一种用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：S1：将石灰石在1000～1200℃下煅烧获得生石灰，生石灰与水经过消化反应得到Ca(OH)

【技术实现步骤摘要】
一种用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法
本专利技术属于PVC材料制备
，具体涉及一种用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法。
技术介绍
纳米碳酸钙是一种优异的填料，在塑料、涂料、橡胶、油墨、密封胶、造纸有着广泛的应用，但在硬质PVC中的应用并不多，这是因为纳米碳酸钙在硬质PVC的应用上仍存在较多问题。纳米碳酸钙用于硬质PVC，对制品的分散性、白度、力学性能、流动性影响极大，亲水疏油的纳米碳酸钙，极易团聚，在硬质PVC材料中应用分散性差。因此必须对纳米碳酸钙进行表面改性，使之亲油疏水，提高分散性。纳米碳酸钙具有极高的表面能，使得其在硬质PVC的加工过程中，还会遇到流动性差，并因此导致制品产生发黄、白度低的不良影响，这是导致纳米碳酸钙在硬质PVC领域没有得到充分应用的主要原因。同时，如何最大限度发挥纳米碳酸钙具有填充硬质PVC的高度补强作用，也是一个长期艰巨的难题。中国专利一种硬质PVC填充用纳米碳酸钙的制备方法(公开号为CN105694537A)采用马来酸-丙烯酸共聚物对纳米碳酸钙进行湿法表面处理，提高了纳米碳酸钙填充硬质PVC的力学性能和相容性；但是并没有解决纳米碳酸钙填充硬质PVC加工性能差和制品发黄的问题。中国专利一种PVC塑料用增白沉淀碳酸钙的制备方法(公开号为CN108003383A)公开了在碳化中途加入易抗坏血酸钠，同时经过陈化碳酸钙熟浆后再进行表面改性，采用了马来酸单十二酯、硬脂酸钠和二磺酸钠苯乙烯基联苯进行湿法改性，提高了PVC制品的光泽和产品稳定性。但是依然没有解决纳米碳酸钙填充硬质PVC加工性能差和制品发黄的影响。中国专利一种碳酸钙改性方法及其在PVC管材的应用(公开号为CN108948793A)采用干法改性，只适用于小批量碳酸钙的表面改性；若进行大批量碳酸钙的干法改性，易造成改性剂分散不均，使得碳酸钙填充硬质PVC时，制品性能波动大。中国专利一种用于PVC注塑的改性纳米碳酸钙制备方法(公开号为CN108676383A)采用湿法改性，将饱和脂肪酸进行皂化后与苯酯、烷醇进行混合，对纳米碳酸钙进行表面改性，制备出的纳米碳酸钙增强了PVC的诸多性能，但依然没法解决纳米碳酸钙填充硬质PVC发黄的问题。中国专利一种改性碳酸钙填充PVC管材极其制备方法(公开号为CN108504001A)对PVC管材配方进行了更改，使PVC管材具有高强度、高韧性、耐老化等优点，可惜依然没有解决纳米碳酸钙填充PVC发黄的问题。综上所述，目前关于硬质PVC填充用纳米碳酸钙仍存在诸多不足，尤其是无法解决碳酸钙填充PVC制品发黄的问题，已有的各种对纳米碳酸钙的制备和表面改性方式，仍不能较好地满足硬质PVC制品对白度的需求。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法，该方法制备的纳米碳酸钙能够提高硬质PVC的白度，抑制硬质PVC材料的分解、黄变和老化，提高PVC制品的力学性能。为了解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：S1：将石灰石在1000～1200℃下煅烧获得生石灰，生石灰与水经过消化反应得到Ca(OH)2，过筛静置，再配置成固含量位6.0％～12％的Ca(OH)2悬浮液；S2：向Ca(OH)2悬浮液中加入晶型控制剂，通入CO2浓度为20～40％的混合气体进行碳酸化反应，控制CO2混合气体的流量为0.005～0.02m2/h，当反应悬浮液7＜pH≤9时，停止通入CO2；S3：对悬浮液进行表面改性，向悬浮液中加入硬脂酸钠溶液，搅拌30～60min；然后向悬浮液中加入钙盐溶液，搅拌1～3h；再向悬浮液中加入锌盐溶液，搅拌1～3h；S4：最后进行压滤，烘干，过筛，即得用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙。进一步，所述的步骤S1中，石灰石中碳酸镁的质量含量≤0.3％。进一步，所述的步骤S1中，生石灰与水的质量比为1:5～10。进一步，所述的步骤S2中，碳酸化反应控制温度为30～40℃、搅拌转速为500～1000r/min。进一步，所述的步骤S2中，晶型控制剂为蔗糖、葡萄糖、麦芽糖中的一种或多种的混合物，加入量为碳酸钙干基质量0.2％～0.5％。进一步，所述的步骤S3中，表面改性控制温度为70～90℃、搅拌转速为300～500r/min。进一步，所述的步骤S3中，硬脂酸钠溶液的质量浓度为20～70％，加入量为碳酸钙干基质量的20％～50％。进一步，所述的步骤S3中，钙盐溶液为氯化钙、葡萄糖酸钙、磷酸二氢钙、硝酸钙中的一种或多种的混合；钙盐溶液的质量浓度为20～70％，加入量为碳酸钙干基质量的10～20％。进一步，所述的步骤S3中，锌盐溶液为硝酸锌、氯化锌、硫酸锌、醋酸锌中的一种或多种的混合；锌盐溶液的质量浓度为20～70％，加入量为碳酸钙干基质量的15～30％。进一步，所述的步骤S4中，烘干温度为100～130℃，时间为18～22h。本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术通过合理将碳酸化反应的反应终点控制为7＜pH≤9，使得纳米碳酸钙成品中保留了少量氢氧化钙，少量氢氧化钙的存在可以中和吸收PVC加工过程中产生的HCl，从而抑制分解，减少黄变。PVC制品老化时，同样会放出HCl，HCl的存在进一步加速PVC制品的老化，纳米碳酸钙中存在的少量氢氧化钙可以中和吸收HCl，减缓PVC制品的分解和老化。但是，如果氢氧化钙的存在量过大，反而会促进PVC的分解，这是因为大量氢氧化钙存在时，吸收氯化氢的速度过快，加速了PVC产生氯化氢，即加速了PVC的分解，导致PVC制品发黄，甚至发灰，因此，本专利技术将pH值控制在7＜pH≤9，科学合理，使得存在的氢氧化钙能起到抑制分解和老化有利作用。2.本专利技术采用硬脂酸钠进行湿法改性，对纳米碳酸钙进行包覆，使得纳米碳酸钙亲油疏水，并且硬脂酸钠具有润滑作用，增强了纳米碳酸钙填充PVC的分散性和流动性，制备出的纳米碳酸钙具有极低的粒径，可以增强PVC制品的力学性能。3.本专利技术在表面改性后的纳米碳酸钙熟浆中加入钙盐和锌盐，使得包覆在碳酸钙表面的硬脂酸钠转变成了硬脂酸钙和硬脂酸锌，硬脂酸钙和硬脂酸锌是钙锌稳定剂的主要成分，能够使PVC制品保持高白度和稳定性，进一步减少黄变。4.本专利技术用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法简单易行，成本低，制得的纳米碳酸钙的比表面积为14～20m2/g，将其填充硬质PVC后，可以大量减少PVC配方中稳定剂的使用量，减少PVC制品加工产生的黄变；同时使其具有极高的白度、优异的力学性能、良好的加工性能和极好的抗老化性能。具体实施方式为便于更好地理解本专利技术，通过以下实例加以说明，这些实例属于本专利技术的保护范围，但不限制本专利技术的保护范围。下面通过更具体实施例对本专利技术进行说明。实施例1一种用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：S1：将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：将石灰石在1000～1200℃下煅烧获得生石灰，生石灰与水经过消化反应得到Ca(OH)

