一種碳酸鈣表面活性劑的制作方法
【專利摘要】一種碳酸鈣表面活性劑，涉及用于碳酸鈣的改性劑，及其制備方法和使用方法。其組分為：硬酯酸，異丙醇，乙二醇，二乙二醇丁醚，異辛醇，鋁酸酯，氨基硅油，失水山梨醇單月桂酸酯，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯。本活性劑改性的碳酸鈣具有前所未有的效果，其填充生產出的人造大理石的強度、剛度、硬度、特別是耐沖擊性及抗劃傷性有極大改善，而且更致密，更光潔。同時，本活性劑成本低，加入到粉體立磨機中把碳酸鈣磨成600目細粉，每噸碳酸鈣只需多投入40元，而DOP吸油值為12以下，大大提高了加工人造大理石的經濟效益。
【專利說明】一種碳酸鈣表面活性劑
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于碳酸鈣的改性劑，及其制備方法和使用方法。
【背景技術】
[0002]碳酸鈣作為一種重要的化工原料廣泛用于人造大理石、造紙、涂料、塑料、化妝品等的生產中。隨著人們對產品質量要求的提高，對碳酸鈣的細度和均勻性的要求也日益提高。對于超細碳酸鈣生產及應用，表面改性顯得尤為重要。因為超細碳酸鈣粒徑變得很小，表面原子數增多，表面能增高，吸附作用增強，粒子間趨于相互團聚，從而導致粒子在聚合物基體中不能很好地分散；同時，碳酸鈣親水疏油的共性使其與聚合物容易形成界面缺陷。對超細碳酸鈣進行表面改性，是拓寬其市場領域的必要途徑。
[0003]表面改性劑的研發是粉體改性的重要領域之一，也是粉體深加工和新型復合材料領域研究的新熱點。碳酸鈣的活性改性實際上就是選擇特定的表面改性劑，對碳酸鈣顆粒表面進行包覆處理，使之成為功能填充材料。表面改性劑的種類和改性工藝將直接影響表面改性效果。
[0004]碳酸鈣的改性在20世紀50年代就開始大量研究，從改性劑上有:偶聯劑，表面活性劑，有機硅，有機酸以及水溶性高分子物質等。從形式上分:固相包覆，液相包覆和氣相包覆。從原理上分:物理學法修飾與化學法修飾。
[0005]從改性劑方面看，改性碳酸鈣的現狀至少存在以下不足:
其一，最常用的是長鏈脂肪酸，例如硬脂酸，雖然把碳酸鈣的表面極性消除，從無機表面變有機表面，但是，不飽和聚酯卻是弱極性特性，造成兩者固液界面接觸角反而增大，降低了潤濕的可能性。
[0006]其二，偶聯劑改性，包括鈦酸酯，鋁酸酯與硼酸酯，甚至某些硅烷，但是，它們都是成本偏高，缺乏成本競爭優勢。
[0007]其三，表面活性劑，它們都無法獨立完成包覆粉體的多項性能，包括增加潤濕，提高流平性，降低下游產品粘度，改善和易性等。
[0008]總之，所有市面上的改性劑用在600目的碳酸鈣改性中，如果控制改性劑加入成本為每噸40元以內的話，它們的DOP吸油值只能停留在18以上，若要想將其吸油值降到12以下，目前無法辦到，至少國內目前仍是空白。
[0009]上述碳酸鈣改性劑產生的不足，是因為上述改性劑組分單一、過于考慮單純、忽略下游使用、缺乏具體應用針對性所致。

【發明內容】

[0010]本發明旨在克服現有技術應用于超細碳酸鈣(例如600目)改性時，不能同時實現低成本、增加潤濕、提高流平性、降低下游產品粘度、改善和易性的不足，提供一種碳酸鈣表面活性劑，其不但能增加潤濕，提高流平性，降低下游產品粘度，改善和易性，而且成本低。用于600目的碳酸鈣改性，控制改性劑加入成本為每噸40元以內，DOP吸油值降到12以下。從而提高與不飽和聚酯的相親性，降低樹脂粉體體系的粘度，改善體系和易性，提高下游產品性能，降低下游產品如人造大理石的生產成本。
[0011]為此，本發明一種碳酸鈣表面活性劑的技術方案是:
