一种改性纳米碳酸钙制造技术

本发明专利技术公开了一种改性纳米碳酸钙

【技术实现步骤摘要】
一种改性纳米碳酸钙、改性PVC树脂及其应用


[0001]本专利技术涉及高分子复合材料
，更具体地，涉及一种改性纳米碳酸钙
、
改性
PVC
树脂及其应用
。

技术介绍

[0002]随着城镇化进程的不断发展，高层建筑持续增多，高层建筑的排水管路也成为人们关注的焦点之一
。
高层住宅由于楼层较高，生活废水和雨水自上而下流动时会导致底层排水管的水压较大，对排水管的机械性能和强度要求较高
。PVC
管材由于具有内壁光滑
、
卫生性能好
、
质轻施工方便
、
连接可靠等优点，在市政
、
建筑等领域得到了广泛的应用
。
[0003]碳酸钙作为塑料加工领域使用最多的粉体无机添加材料，不仅可以提升
PVC
管道产品的强度
、
韧性和尺寸稳定性等性能指标，还可以改善
PVC
树脂的加工性能，同时降低成本
。
但是由于目前市面上的碳酸钙粒径较大
、
长径比较小，且与
PVC
的相容性较差，容易出现团聚现象，对
PVC
材料的增韧效果有限，导致
PVC
产品性能较差，如用于制备排水管时，得到的排水管存在强度较低
、
耐压性能不足等缺陷，易导致管材破裂
、
渗漏，无法满足高层建筑排水管的要求
。
[0004]现有技术公开了一种建筑雨排水用承压
PVC
‑
U
管道，利用酰胺类改性剂对碳酸钙表面进行改性，再将改性纳米碳酸钙加入
PVC
体系中，可以改善碳酸钙与
PVC
的相容性，同时采用改性丙烯酸酯类共聚物以及氯化聚乙烯复合的增韧体系对
PVC
进行增韧改性，但是对韧性的提升有限，其断裂伸长率最高仅为
129
％
。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服现有
PVC
材料中碳酸钙相容性差
、PVC
树脂的韧性较差的缺陷和不足，提供一种改性纳米碳酸钙，采用特定比例的含氟单体和丙烯酸丁酯对纳米碳酸钙进行改性，得到的改性纳米碳酸钙与
PVC
具有良好的相容性，能够显著提升
PVC
树脂的韧性
。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种改性
PVC
树脂
。
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种
PVC
复合材料
。
[0008]本专利技术的再一目的是提供一种上述
PVC
复合材料的制备方法
。
[0009]本专利技术的又一目的是提供一种上述
PVC
复合材料在建筑管材领域的应用
。
[0010]本专利技术的再一目的在于提供一种
PVC
排水管
。
[0011]本专利技术上述目的以下技术方案实现：
[0012]一种改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙由含氟丙烯酸酯和丙烯酸丁酯在纳米碳酸钙表面进行共聚改性得到，
[0013]其中，所述含氟丙烯酸酯
、
丙烯酸丁酯与纳米碳酸钙的质量比为
(1
～
4):(3
～
8):(90
～
95)。
[0014]其中需要说明的是：
[0015]本专利技术通过在纳米碳酸钙表面聚合的方法，在纳米碳酸钙表面采用含氟单体与丙
烯酸丁酯进行共聚，使纳米碳酸钙表面成亲油性，得到改性纳米碳酸钙
。
该改性纳米碳酸钙最外层的壳为含氟丙烯酸酯聚合物，与
PVC
具有良好的相容性，从而可保证纳米碳酸钙粒子在
PVC
基体中的纳米分散
。
[0016]同时，含氟丙烯酸酯
、
丙烯酸丁酯与纳米碳酸钙的质量比与改性纳米碳酸钙表面的含氟丙烯酸酯的亲油性相关，会影响对纳米碳酸钙的改性效果，进而影响该改性纳米碳酸钙对
PVC
