本发明专利技术公开了一种中高档硅酮密封胶专用纳米碳酸钙的制备方法。该方法包括调浆、碳化、一次表面处理、二次表面处理、脱水及干燥工序，所采用的技术方案为：利用少量的水溶性硅酸盐，控制二氧化硅在碳酸钙表面的包覆程度，从而可有效调节碳酸钙的加工性能与触变性能；另外针对不同的表面性质，采用了不同的湿法改性工艺，改性效果更突出，产品填充硅酮密封胶应用时，可获得良好的触变性能、加工性能、补强性能和粘结性能，提高了硅酮密封胶产品的质量，工艺简单可行，生产成本低，具有较好的经济效益和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
: 本专利技术涉及纳米碳酸钙制造技术，尤其是。
技术介绍
: 纳米碳酸钙普遍应用于硅酮密封胶行业，可部分取代或全部取代价格昂贵的白炭黑补强填料，但碳酸钙作为一种功能性填料进行补强密封胶时，同样存在不少缺陷。首先是碳酸钙粒子容易团聚的问题。由于纳米碳酸钙粒径极小，表面能很大，在干燥过程与应用过程中非常容易出现硬团聚。这种硬团聚颗粒在硅酮胶捏合过程中仍无法分散解聚，导致在产品分散不均匀，容易造成应力集中，严重的话甚至会影响硅酮胶产品的外观质量。目前，解决团聚的问题主要是通过表面处理进行。当纳米碳酸钙表面包覆处理剂不足或者不均匀时，碳酸钙之间的团聚就比较明显，很难与硅酮胶相容，会出现分散困难、混炼时难“吃粉”、捏合时间延长等问题。然而，当纳米碳酸钙表面处理剂过量，同样会对硅酮胶的生产产生不利影响，且还会影响其粘结性能。其次，碳酸钙粒子大小与形貌对硅酮胶的补强性能影响很大。一般来说，碳酸钙形貌越规整，粒子越小，补强性能越突出，粘结性能也越好。然而随着粒子尺寸的减小，硅酮胶产品的加工性能会严重下降，产品加工时粘度变大，对产品分散不利。此外，随着碳酸钙粒径的减小，也会导致硅酮胶产品的光泽性下降。此外，纳米碳酸钙填料的水分含量对硅酮胶的生产与贮存稳定性也有很大影响。目前工业上通常采用链带式单级干燥，但由于干燥温度偏高，而表面处理所用的有机物热稳定性差，在干燥过程中容易发 生焦化，使活性剂全部或部分失去活性，加剧了碳酸钙粒子之间的团聚。中国专利技术专利CN 101863503公开了一种可供高档硅酮胶应用的纳米碳酸钙制备方法。该方法在碳化初期采用蔗糖作为晶型控制剂，碳化后期则以硫酸作为晶型调节剂，并且经过三次表面处理，两次粉碎的工艺，虽然可以有效改善产品的分散性、触变性、粘结性等性能，但该制备工艺复杂，处理成本高，而且碳化初期加入蔗糖容易导致凝胶化现象，还会影响产品白度，工业应用性欠佳。专利技术专利CN 102491397公开了一种硅酮密封胶专用纳米碳酸钙SCC-2的制备方法。该方法也是以蔗糖作为晶型控制剂，采用脂肪酸与椰子油配比的常温活化技术进行表面处理，产品具有较低的吸油值和较高的堆积比重，在聚合物中有较好的分散性。但是该方法制备的纳米碳酸钙触变性不好，白度低，不适合中、高档硅酮胶使用。中国专利技术专利CN 101570342提供了一种利用低品位石灰石湿法制备硅酮密封胶专用高白度纳米碳酸钙的方法。采用的技术方案为:将石灰石煅烧与破碎，制成氧化钙；分级筛选，优质的氧化钙则进入下一道工序；取优质氧化钙通过消化、除铁、化学增白、保温陈化、控制温度和浓度、添加晶形控制剂进行鼓泡碳化、二次陈化，再二次碳化，湿法二次改性，最后压滤脱水、干燥、粉碎、分级、包装，得到所需的碳酸钙产品。该方法虽然能够有效提高碳酸钙的白度，但是新增设备成本高，且产品触变性不佳，难以满足中高档硅酮密封胶的需求。中国专利技术专利CN 101475759公开了一种实用的制备高触变性表面处理纳米碳酸钙的方法。该方法主要是采用长链脂肪酸作为表面处理剂，其中C18-C20含量大于50%。