一種耐磨阻燃輕質碳酸鈣填料及其制備方法
【專利摘要】一種耐磨阻燃輕質碳酸鈣填料,由下列重量份的原料制成：滑石粉2-3、二硫化鉬0.4-0.6、氧化銅1-2、氧化鑭2-3、妥爾油0.4-0.6、硬脂酸鈣1-1.5、十溴二苯醚3-5、聚氧乙烯蓖麻油0.4-0.6、甲基丙烯酸酯2-3、過硫酸鉀0.1-0.2、二丁基錫二月桂酸酯2-4、聚異丁烯3-4、硬脂酸酯2.2-2.5、含氫硅油1.2-1.4、輕質碳酸鈣80-85、助劑13-16、水120-140；本發明填料的碳酸鈣表面包覆了一層有機物層,產生了牢固的結合,增強了其與PVC的界面結合,提高材料的綜合性能；通過添加十溴二苯醚，增加了PVC的阻燃性能，提高其分散性和耐磨性。
【專利說明】一種耐磨阻燃輕質碳酸鈣填料及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于塑料加工領域，特別涉及一種耐磨阻燃輕質碳酸鈣填料及其制備方 法。

【背景技術】
[0002] 碳酸鈣是一種被廣泛使用的無機填料，可應用到塑料制品、橡膠制品、涂料、膠黏 劑等中，特別是輕質碳酸鈣，對PVC塑料制品尺寸的穩定性有很大作用，能提高制品的硬 度，還可以提高制品的表面光澤和表面平整性。在一般PVC塑料制品中添加碳酸鈣耐熱性 可以提高，由于碳酸鈣白度在90%以上，還可以取代昂貴的白色顏料起到一定的增白作用。 但碳酸鈣的親水性強，若不進行表面改性，則在聚合物制品的加工過程中與聚合物基體的 相容性差，非常容易團聚，甚至因為團聚而形成結構缺陷，所以碳酸鈣粒子在應用到聚合物 材料中之前，必須對其表面進行改性，完成由親水性至親油性的適當轉變。
[0003] 目前，國內外對碳酸鈣的表面改性主要有兩個途徑，①使顆粒微細或超微細化；② 改進碳酸鈣的表面性能，使其由無機性向有機性轉變，提高與有機聚合物的相容性。然而微 細化的碳酸鈣容易團聚，而且無法改變其表面親水疏油的性能。碳酸鈣的表面改性包括局 部反應改性和表面包覆改性，高能表面改性和機械化學改性等方式，但是目前PVC塑料工 業發展迅速，人們對復合材料的需求不斷增長，碳酸鈣表面改性已成為深加工技術之一，從 而進一步改善碳酸鈣的吸油性、分散性、尺寸穩定性、耐熱性、耐磨性、耐水性、阻燃性、防霉 性等一系列性能，以滿足不斷進步的PVC塑料工業。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的在于提供一種耐磨阻燃輕質碳酸鈣填料及其制備方法，該填料增強 了與PVC的界面結合，提高材料的綜合性能，增加了 PVC的阻燃性能和耐磨性。
[0005] 本發明的技術方案如下： 一種耐磨阻燃輕質碳酸鈣填料，其特征在于由下列重量份的原料制成：滑石粉2-3、 二硫化鑰0. 4-0. 6、氧化銅1-2、氧化鑭2-3、妥爾油0. 4-0. 6、硬脂酸鈣1-1. 5、十溴二苯醚 3-5、聚氧乙烯蓖麻油0. 4-0. 6、甲基丙烯酸酯2-3、過硫酸鉀0. 1-0. 2、二丁基錫二月桂酸酯 2-4、聚異丁烯3-4、硬脂酸酯2. 2-2. 5、含氫硅油1. 2-1. 4、輕質碳酸鈣80-85、助劑13-16、水 120-140 ； 所述助劑由下列重量份的原料制成：荷荷巴油〇. 03-0. 05、三聚磷酸鈉0. 02-0. 03、烯 丙基縮水甘油醚〇. 2-0. 3、γ -氨丙基三乙氧基硅烷0. 1-0. 2、聚天冬氨酸0. 1-0. 2、水解聚 馬來酸酐 〇· 1-0. 2、乙二醇 0· 1-0. 2、油酸鉀 0· 03-0. 04、ABS 0· 1-0. 2、微晶蠟 0· 1-0. 