树脂的增韧效果
。
[0017]优选地，所述含氟丙烯酸酯
、
丙烯酸丁酯与纳米碳酸钙的质量比为
(2
～
4):(6
～
8):90。
[0018]具体地，所述含氟丙烯酸酯为丙烯酸六氟丁酯
、
丙烯酸十二氟庚酯
、
丙烯酸十三氟辛酯中的一种或几种
。
[0019]优选地，所述含氟丙烯酸酯为丙烯酸六氟丁酯
。
[0020]由于随着碳链的增长，含氟接枝物与聚合物体系的相容性降低，对纳米碳酸钙的改性效果变差，因此当含氟丙烯酸酯为丙烯酸六氟丁酯时，具有最好的力学性能综合效果
。
[0021]具体地，所述纳米碳酸钙为常规市售的纳米碳酸钙，也可以参考以下制备方法
(
碳化法
)
制备得到：
[0022]将
CaO
溶于水生成熟石灰
Ca(OH)2，在熟石灰
Ca(OH)2水中加入晶型控制剂搅拌均匀，通入
CO2气体至反应容器底部，同时对体系进行
pH
监测，当反应进行至
pH
值降到
≤7
时，停止通气，并将得到的沉淀进行抽滤
、
洗涤及烘干，即得到纳米碳酸钙
。
[0023]具体地，所述晶型控制剂为氯化镁
。
[0024]具体地，所述改性纳米碳酸钙的制备方法可以参考如下步骤：
[0025]在容器中加入乳化剂十二烷基苯磺酸钠
、
去离子水，混合加入纳米碳酸钙浆液，混合均匀后，加热至
60
～
80℃
，然后加入丙烯酸丁酯和过硫酸钾水溶液，反应1～
3h
后，滴加含氟单体，在1～
2h
内滴加完毕，再将引发剂溶液加入到反应体系中，升温到
70
～
90℃
，充分反应后加入质量分数4～6％的硫酸铝水溶液，破乳
、
过滤
、
水洗后，干燥得到改性纳米碳酸钙
。
[0026]具体地，所述改性纳米碳酸钙的沉降体积
≥2.5ml/g
，白度
≥92。
[0027]具体地，所述改性纳米碳酸钙的粒径为
50
～
100nm
，长径比为
15
～
21。
[0028]通过调整改性纳米碳酸钙的改性条件，如含氟丙烯酸酯
、
丙烯酸丁酯与纳米碳酸钙的质量比，能够调整改性纳米碳酸钙的沉降体积
、
白度...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述改性纳米碳酸钙由含氟丙烯酸酯和丙烯酸丁酯在纳米碳酸钙表面进行共聚改性得到，其中，所述含氟丙烯酸酯
、
丙烯酸丁酯与纳米碳酸钙的质量比为
(1
～
4):(3
～
8):(90
～
95)。2.
如权利要求1所述改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述含氟丙烯酸酯
、
丙烯酸丁酯与纳米碳酸钙的质量比为
(2
～
4):(6
～
8):90。3.
一种改性
PVC
树脂，其特征在于，所述改性
PVC
树脂的制备方法包括如下步骤：在密封条件下加入水
、
乳化剂和引发剂，再加入氯乙烯，充分聚合反应后得到
PVC
树脂，同时加入改性纳米碳酸钙，混合均匀后提纯得到改性
PVC
树脂；所述改性纳米碳酸钙为权利要求1或2所述改性纳米碳酸钙；所述改性纳米碳酸钙与
PVC
树脂的质量比为
(5
～
10):(90
～
95)。4.
一种
PVC
复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括如下组分：
PVC
树脂
100
份，改性纳米碳酸钙
10
～
20
份，热稳定剂5～8份，抗冲改性剂5～
10
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何梦华，朱红霞，李艳芳，郑先伟，肖美亮，邵世雄，
申请(专利权)人：福建联塑新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：