该方法所获得的碳酸钙粉体分散效果较好，具有较好的触变性，但应用于硅酮胶时流动性较差，加工性能不好，极大影响了该产品在密封胶行业的应用。中国专利技术专利CN 101225245提供了一种核壳型二氧化硅包覆纳米碳酸钙的制备方法。该方法主要是在碳化结束后加入硅酸盐，然后用水溶性偶联剂和有机酸对其进行表面处理，该产品具有良好的耐酸性和分散性。然而，有机酸与碳酸钙表面上的二氧化硅结合力较差，改性后容易析出。而水溶性偶联剂对硅酮密封胶基材的偶合效果也不好，导致力学性能下降。另外，添加大量的硅酸盐，虽然可以在碳酸钙表面形成较为均匀的包覆膜，但同时也会损失流动性能。同样，专利技术专利CN 102796401也是存在类似的问题，该方法仅是采用常规的脂肪酸处理，包覆较为均匀的产品虽然具有较好的触变性，但是同样会导致加工性能的下降。纵观这些专利和方法，目前国内生产的纳米碳酸钙始终难以满足中、高档硅酮密封胶的需求。而本专利技术生产的产品则可以有效解决这些不足和缺陷。
技术实现思路
: 本专利技术的目的在于针对上述问题提供一种具有优异触变性能、加工性能和补强性能，能满足中、高档硅酮胶使用需求的中、高档硅酮密封胶专用纳米碳酸钙的制备方法。本专利技术是基于以下原理实现的:为了有效提高碳酸钙粒子与硅酮胶之间界面的相互作用，在碳酸钙表面引入了二氧化硅。具体来说是在碳化阶段加入水溶性硅酸盐，但与国内外现有的技术不同(主要是在碳化结束后一次性添加硅酸盐)。方法是将水溶性硅酸盐分两次添加，第一次在碳化前添加，添加量< 0.5% (以碳酸钙干基计，下同)，主要是抑制碳酸过程的凝胶化作用，使产品粒子的分散性更加，且少量水溶性硅酸盐不会影响碳酸化过程粒子晶体的生长；第二次在碳化程度为90— 95%的时候添加，添加量< 1.5%。两次水溶性硅酸盐的添加量严格控制在< 2.0%之内，使在碳酸钙表面形成的二氧化硅不能完全包覆碳酸钙，从而有效控制碳酸钙的触变性能与加工性能。另外，针对这种半包覆复合材料，我们采用不同于己有的表面处理技术。首先，针对碳酸钙表面形成的二氧化硅，采用KH-550、KH-560硅烷偶联剂进行湿法处理，这类改性剂对二氧化硅的结合力最强，改性后不易析出。众所周知，KH-550、KH-560硅烷偶联剂极容易发生水解缩聚，几乎不能用于湿法改性。本专利技术的最大创新点就在于能成功地将这类改性剂用于粉体的湿法改性，具体是；通过严格控制浆液的PH值、浆液的温度、合适的水解抑制剂，能有效地阻止该类改性剂的水解和缩聚过程。而针对未包覆的碳酸钙，则是采用脂肪酸的皂化液进行表面二次湿法处理。本专利技术的技术方案是这样实现的:，包括调浆、碳化、一次表面处理、二次表面处理、脱水及干燥工序，其工艺步骤为: (I)将精制、陈化36— 72h后的石灰乳进行稀释，比重调至1.050—1.065，控制温度为18 — 25°C，然后输送到带有搅拌的鼓泡碳化塔。(2)碳化前加入0.02—0.5%的水溶性硅酸盐，搅拌均匀后开始通入净化、冷却后的窑气进行碳酸化反应，窑气流量为6 — IOm3/h，二氧化碳体积含量为25— 35%，当反应液pH降到9.0±0.5，反应液温度也相应地停留在50±5°C范围内时，立即终止窑气的通入，然后在碳化塔中加入0.3—1.5%的水溶性硅酸盐，搅拌0.2—1.0h后，浆液pH重新上升到9.0-12.0，然后再继续通入窑气，同时将窑气流量下调至2 — 5m3/h，当反应液pH下降到7.0±0.2时，停止通入窑气，碳酸化反应完成； (3)将步骤(2)所得到的反应浆液经过板式换热器输送至表面处理池，温度调整为20—35°C，加入第一类经A试剂稀释至浓度为10 —16%的表面处理剂，总加入量为碳酸钙干基的 0.5— 1.5%，搅拌 0.5— Ih ； (4)将步骤(3)调配的浆液加热至65—75°C，然后加入第二类表面处理剂脂肪酸的皂化液，搅拌0.5—Ih ； (5)将步骤(4)处理后碳酸钙进行压滤脱水处理，然后分别经过链带烘箱和闪蒸炉，粉碎，分级，包装，即得到本专利技术的专用纳米碳酸钙产品。