一種碳酸鈣表面活性劑，其組分為:硬酯酸，異丙醇，乙二醇，二乙二醇丁醚，異辛醇，鋁酸酯，氨基硅油，失水山梨醇單月桂酸酯，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯；以重量計，硬酯酸10份，異丙醇15份，乙二醇5份，二乙二醇丁醚7份，異辛醇8份，鋁酸酯液體15份，氨基硅油5份，失水山梨醇單月桂酸酯15份，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯20份。
[0012]一種碳酸鈣表面活性劑，其組分為:硬酯酸，異丙醇，乙二醇，二乙二醇丁醚，異辛醇，鋁酸酯，氨基硅油，失水山梨醇單月桂酸酯，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯；以重量計，硬酯酸8?12份,異丙醇13?17份，乙二醇4?6份,二乙二醇丁醚6?8份,異辛醇7?9份，鋁酸酯液體13?17份，氨基硅油4?6份，失水山梨醇單月桂酸酯13?17份，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯18?22份。
[0013]一種碳酸鈣表面活性劑，其生產步驟:
(1)在反應釜中按配比加入硬酯酸，然后升溫至75?85攝氏度熔解；
(2)按配比將異丙醇加入上述反應釜中，攪拌4?6分鐘；
(3)將(2)的反應釜降溫至35?45攝氏度；
(4)將其余組分乙二醇、二乙二醇丁醚、異辛醇、鋁酸酯、氨基硅油、失水山梨醇單月桂酸酯及聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯按配比一次性加入(3)的反應釜中，并攪拌8?12分鐘，即是產品一種碳酸鈣表面活性劑；
(5)出料稱量分裝。
[0014]一種碳酸鈣表面活性劑的使用方法，將上述一種碳酸鈣表面活性劑用水稀釋至25倍水溶液得到該活性劑水溶液，然后泵送到粉體立磨機入料口處，入料口內帶高速螺旋并送入碳酸鈣，入料碳酸鈣的顆粒為60?100目；每噸入料碳酸鈣加入該活性劑水溶66?69公斤，用手能抓成團為宜，該粉體立磨機溫度不低于50度并帶抽風脫水，通過粉體立磨機將碳酸鈣磨至不低于600目粉體，并將最終水份控制在0.3%之內。
[0015]本發明各組分的作用及機理是:
(1)硬酯酸與鋁酸酯起到錨接顆粒包覆粉體作用，提高產品的韌性與剛性；
(2)異丙醇溶解分散硬酯酸；
(3)氨基硅油改善下游產品和易性；
(4)乙二醇進一步降低粉體吸油值并起保濕作用；
(5)二乙二醇丁醚及異辛醇改善產品的流平效果與亮度；
(6)失水山梨醇單月桂酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯調節產品HLB值，更好地使固液兩相接觸與潤濕。
[0016]本發明的有益效果是:
其一，在硬酯酸和鋁酸酯的協同作用下，碳酸鈣粉體基本上已經被致密地包覆上有機界面，由于小分子乙二醇的滲透，更進一步堵塞粉體內心死角。二乙二醇丁醚及異辛醇降低了液體的表面張力，增加流平效果。失水山梨醇單月桂酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯的調節，使產品更具有親水與親弱極性不飽和聚酯的特性，進一步減小潤濕角。氨基硅油提高了下游產品和易性。使該改性碳酸鈣具有前所未有的效果。[0017]其二，用本發明一種碳酸鈣表面活性劑改性的碳酸鈣與普通碳酸鈣填充生產出的人造大理石兩者對比，效果明顯。由于偶聯劑的橋聯作用，使產品強度、剛度、硬度、特別是耐沖擊性及抗劃傷性有極大改善。由于流平性好，成品人造大理石更致密，更光潔。