2、活性 氧化鋅3-5、針狀的碳酸鈣晶須1-2、微孔碳酸鈣1-2、亞烷基二醇0. 3-0. 4、水7-8 ;制備方 法為：將荷荷巴油、烯丙基縮水甘油醚、氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚馬來 酸酐、乙二醇、ABS、微晶蠟、亞烷基二醇混合，充分攪拌均勻，制得復合劑；將三聚磷酸鈉、油 酸鉀加入水中，加熱至60-70°C，攪拌均勻，加入活性氧化鋅、針狀的碳酸鈣晶須、微孔碳酸 鈣，攪拌20-30分鐘，烘干粉碎成氧化鋅粉末，再加入復合劑，分散研磨20-30分鐘，于室溫 下靜置，至復合劑慢慢滲透至所述氧化鋅粉末表面，再分散研磨成2-50 μ m的顆粒，即得。
[0006] 所述的耐磨阻燃輕質碳酸鈣填料的制備方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 將聚氧乙烯蓖麻油加入水中，攪拌均勻后加入輕質碳酸鈣、滑石粉、氧化銅、氧化 鑭，在3000-4000轉/分下攪拌6-8分鐘，得到混合物料； (2) 將甲基丙烯酸酯、硬脂酸酯、過硫酸鉀加入到第（1)步得到的物料中，加熱至 80-90°C，在9000-12000轉/分下攪拌30-40分鐘，得到混合物料； (3) 將其他剩余成分混合研磨分散15-20分鐘，加入第（2)步得到的混合物料中，加熱 至80-90°C，在1000-1500轉/分下攪拌30-40分鐘，噴霧干燥，粉碎成2-50 μ m的顆粒，即 得。
[0007] 本發明的有益效果 本發明填料的碳酸鈣表面包覆了一層有機物層，產生了牢固的結合，增強了其與PVC 的界面結合，提高材料的綜合性能；通過添加十溴二苯醚，增加了 PVC的阻燃性能；通過 添加滑石粉、二硫化鑰、聚異丁烯、含氫硅油，增加了填料的自潤滑性，提高其分散性和耐磨 性；本發明助劑能增加碳酸鈣在PVC中的浸潤性，減少了 PVC的缺陷。

【具體實施方式】
[0008] -種耐磨阻燃輕質碳酸鈣填料，由下列重量份(公斤)的原料制成：滑石粉2. 5、二 硫化鑰0. 5、氧化銅1. 5、氧化鑭2. 5、妥爾油0. 5、硬脂酸鈣1. 3、十溴二苯醚4、聚氧乙烯蓖 麻油0. 5、甲基丙烯酸酯2. 5、過硫酸鉀0. 1、二丁基錫二月桂酸酯3、聚異丁烯3. 5、硬脂酸酯 2. 3、含氫硅油1. 3、輕質碳酸鈣83、助劑15、水130 ; 所述助劑由下列重量份(公斤）的原料制成：荷荷巴油〇. 04、三聚磷酸鈉0. 03、烯丙基 縮水甘油醚0.3、γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.2、聚天冬氨酸0.2、水解聚馬來酸酐0. 1、乙二 醇〇. 1、油酸鉀〇. 〇3、ABS 0. 1、微晶蠟0. 1、活性氧化鋅4、針狀的碳酸鈣晶須1. 5、微孔碳酸 鈣1. 5、亞烷基二醇0. 3、水7. 5 ;制備方法為：將荷荷巴油、烯丙基縮水甘油醚、γ -氨丙基 三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚馬來酸酐、乙二醇、ABS、微晶蠟、亞烷基二醇混合，充分 攪拌均勻，制得復合劑；將三聚磷酸鈉、油酸鉀加入水中，加熱至65°C，攪拌均勻，加入活性 氧化鋅、針狀的碳酸鈣晶須、微孔碳酸鈣，攪拌25分鐘，烘干粉碎成氧化鋅粉末，再加入復 合劑，分散研磨25分鐘，于室溫下靜置，至復合劑慢慢滲透至所述氧化鋅粉末表面，再分散 研磨成2-50 μ m的顆粒，即得。