以上所述的水溶性硅酸盐为硅酸钠、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种中高档硅酮密封胶专用纳米碳酸钙的制备方法，包括调浆、碳化、一次表面处理、二次表面处理、脱水及干燥工序，其特征在于：该方法包括以下步骤：（1）将精制、陈化36—72h后的石灰乳进行稀释，比重调至1.050—1.065，控制温度为18—25℃，然后输送到带有搅拌的鼓泡碳化塔；（2）碳化前加入0.02—0.5%的水溶性硅酸盐，搅拌均匀后开始通入净化、冷却后的窑气进行碳酸化反应，窑气流量为6—10m3/h，二氧化碳体积含量为25—35%，当反应液pH降到9.0±0.5，反应液温度也相应地停留在50±5℃范围内时，立即终止窑气的通入，然后在碳化塔中加入0.3—1.5%的水溶性硅酸盐，搅拌0.2—1.0h后，浆液pH重新上升到9.0—12.0，继续通入窑气，同时将窑气流量下调至2—5m3/h，当反应液pH下降到7.0±0.2时，停止通入窑气，碳酸化反应完成；（3）将步骤（2）所得的反应浆液经过板式换热器输送至表面处理池，温度调整为20—35℃，加入第一类经A试剂稀释至浓度为10?16%的表面处理剂，总加入量为碳酸钙干基的0.5—1.5%，搅拌0.5—1h，进行第一次表面处理；（4）将步骤（3）调配的浆液加热至65—75℃，然后加入第二次表面处理剂脂肪酸的皂化液，搅拌0.5—1h；（5）将步骤（4）处理后碳酸钙进行压滤脱水处理，然后分别经过链带烘箱和闪蒸炉，粉碎，分级，包装，即得到本专利技术的专用纳米碳酸钙产品。...
【技术特征摘要】
1.一种中高档硅酮密封胶专用纳米碳酸钙的制备方法，包括调浆、碳化、一次表面处理、二次表面处理、脱水及干燥工序，其特征在于:该方法包括以下步骤: (1)将精制、陈化36—72h后的石灰乳进行稀释，比重调至1.050—1.065，控制温度为18 — 25°C，然后输送到带有搅拌的鼓泡碳化塔； (2)碳化前加入0.02—0.5%的水溶性硅酸盐，搅拌均匀后开始通入净化、冷却后的窑气进行碳酸化反应,窑气流量为6 — IOm3 /h, 二氧化碳体积含量为25— 35%，当反应液pH降到9.0 ±0.5，反应液温度也相应地停留在50 ± 5°C范围内时，立即终止窑气的通入，然后在碳化塔中加入0.3—1.5%的水溶性硅酸盐，搅拌0.2—1.0h后，浆液pH重新上升到9.0—12.0,继续通入窑气，同时将窑气流量下调至2 — 5m3 /h,当反应液pH下降到7.0±0.2时，停止通入窑气，碳酸化反应完成； (3)将步骤(2)所得的反应浆液经过板式换热器输送至表面处理池，温度调整为20—350C，加入第一类经A试剂稀释至浓度为10-16%的表面处理剂，总加入量为碳酸钙干基的0.5— 1.5%，搅拌0.5— Ih,进行第一次表面处理； (4)将步骤(3)调配的浆液加热至65—75°C，然后加入第二次表面处理剂脂肪酸的皂化液，搅拌...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜干才，韦力，龙小娥，荣权，熊文，苏素娟，朱勇，
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：
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