本发明专利技术涉及无机纳米材料领域，具体是公开了一种用于硬质PVC的功能化纳米碳酸钙，所述纳米碳酸钙的制备，包括如下步骤：向碳酸化反应后的悬浮液加入硬脂酸钠、环氧亚麻油和山梨醇酐单硬脂酸酯组成的改性液进行一次表面改性；再向悬浮液加入钡盐和锌盐组成的改性溶液进行二次表面改性，获得改性碳酸钙悬浮液；最后将改性碳酸钙悬浮液进行压滤，烘干，过筛，即得填充硬质PVC的功能化纳米碳酸钙。本发明专利技术制备的功能化纳米碳酸钙不仅能赋予硬质PVC制品优异的力学性能，还能增强硬质PVC制品的耐黄变、白度、光泽及加工性能，能够完全替代PVC稳定剂。定剂。
【技术实现步骤摘要】
一种用于硬质PVC的功能化纳米碳酸钙
[0001]本专利技术属于无机纳米材料改性
，具体是一种用于硬质PVC的功能化纳米碳酸钙。
技术介绍
[0002]碳酸钙因为具有无毒、无味、无刺激性、白度高、易着色、耐老化、耐腐蚀、耐高温、耐磨损等诸多优点，被大量应用于硬PVC制品中。尽管如此，碳酸钙在硬PVC制品中，仍存在许多不足。比如为增加硬PVC的力学性能，往往采用纳米级碳酸钙进行填充，这将造成PVC制品发黄、分散差、加工性能差等不良影响；为减轻这一缺陷，生产时PVC制品时，往往耗费更多的功能化助剂，这使得生产成本提高。为增强纳米碳酸钙产品性能与降低成本，将纳米碳酸钙功能化成为值得探究的领域。
[0003]目前在将纳米碳酸钙功能性改性的研究中，可以将其功能化方向分为增韧型、润滑型、分散型、热稳定型，分别用于替代PVC的功能助剂的增韧剂、润滑剂、分散剂、稳定剂。近年纳米碳酸钙功能化的研究中有了许多成果，但在纳米碳酸钙热稳定型功能化方向的成果还有诸多不足，至今为止未出现可替代PVC稳定剂的纳米碳酸钙。
[0004]中国专利CN 104559327A公开了一种具有核壳结构的表面改性纳米碳酸钙及其制备方法，是采用脂肪酸对纳米碳酸钙的表面进行预改性，然后加入丙烯酸醋类单体通过沉淀聚合法对纳米碳酸钙进行表面包覆，得到具有核壳结构的表面改性纳米碳酸钙，提高了纳米碳酸钙的分散性，同时增强了与PVC的相容性。因其核壳结构中以聚丙烯酸酯为壳，这与增韧剂ACR有一定的相似之处，将其归属于功能化纳米碳酸钙一类。但是它并没有对PVC加工性能与热稳定性能进行探究。
[0005]中国专利CN 111661863A公开了一种PVC塑料用碳酸钙的制备方法，是采用由壬基酚聚氧化乙烯醚、聚硅氧烷氨酯丙烯酸酯和醇醚己基磺基琥珀酸混合双酯钠组成的改性剂进行湿法表面改性，提高了制品的白度、光泽、分散性；尽管增强了制品的诸多性能，但未对纳米碳酸钙进行功能化，PVC制品生产时所用的功能助剂仍需足量添加。
[0006]中国专利CN 107188998A公开了一种碳酸钙聚合物核壳结构的制备方法，是采用二乙二醇单乙烯基醚作为晶型控制剂、形貌控制剂和聚合单体，经处理得到核壳结构碳酸钙/聚合物纳米颗粒。核壳结构纳米碳酸钙仍属于增韧体系，未对PVC加工性能和热稳定性能进行探究。
[0007]中国专利CN 108948793A公开了一种碳酸钙的改性方法及其在管材的应用，是采用了椰油酞胺磺基唬泊酸单醋二钠和壬基酚聚氧化乙烯醚进行表面改性，再用八氨基苯基笼形倍半硅氧烷和月桂醇聚醚
‑
4磷酸醋钠进行二次表面改性，得到纳米碳酸钙。其主要特征是具有高强度，这仍属于增韧体系，未对PVC加工性能和热稳定性能进行探究。
[0008]中国专利CN 108676383A公开了一种用于PVC注塑的改性纳米碳酸钙制备方法，是采用湿法改性，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的加工性能和增韧性能，但未对PVC热稳定性能进行探
究。
[0009]中国专利CN 105694537A公开了一种硬质PVC填充用纳米碳酸钙的制备方法，是采用马来酸
‑
丙烯酸共聚物对纳米碳酸钙进行湿法表面改性处理，提高了纳米碳酸钙填充硬质PVC的力学性能、相容性和耐老化性能；虽然有提高纳米碳酸钙对硬PVC的热稳定性能，但提高的幅度不大，PVC制品生产时所用的功能助剂仍需足量添加。
[0010]中国专利110452558B公开了一种制备硬质PVC用纳米碳酸钙的方法，是采用羧基化的聚乙烯蜡、环氧葵花籽油及木糖醇复配进行湿法表面改性处理，得到的纳米碳酸钙，提高了加工性能、力学性能和耐黄变等性能。然而PVC制品生产时所用的稳定剂仍需足量添加，未能使用该纳米碳酸钙替代PVC稳定剂。
[0011]中国专利CN 112960685A公开了一种用于填充硬质PVC的纳米碳酸钙的制备方法，是采用硬脂酸钠进行湿法表面改性处理，再添加钙、锌盐进行二次改性，得到的纳米碳酸钙，提高了力学性能和耐黄变等性能。虽然一定幅度减少了稳定剂的添加量，但未能使用该纳米碳酸钙替代PVC稳定剂。
