一种提高填充PVC糊触变性的纳米碳酸钙的表面处理方法技术

本发明专利技术公开了一种提高填充PVC糊触变性的纳米碳酸钙的表面处理方法，通过少量的稀碱来调节纳米碳酸钙悬浮液的Zeta电位，利用硬脂酸钠、聚氧乙烯脂肪醇醚羧酸钠、三聚磷酸钠和异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的复配表面活性剂进行表面处理，即可得到改性后的纳米碳酸钙悬浮液；再将纳米碳酸钙进行压滤、烘干、粉粹、过筛，即可得纳米碳酸钙。本方法通过稀碱来调节纳米碳酸钙悬浮Zeta电位进而对其分散性进行调整，有利于后面的表面处理过程处理剂更好的均匀包覆在纳米碳酸钙表面。采用硬脂酸钠、聚氧乙烯脂肪醇醚羧酸钠、三聚磷酸钠和异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的复配表面活性剂进行表面处理，制备的纳米碳酸钙填充在PVC糊中，明显提高糊的触变性以及屈服应力。触变性以及屈服应力。

【技术实现步骤摘要】
一种提高填充PVC糊触变性的纳米碳酸钙的表面处理方法


[0001]本专利技术属于碳酸钙制备
，具体是一种提高填充PVC糊触变性的纳米碳酸钙的表面处理方法。

技术介绍

[0002]车底抗石击涂料主要是通过涂膜的内耗和缓冲作用来达到抗石击的效果，此外，其膜层也可以防止电泳钢板被腐蚀。根据不同汽车设计及要求，通常要在车身轮罩、下纵梁、底板、挡泥板、车门踏板等的下表面部位喷涂0.5～2mm厚度不等的车底抗石击涂料，烘烤固化后能起到优良的密封、防腐蚀以及降噪减震的作用。根据主体树脂和成分的不同，目前车底抗石击涂料主要分为沥青型、PVC型、聚氨酯型、丙烯酸型四大类（王美华.国外汽车耐石击涂料技术进展[J].涂料应用,1993,1:8
‑
9）。PVC抗石击涂料配方中通常包含乳液或微悬浮法制备得到的PVC糊树脂（均聚树脂、掺混树脂和氯醋共聚树脂）、稀释剂、增塑剂、增粘剂、触变剂、稳定剂和填料等组分（李树生.PVC 树脂在汽车上的应用[J] .汽车工艺与材料,1995）。其在室温下是稳定的膏状物，当在汽车生产线上使用时，一般采用高压无气喷涂工艺喷到汽车底盘上，经120℃～150℃的烘烤过程，高温固化成强度、弹性等力学性能较好的干膜，具有优异的耐水、耐油和耐酸碱性。另外，PVC型抗石击涂料在加热固化后不会出现体积收缩和气泡等不良现象，同时，它的环保性、阻燃性和成本较低，使得 PVC抗石击涂料成为目前市场上极具竞争优势的产品类型。
[0003]PVC抗石击涂料发展较早，在上世纪末就已广泛应用于欧美、日本等国的汽车工业中。特别是德国和法国等欧洲国家的用量较大，每台车身的PVC抗石击涂料用量可多达10kg，而日本和美国汽车的PVC抗石击涂料用量仅2kg/台左右。国内PVC抗石击涂料的研发起步较晚，很多方面性能与国外还存在一定差距，特别是施工性能，喷涂后易产生流淌，表现为在电泳板上发生流挂和滑落，这主要是PVC糊的触变性差造成的，这是造成了汽车底漆涂料发展缓慢的一个重要原因。而在PVC抗石击涂料中加入纳米碳酸钙、重质碳酸钙等填料可以改善涂料的触变性、流动性等性能，此外可以降低生产成本（邹志群.汽车用新型PVC抗石击涂料的制备及其性能研究[D].华南理工大学,2015）。
[0004]纳米CaCO3具有纳米尺寸效应，比表面积较大，一般是经硬脂酸等表面处理剂处理，表面含有的羟基使表面原子的活性较大，并与基体树脂及其它组分有较强的界面相互作用（侯翠红.纳米碳酸钙在涂料中的应用现状与展望[J].涂料工业,2005,35:39
‑
41）。因此，纳米CaCO3的加入对 PVC抗石击涂料有较明显的改性作用，首先可以扩大玻璃化转变温度范围，增强阻尼性能，其次可以改善 PVC 抗石击涂料的触变性，此外还可以提高 PVC抗石击涂料的力学性能。
[0005]触变性是指物体（如油漆、涂料）受到剪切时稠度变小，停止剪切时稠度又增加或受到剪切时稠度变大，停止剪切时稠度又变小的性质的一“触”即“变”的性质。触变性是一种可逆的溶胶现象，普遍存在于高分子悬浮液中，代表流体粘度对时间的依赖性。触变性是一种重要的工艺参数和性能指标，例如汽车底漆用聚氯乙烯糊就要求有良好的触变性能，
以保证聚氯乙烯糊在静置贮存时高粘度抗流挂，在施涂时低粘度，易于喷涂流平（胡圣飞.触变性研究进展及应用综述[J].湖北工业大学学报,2012,27:57
‑
60）。
[0006]CN107488276B公开了一种高触变性PVC糊用纳米碳酸钙的制备方法，在鼓泡碳化法过程中，石灰浆加入晶型控制剂，在反应前期，其中窑气二氧化碳的体积浓度为60
‑
70%，碳酸化反应20
‑
30min后逐渐降低二氧化碳浓度至30
‑
35%，当反应液pH降到7.0时，碳酸化反应结束，得纳米碳酸钙悬浮液；再加热至75
‑
