括按重量份计的以下 组分:纳米碳酸钙100份，附着在纳米碳酸钙上的改性硅油(改性硅油附着量)0.5-10份;附 着在纳米碳酸钙上的有机硅树脂(有机硅树脂附着量)0.5-5份，附着在纳米碳酸钙上的脂 肪酸(脂肪酸附着量)0.5-5份，附着在纳米碳酸钙上的偶联剂(偶联剂附着量)0.01-3.5份。 所述改性纳米碳酸钙的粒径为0.01-0.05μπι，比表面积为20-120m2/g。 制备硅混炼胶专用改性纳米碳酸钙的方法，其特征在于： 所述方法的原料包括纳米碳酸钙100份，改性硅油1-10份，有机硅树脂1-5份，脂肪 酸0.5-5份，偶联剂0.1-5份； 所述方法包括以下步骤： 1)将纳米碳酸钙、改性硅油和有机硅树脂混合反应，得至I」物料1; 2)物料1冷却后加入脂肪酸，搅拌反应，得到物料2; 3)物料2中加入偶联剂，混合反应； 完成改性纳米碳酸钙的制备。 所述原料中纳米碳酸|丐的粒径为0.01-0.ΙμL?，比表面积为10_80m2/g。 所述改性硅油为氨基改性硅油或聚醚改性硅油或羟基改性硅油或醇氢基改性硅 油中的一种或几种的组合。 所述有机硅树脂为甲基三氯硅烷或二甲基二氯硅烷或二苯基二氯硅烷或液体硅 橡胶中的一种或几种的组合。 所述脂肪酸是碳原子数目为16-22的脂肪酸或脂肪酸盐中的一种或几种的组合， 所述脂肪酸为硬脂酸、月桂酸或油酸中的一种或几种的组合，所述脂肪酸盐为硬脂酸钠、硬 脂酸钾或硬脂酸锌中的一种或几种的组合。 所述偶联剂为γ-氯丙基三乙氧基硅烷或异丙基三钛酸酯或聚乙二醇三甲氧基硅 丙基醚中的一种或几种的组合。 所述步骤1)混合反应条件为转速800-1800r/min、温度120-140°c，搅拌45-90min。 所述步骤2)搅拌反应条件为转速800-1800r/min、温度60-80°C，搅拌60-90min。 所述步骤3)反应条件为转速800-1800r/min、温度100-120°C，热处理30-45min。 本专利技术提供的，有益效果如下： 1、本专利技术采用改性硅油、脂肪酸、有机硅树脂和偶联剂对纳米碳酸钙进行表面改 性，能够有效降低碳酸钙的表面能和表面张力，提高纳米碳酸钙在聚合物中的分散性和相 容性； 2、利用本专利技术制备的改性纳米碳酸钙性能与传统脂肪酸改性纳米碳酸钙相比，性 能良好，与硅混炼胶具有更好的相容性，在硅橡胶中分散性、耐热性等具有显著的优势。 3、本专利技术通过优化反应时间、反应温度、搅拌速度，使改性硅油、有机硅树脂、脂肪 酸和偶联剂能够物理吸附在纳米碳酸钙的表面，得到的改性碳酸钙对硅混炼胶具有更好的 相容性。【具体实施方式】 下面结合实施例来进一步说明本专利技术，但本专利技术要求保护的范围并不局限于实施 例表述的范围。 实施例1 -种硅混炼胶专用改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙包括按重量份计的以下 组分:纳米碳酸钙100份，改性硅油附着量0.5份;有机硅树脂的附着量0.5份，脂肪酸的附着 量〇. 5份，偶联剂的附着量0.01份。所述改性纳米碳酸碳酸钙的粒径为Ο.ΟΙμπι，比表面积为70m2/g。 制备所述硅混炼胶专用改性纳米碳酸钙的方法，所述方法的原料包括纳米碳酸钙 1〇〇份，改性硅油1份，有机硅树脂3份，脂肪酸2份，偶联剂0.5份； 所述方法包括以下步骤： 1)将纳米碳酸钙、改性硅油和有机硅树脂混合反应，条件为转速800r/min、温度 120°C，搅拌45min，得到物料1; 2)物料1冷却后加入脂肪酸，搅拌反应，条件为转速lOOOr/min、温度80°C，搅拌 90min，得到物料2; 3)物料2中加入偶联剂，条件为转速800r/min、温度110°C，热处理40min，混合反 应；完成改性纳米碳酸钙的制备。 所述原料中纳米碳酸|丐的粒径为0.ΙμL?，比表面积为50m2/g。所述改性硅油为氨基改性硅油。 所述有机硅树脂为甲基三氯硅烷。所述脂肪酸是硬脂酸。所述偶联剂为γ-氯丙基三乙氧基硅烷。 实施例2 -种硅混炼胶专用改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙包括按重量份计的以下 组分:纳米碳酸钙100份，改性硅油附着量0.5份;有机硅树脂的附着量3份，脂肪酸的附着量 2份，偶联剂的附着量0.15份。 所述改性纳米碳酸碳酸钙的粒径为0.05μπι，比表面积为50m2/g。 制备所述硅混炼胶专用改性纳米碳酸钙的方法，所述方法的原料包括纳米碳酸钙 100份，改性硅油5份，有机硅树脂4.5份，脂肪酸3.5份，偶联剂4份； 所述方法包括以下步骤： 1)将纳米碳酸钙、改性硅油和有机硅树脂混合反应，条件为转速1200r/min、温度 140°C，搅拌70min，得到物料1; 2)物料1冷却后加入脂肪酸，搅拌反应，条件为转速1200r/min、温度60-80°C，搅拌 80min，得到物料2; 3)物料2中加入偶联剂，条件为转速1300r/min、温度110°C，热处理40min，混合反 应；完成改性纳米碳酸钙的制备。 所述原料中纳米碳酸I丐的粒径为0.Ιμπι，比表面积为20m2/g。 所述改性硅油为聚醚改性硅油。所述有机硅树脂为二甲基二氯硅烷。所述脂肪酸是硬脂酸钠3份，油酸0.5份。所述偶联剂为异丙基三钛酸酯。 实施例3 -种硅混炼胶专用改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙包括按重量份计的以下 组分:纳米碳酸钙100份，改性硅油附着量10份;有机硅树脂的附着量4.5份，脂肪酸的附着 量5份，偶联剂的附着量0.01份。 所述改性纳米碳酸碳酸钙的粒径为0.03μπι，比表面积为60m2/g。制备所述硅混炼胶专用改性纳米碳酸钙的方法，所述方法的原料包括纳米碳酸钙 1〇〇份，改性硅油10份，有机硅树脂5份，脂肪酸5份，偶联剂2份；所述方法包括以下步骤： 1)将纳米碳酸钙、改性硅油和有机硅树脂混合反应，条件为转速1800r/min、温度 130°C，搅拌80min，得到物料1; 2)物料1冷却后加入脂肪酸，搅拌反应，条件为转速1500r/min、温度70°C，搅拌 80min，得到物料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅混炼胶专用改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述改性纳米碳酸钙包括按重量份计的以下组分：纳米碳酸钙100份，附着在纳米碳酸钙上的改性硅油 0.5‑10份；附着在纳米碳酸钙上的有机硅树脂0.5‑5份，附着在纳米碳酸钙上的脂肪酸0.5‑5份，附着在纳米碳酸钙上的偶联剂0.01‑3.5份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海平，李恩，徐海露，苗刚，党瑞东，
申请(专利权)人：宜昌兴之新塑胶电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42