[0012]综上所述，目前关于硬质PVC填充用纳米碳酸钙功能化仍存在诸多不足，尤其是无法取代稳定剂的问题。已有的各种对功能化纳米碳酸钙制备，仍不能较好地减少或者代替硬质PVC制品对稳定剂的依赖，因此研究硬质PVC填充用的功能化纳米碳酸钙仍然是当今的研究热点。
技术实现思路
[0013]本专利技术针对上述问题，提供了一种用于硬质PVC的功能化纳米碳酸钙的制备方法。本方法是采用硬脂酸钠、环氧亚麻油和山梨醇酐单硬脂酸酯进行一次改性结合钡盐和锌盐进行二次改性制备的功能化纳米碳酸钙，不仅能赋予硬质PVC制品优异的力学性能，还能增强硬质PVC制品的耐黄变、白度、光泽及加工性能，能够完全替代PVC稳定剂。
[0014]为了实现以上目的，本专利技术是通过如下技术方案实现：
[0015]一种用于硬质PVC的功能化纳米碳酸钙，所述功能化纳米碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：
[0016]S1:制备Ca(OH)2悬浮液：将石灰石在980℃
‑
1160℃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，再配置成固含量为6.0％
‑
14.0％的Ca(OH)2悬浮液；
[0017]S2：碳酸化反应：向Ca(OH)2悬浮液加入糖类晶型控制剂，再通入含有CO2的混合气体进行碳酸化反应，当反应至悬浮液pH≤7，停止通入混合气体；
[0018]S3：一次表面改性：向碳酸化反应后的悬浮液加入硬脂酸钠、环氧亚麻油和山梨醇酐单硬脂酸酯组成的改性液进行一次表面改性；
[0019]S4：二次表面改性：向悬浮液加入钡盐和锌盐组成的改性溶液进行二次表面改性，获得改性碳酸钙悬浮液；
[0020]S5：后续处理：将改性碳酸钙悬浮液进行压滤，烘干，过筛，即得填充硬质PVC的功能化纳米碳酸钙。
[0021]本专利技术方案的进一步优化：步骤S1所述石灰石中碳酸钙的质量百分含量≥90％；所述消化反应生石灰与水的质量比为1:8
‑
12。
[0022]本专利技术方案的进一步优化：步骤S2所述糖类为蔗糖、葡萄糖、麦芽糖的一种或多种的混合物，其加入量为悬浮液中碳酸钙干基质量0.3％
‑
0.5％。
[0023]本专利技术方案的进一步优化：步骤S2中混合气体中CO2体积浓度为23
‑
43％；混合气体的流量为0.01
‑
0.04m2/h。
[0024]本专利技术方案的进一步优化：步骤S2所述碳酸化反应控制温度为23
‑
33℃、搅拌转速为900
‑
1200r/min。
[0025]本专利技术方案的进一步优化：步骤S3所述改性液的质量浓度为40
‑
60％本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于硬质PVC的功能化纳米碳酸钙，其特征在于：所述功能化纳米碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：S1：制备Ca(OH)2悬浮液：将石灰石在980℃
‑
1160℃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，再配置成固含量为6.0%
‑
14.0%的Ca(OH)2悬浮液；S2：碳酸化反应：向Ca(OH)2悬浮液加入糖类晶型控制剂，再通入含有CO
2 的混合气体进行碳酸化反应，当反应至悬浮液pH≤7，停止通入混合气体；S3：一次表面改性：向碳酸化反应后的悬浮液加入硬脂酸钠、环氧亚麻油和山梨醇酐单硬脂酸酯组成的改性液进行一次表面改性；S4：二次表面改性：向悬浮液加入钡盐和锌盐组成的改性溶液进行二次表面改性，获得改性碳酸钙悬浮液；S5：后续处理：将改性碳酸钙悬浮液进行压滤，烘干，过筛，即得填充硬质PVC的功能化纳米碳酸钙。2.根据权利要求1所述的用于硬质PVC的功能化纳米碳酸钙，其特征在于：步骤S1所述石灰石中碳酸钙的质量百分含量≥90%；所述消化反应生石灰与水的质量比为1:8
‑
12。3.根据权利要求1所述的用于硬质PVC的功能化纳米碳酸钙，其特征在于：步骤S2所述糖类为蔗糖、葡萄糖、麦芽糖的一种或多种的混合物，其加入量为悬浮液中碳酸钙干基质量0.3%
‑
0.5%。4. 根据权利要求1所述的用于硬质PVC的功能化纳米碳酸钙，其特征在于：步骤S2中混合气体中CO2体积浓度为23
‑
43%；混合气体的流量为0.01
‑
0.04m2/h ；步骤S2所述碳酸化反应控制温度为23
‑
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李华宇，朱勇，陆初典，陆强典，詹庆铷，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。