85℃，加入复配表面处理剂，搅拌完成表面改性，得改性纳米碳酸钙悬浮液；再经过压滤脱水干燥，粉碎，即可得到PVC糊用纳米碳酸钙产品。该方法通过控制纳米碳酸钙的合成工艺以及纳米碳酸钙表面处理剂的调成实现了高触变性PVC糊用纳米碳酸钙的制备。专利CN104403433B PVC公开了抗石击涂料专用沉淀碳酸钙的制备方法，该方法通过控制石灰浆比重、窑气流量来控制纳米碳酸钙熟浆比表面积在16
‑
40m2/g，在50
‑
90℃加入复配表面处理剂进行包覆，表面处理剂总加入量为碳酸钙干基的1.5
‑
5.0%；将浆液压滤脱水，干燥，粉碎，包装，即得PVC抗石击涂料用沉淀碳酸钙产品。CN112724708B通过仪器测量电导率并碳化初期凝胶化电导率最低点加入晶型控制剂，得到碳酸钙悬浮液；将碳酸钙悬浮液进行亲油表面处理，搅拌并加入硬脂酸钠皂化液与亚麻籽胶、聚已二醇、十二烷基苯磺酸钠及三异硬脂酰基钛酸异丙酯组成的复配处理剂进行表面处理；再压滤，微波真空干燥，过筛，即得纳米碳酸钙。CN106928753B 通过在在质量浓度为10～20%的氢氧化钙悬浊液中搅拌加入聚丙烯酸
‑
聚丙烯酸钠以及反应到pH=7.0～7.5继续添加聚丙烯酸
‑
聚丙烯酸钠，得到棒状碳酸钙微粉应用于PVC汽车底盘抗石击涂料，可赋予PVC增塑糊具有良好的触变性、屈服值、粘度等性能。CN110499045B公开了一种汽车底漆用纳米碳酸钙的制备方法。通过在氢氧化钙石灰乳中加入金属盐晶型控制剂混合均匀，然后引入鼓泡碳酸化反应釜进行碳酸化反应，得到得碳酸钙悬浮液加热至55
‑
75℃，在乳化机搅拌下加入剂由高级脂肪酸钠，改性酰亚胺环硅烷偶联剂，环氧化环己烷邻二甲酸二辛酯复配而成得表面处理剂进行表面改性处理；最后经压滤，干燥，粉碎，过筛后，即得汽车底漆用纳米碳酸钙。CN112239606A公开了一种具有良好触变性的纳米碳酸钙的制备方法，通过在纳米碳酸钙后期表面处理过程使用两步法表面处理实现了良好触变性的纳米碳酸钙的制备。CN113980491A 公开了一种抗流挂PVC增塑糊用纳米碳酸钙的制备方法是将悬浮液用磷酸化合物进行预处理将预处理后的悬浮液利用脂肪酸皂化液、聚已二醇、脂肪酸甲酯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯的复配成表面活性剂进行表面改性。
[0007]综上所述，可以发现目前已有专利主要通过控制碳酸钙制备过程中石灰浆的浓度、窑气的浓度、添加剂的使用等来控制碳酸钙的粒径、形貌，结合后期的碳酸钙的有机化表面处理来实现碳酸钙在汽车底涂中应用性能的提升。而此种方法获取的纳米碳酸钙纳米碳酸钙在PVC糊中触变性差、喷涂后易在电泳板上发生流挂和滑落等问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对纳米碳酸钙在PVC糊中触变性差、喷涂后易在电泳板上发生流挂和滑落等问题，提供一种提高填充PVC糊触变性的纳米碳酸钙的表面处理方法。本方法通过少量的稀碱来调节纳米碳酸钙悬浮Zeta电位进而对其分散性进行调整。纳米碳酸钙悬浮液的分散性的提升有利于后面的表面处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高填充PVC糊触变性的纳米碳酸钙的表面处理方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：将氢氧化钙悬浮液泵入高速碳化塔中，确保氢氧化钙在通入二氧化碳前温度≤25℃，通入含有二氧化碳的混合气体进行碳酸化反应，当反应体系的pH≤7.5时，停止反应，即可得到纳米碳酸钙悬浮液；S2：通过少量的稀碱来调节S1所得的纳米碳酸钙悬浮液的Zeta电位，确保其在表面处理前Zeta电位绝对值≥25mV；S3：将S2得到的悬浮液利用硬脂酸钠、聚氧乙烯脂肪醇醚羧酸钠、三聚磷酸钠和异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯的复配表面活性剂进行表面处理，即可得到改性后的纳米碳酸钙悬浮液；S4：再将纳米碳酸钙进行压滤、烘干、粉粹、过筛，即可得到提高PVC糊触变性用纳米碳酸钙。2.根据权利要求1所述的提高填充PVC糊触变性的纳米碳酸钙的表面处理方法，其特征在于：所述碳酸化反应条件是通入体积浓度为25～30%、流量为2m2/h的二氧化碳与空气的混合气体在搅拌转速为800～1000r/min下反应。3.根据权利要求1所述的提高填充PVC糊触变性的纳米碳酸钙的表面处理方法，其特征在于：所述复配表面活性剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨爱梅，荣权，陆增梦，何艳敏，莫芳知，朱勇，范勇波，廖海才，江素局，
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：