【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料的，尤其涉及一种改性纳米碳酸钙及制备的复合材料。
技术介绍
1、塑料是一种通过单体进行聚合或缩合反应形成的大分子聚合物，一直以来被广泛应用于各个领域，与人们的工作和生活密不可分，是不可或缺的资源。随着塑料合成技术的不断发展，应用领域的不断延伸，以及下游市场的的带动，人们对塑料制品性能的要求也越来越高。由于合成新品种塑料的研制生产时间长，工艺繁杂且产品单一，无法满足生产生活的需求。而与开发新的塑料品种相比，塑料的改性不但工艺简单、成本较低，还可获得许多优异的性能，能够较好的满足不断拓展的塑料性能需求，因此，在开发新的塑料品种的同时，研究出高功能性塑料填充改性剂，成为塑料加工行业的热门研究方向。
2、纳米caco3是20世纪末发展起来的无机纳米材料，由于其独特的纳米属性，使其与普通caco3相比，在电学、光学和力学等方面均表现出更为优异的物理和化学性能。纳米caco3填充塑料中不仅可以降低其生产成本，还能有效提高制品的机械、硬度和热稳定性等综合性能。近年来，纳米caco3已发展成为工业上至关重要的功能性填料，在橡塑、涂料、造纸等行业的应用极为广泛。其中，纳米caco3应用最多且填充改性技术相对比较完善的领域是塑料行业，可对塑料制品起到增韧补强，提高热稳定性等作用。
3、但在实际工业应用中，由于纳米caco3粒子间作用力增强，形成团聚，容易导致纳米caco3颗粒难以均匀分散在塑料基体中，从而失去超细微粒所带来的性能优势，从而影响在塑料制品中的实际应用效果。
技
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供了一种改性纳米碳酸钙及制备的复合材料。本专利技术所述改性纳米碳酸钙的吸油值小于30，能够达到规定的指标，并且将改性纳米碳酸钙应用于复合材料中，使得复合材料具有优异的机械性能。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供了一种改性纳米碳酸钙，所述改性纳米碳酸钙为dl-苹果酸、丁二酸、无水柠檬酸钠、l-酒石酸中的至少一种改性剂在55-65℃下改性40-50min得到。
4、本专利技术采用上述改性剂对纳米碳酸钙进行改性，有利于降低改性纳米碳酸钙的吸油值，使得纳米碳酸钙能够均匀分散在塑料基体中，本专利技术改性后的纳米碳酸钙的吸油值小于30，能够达到规定的指标。
5、改性过程中，反应温度太高或太低均会影响纳米碳酸钙的吸油值，这是由于温度对纳米碳酸钙的颗粒表面吸附脂肪酸和脱附脂肪酸的能力均有影响。当反应温度太低时，纳米碳酸钙颗粒表面对脂肪酸的吸附能力强于脱附能力，使其吸油值降低；当反应温度太高时，纳米碳酸钙的颗粒表面对脂肪酸的吸附能力弱于脱附能力，使得纳米碳酸钙的吸油值增大。因此，只有将纳米碳酸钙改性时的温度控制在上述范围内，才能使得纳米碳酸钙的吸油值符合规定的指标。
6、反应时间太长或太短均会影响纳米碳酸钙的性能，当反应时间太短，脂肪酸不能完全包覆在纳米碳酸钙颗粒的表面，导致纳米碳酸钙的吸油值稍有下降；当反应时间太长，脂肪酸在纳米碳酸钙的颗粒表面的包覆已经达到饱和状态。因此，本专利技术将纳米碳酸钙改性时的时间控制在上述范围内，使得纳米碳酸钙的吸油值达到规定的指标。
7、优选地，所述改性纳米碳酸钙是改性剂在有机溶剂条件下对纳米碳酸钙改性得到。
8、优选地，所述有机溶剂为酒精、甲苯、乙苯、1,1,1-三氯乙烷、四氯乙烯中的至少一种。
9、优选地，所述有机溶剂与纳米碳酸钙的质量比为(5-15)：1。
10、通过采用特定比例的有机溶剂和纳米碳酸钙，有利于纳米碳酸钙在有机溶剂中形成均相。
11、优选地，所述改性剂与纳米碳酸钙的质量比为(2-5)：1。
12、本专利技术通过控制改性剂与纳米碳酸钙的比例，使得纳米碳酸钙被改性剂完全覆盖，进而使得纳米碳酸钙的吸油值明显降低。
13、第二方面，本专利技术还提供一种复合材料，包括以下质量份的组分：
14、abs树脂85-95份；改性纳米碳酸钙5-15份；增韧剂5-10份；抗氧剂0.2-0.6份；加工助剂0.3-0.8份；所述改性纳米碳酸钙和增韧剂以混合母粒形式存在。
15、本专利技术通过加入改性纳米碳酸钙，能够很好地与abs树脂分散均匀，有利于提高复合材料的力学性能。
16、优选地，所述增韧剂为poe和sebs的混合物。
17、本专利技术采用poe和sebs协同增韧abs，发现sebs与abs形成了热塑性互穿网络(tipn)，poe作为sebs与abs间的增溶剂，制得的三元复合材料比单一弹性体的增韧效果要好。
18、优选地，所述poe和sebs的质量比为(0.8-1.2)：(0.8-1.2)。
19、优选地，所述抗氧剂为抗氧剂b215、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂9228、抗氧剂245、抗氧剂1035中的至少一种。
20、更优选地，所述抗氧剂b215是抗氧剂1010与抗氧剂168按质量比1：2复配的混合物。
21、优选地，所述加工助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸中的至少一种。