【技术特征摘要】
1.一种用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将石灰石在1000～1200℃下煅烧获得生石灰，生石灰与水经过消化反应得到Ca(OH)2，过筛静置，再配置成固含量位6.0％～12％的Ca(OH)2悬浮液；
S2：向Ca(OH)2悬浮液中加入晶型控制剂，通入CO2浓度为20～40％的混合气体进行碳酸化反应，控制CO2混合气体的流量为0.005～0.02m2/h，当反应悬浮液7＜pH≤9时，停止通入CO2；
S3：对悬浮液进行表面改性，向悬浮液中加入硬脂酸钠溶液，搅拌30～60min；然后向悬浮液中加入钙盐溶液，搅拌1～3h；再向悬浮液中加入锌盐溶液，搅拌1～3h；
S4：最后进行压滤，烘干，过筛，即得用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙。


2.根据权利要求1所述的用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于：所述的步骤S1中，石灰石中碳酸镁的质量含量≤0.3％。


3.根据权利要求1所述的用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于：所述的步骤S1中，生石灰与水的质量比为1:5～10。


4.根据权利要求1所述的用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于：所述的步骤S2中，碳酸化反应控制温度为30～40℃、搅拌转速为500～1000r/min。


5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华宇，朱勇，詹庆铷，马建堂，黄辉亮，
申请(专利权)人：安徽省宣城市华纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34