[0009] 所述的耐磨阻燃輕質碳酸鈣填料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將聚氧乙烯蓖麻油加入水中，攪拌均勻后加入輕質碳酸鈣、滑石粉、氧化銅、氧化 鑭，在3500轉/分下攪拌7分鐘，得到混合物料； (2) 將甲基丙烯酸酯、硬脂酸酯、過硫酸鉀加入到第（1)步得到的物料中，加熱至85°C， 在10000轉/分下攪拌35分鐘，得到混合物料； (3) 將其他剩余成分混合研磨分散18分鐘，加入第（2)步得到的混合物料中，加熱至 85°C，在1300轉/分下攪拌35分鐘，噴霧干燥，粉碎成2-50 μ m的顆粒，即得。
[0010] 實驗數據： 本實施例填料的吸油值為39mL/100g，與水的接觸角為95°。將該填料用于制取硬質 PVC試片，添加量為20%，性能測試結果為：屈服強度57. 992Mpa，斷裂強度為46. 824Mpa，斷 裂伸長率101%，楊氏模量2589. 58Mpa。
[0011] 將該填料用于制取軟質PVC試片，添加量為20%，性能測試結果為：屈服強度 6. 83Mpa，斷裂強度為7. 08Mpa，斷裂伸長率115%，楊氏模量62. 4Mpa。
【權利要求】
1. 一種耐磨阻燃輕質碳酸鈣填料，其特征在于由下列重量份的原料制成：滑石粉2-3、 二硫化鑰0. 4-0. 6、氧化銅1-2、氧化鑭2-3、妥爾油0. 4-0. 6、硬脂酸鈣1-1. 5、十溴二苯醚 3-5、聚氧乙烯蓖麻油0. 4-0. 6、甲基丙烯酸酯2-3、過硫酸鉀0. 1-0. 2、二丁基錫二月桂酸酯 2-4、聚異丁烯3-4、硬脂酸酯2. 2-2. 5、含氫硅油1. 2-1. 4、輕質碳酸鈣80-85、助劑13-16、水 120-140 ； 所述助劑由下列重量份的原料制成：荷荷巴油〇. 03-0. 05、三聚磷酸鈉0. 02-0. 03、烯 丙基縮水甘油醚〇. 2-0. 3、γ -氨丙基三乙氧基硅烷0. 1-0. 2、聚天冬氨酸0. 1-0. 2、水解聚 馬來酸酐 〇· 1-0. 2、乙二醇 0· 1-0. 2、油酸鉀 0· 03-0. 04、ABS 0· 1-0. 2、微晶蠟 0· 1-0. 2、活性 氧化鋅3-5、針狀的碳酸鈣晶須1-2、微孔碳酸鈣1-2、亞烷基二醇0. 3-0. 4、水7-8 ;制備方 法為：將荷荷巴油、烯丙基縮水甘油醚、氨丙基三乙氧基硅烷、聚天冬氨酸、水解聚馬來 酸酐、乙二醇、ABS、微晶蠟、亞烷基二醇混合，充分攪拌均勻，制得復合劑；將三聚磷酸鈉、油 酸鉀加入水中，加熱至60-70°C，攪拌均勻，加入活性氧化鋅、針狀的碳酸鈣晶須、微孔碳酸 鈣，攪拌20-30分鐘，烘干粉碎成氧化鋅粉末，再加入復合劑，分散研磨20-30分鐘，于室溫 下靜置，至復合劑慢慢滲透至所述氧化鋅粉末表面，再分散研磨成2-50 μ m的顆粒，即得。
2. 根據權利要求1所述的耐磨阻燃輕質碳酸鈣填料的制備方法，其特征在于包括以下 步驟： (1) 將聚氧乙烯蓖麻油加入水中，攪拌均勻后加入輕質碳酸鈣、滑石粉、氧化銅、氧化 鑭，在3000-4000轉/分下攪拌6-8分鐘，得到混合物料； (2) 將甲基丙烯酸酯、硬脂酸酯、過硫酸鉀加入到第（1)步得到的物料中，加熱至 80-90°C，在9000-12000轉/分下攪拌30-40分鐘，得到混合物料； (3) 將其他剩余成分混合研磨分散15-20分鐘，加入第（2)步得到的混合物料中，加熱 至80-90°C，在1000-1500轉/分下攪拌30-40分鐘，噴霧干燥，粉碎成2-50 μ m的顆粒，即 得。
【文檔編號】C08K5/06GK104194050SQ201410365842
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】高爾羊 申請人:池州瑞祥鈣業有限公司