22、第三方面，本专利技术还提供一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：
23、(1)将改性纳米碳酸钙和增韧剂共混造粒；
24、(2)然后向步骤(1)得到的粒料中加入abs树脂、抗氧剂以及加工助剂进行混炼，熔融后挤出得到复合材料。
25、本专利技术采用改性纳米碳酸钙先与增韧剂共混造粒后再与其他组份混炼，是为了纳米碳酸钙粒子可以与增韧剂形成独特的“壳核结构”，这种“软包硬”结构使得基体树脂与无机粒子间形成柔软的界面层，对abs树脂的增韧效果更加明显。
26、优选地，所述步骤(1)中采用混炼机对改性纳米碳酸钙和增韧剂进行造粒，所述混炼机的转速为1000-12000r/min，混炼时间为3-5min。
27、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
28、(1)本专利技术所述纳米碳酸钙采用湿法改性，相比干法改性，湿法改性能够很好地让改性剂与纳米碳酸钙的颗粒表面发生反应，改性效果较好，且易控制操作反应过程，使得改性剂的损耗降低。
29、(2)本专利技术采用poe和sebs协同增韧abs，发现sebs与abs形成了热塑性互穿网络(tipn)，poe作为sebs与abs间的增溶剂，制得的三元复合材料比单一弹性体的增韧效果要好。
30、(3)经表面处理后的碳酸钙粒子可以与增韧剂形成独特的“壳核结构”。这种“软包硬”结构使得基体树脂与无机粒子间形成柔软的界面层，对abs的增韧效果更加明显。壳核结构发挥作用的原理如下：在硬质聚合物材料中，一旦发生力的作用就会产生大量微裂纹，这些微裂纹极容易扩展形成大裂纹而造成宏观开裂。当向基体中加入无机粒子，虽然这些粒子能够阻碍一定数量的微裂纹扩展达到增韧效果，但由于粒子表面存在大量缺陷，导致了在粒子与树脂界面本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述改性纳米碳酸钙为DL-苹果酸、丁二酸、无水柠檬酸钠、L-酒石酸中的至少一种改性剂在55-65℃下改性40-50min得到。
2.如权利要求1所述的改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述改性纳米碳酸钙是改性剂在有机溶剂条件下对纳米碳酸钙改性得到。
3.如权利要求2所述的改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述有机溶剂为酒精、甲苯、乙苯、1,1,1-三氯乙烷、四氯乙烯中的至少一种。
4.如权利要求2所述的改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述有机溶剂与纳米碳酸钙的质量比为(5-15)：1。
5.如权利要求1所述的改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述改性剂与纳米碳酸钙的质量比为(2-5)：1。
6.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括以下质量份的组分：
7.如权利要求6所述的复合材料，其特征在于，所述增韧剂为POE和SEBS的混合物。
8.如权利要求7所述的复合材料，其特征在于，所述POE和SEBS的质量比为(0.8-1.2)：(0.8-1.2)。
9.如权利要求6-8
10.如权利要求9所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中采用混炼机对改性纳米碳酸钙和增韧剂进行造粒，所述混炼机的转速为1000-12000r/min，混炼时间为3-5min。
...【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为dl-苹果酸、丁二酸、无水柠檬酸钠、l-酒石酸中的至少一种改性剂在55-65℃下改性40-50min得到。
2.如权利要求1所述的改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述改性纳米碳酸钙是改性剂在有机溶剂条件下对纳米碳酸钙改性得到。
3.如权利要求2所述的改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述有机溶剂为酒精、甲苯、乙苯、1,1,1-三氯乙烷、四氯乙烯中的至少一种。
4.如权利要求2所述的改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述有机溶剂与纳米碳酸钙的质量比为(5-15)：1。
5.如权利要求1所述的改性纳米碳酸钙，其特征在于，所述改性剂与纳米碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚春生，
申请(专利权)人：盘锦海兴科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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