[0018]其三，成本低，本產品成本為15元/公斤，加入到粉體立磨機中把碳酸鈣磨成600目細粉，每噸只需加入本發明一種碳酸鈣表面活性劑3公斤左右，水份控制在0.3%以內，結果測DOP吸油值為12。大大提高了人造大理石加工的經濟效益。也就是說，每噸碳酸鈣只需多投入40元，則所需的不飽和聚酯(約15元/公斤)從180公斤下降至120公斤，直接經濟效益900元。用40元換取900元的價值，效益是不言而喻的。
【具體實施方式】
[0019]下面，介紹本發明的【具體實施方式】。
[0020]實施例一
一種碳酸鈣表面活性劑，其組分為:硬酯酸(1801)，異丙醇，乙二醇，二乙二醇丁醚，異辛醇，鋁酸酯(DL-411-B液體)，氨基硅油，失水山梨醇單月桂酸酯(SP20)，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯(TW20);以重量計，硬酯酸8份，異丙醇13份，乙二醇4份，二乙二醇丁醚6份，異辛醇7份，鋁酸酯液體13份，氨基硅油4份，失水山梨醇單月桂酸酯13份，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯18份。
[0021]實施例二
一種碳酸鈣表面活性劑，其組分為:硬酯酸(1801)，異丙醇，乙二醇，二乙二醇丁醚，異辛醇，鋁酸酯(DL-411-B液體)，氨基硅油，失水山梨醇單月桂酸酯(SP20)，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯(TW20);以重量計，硬酯酸10份，異丙醇15份，乙二醇5份，二乙二醇丁醚7份，異辛醇8份，鋁酸酯液體15份，氨基硅油5份，失水山梨醇單月桂酸酯15份，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯20份。
[0022]實施例三
一種碳酸鈣表面活性劑，其組分為:硬酯酸(1801)，異丙醇，乙二醇，二乙二醇丁醚，異辛醇，鋁酸酯(DL-411-B液體)，氨基硅油，失水山梨醇單月桂酸酯(SP20)，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯(TW20)；以重量計，硬酯酸12份，異丙醇17份，乙二醇6份，二乙二醇丁醚8份，異辛醇9份，鋁酸酯液體17份，氨基硅油6份，失水山梨醇單月桂酸酯17份，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯22份。
[0023]實施例四
一種碳酸鈣表面活性劑，其生產步驟:
(I)在反應釜中按實施例一或實施例二或實施例三的配比加入硬酯酸，然后升溫至75?85攝氏度熔解；
(2)按實施例一或實施例二或實施例三的配比將異丙醇加入上述反應爸中，攪拌4?6分鐘；
(3)將(2)的反應釜降溫至35?45攝氏度；
(4)按實施例一或實施例二或實施例三的配比將其余組分乙二醇、二乙二醇丁醚、異辛醇、鋁酸酯、氨基硅油、失水山梨醇單月桂酸酯及聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯一次性加入(3)的反應釜中，并快速攪拌8?12分鐘，即是產品一種碳酸鈣表面活性劑；(5)出料稱量分裝。
[0024]實施例五
一種碳酸鈣表面活性劑的使用方法，將上述一種碳酸鈣表面活性劑用水稀釋至25倍水溶液得到該活性劑水溶液，然后泵送到粉體立磨機入料口處，入料口內帶高速螺旋送料，入料碳酸鈣的顆粒為60?100目；每噸入料碳酸鈣加入該活性劑水溶66?69公斤，用手能抓成團為宜，該粉體立磨機溫度不低于50度并帶抽風脫水，通過粉體立磨機將碳酸鈣磨至不低于600目粉體，并將最終水份控制在0.3%之內。
[0025]本發明的實施例只是介紹其【具體實施方式】，不在于限制其保護范圍。本行業的技術人員在本實施例的啟發下可以作出某些修改，故凡依照本發明專利范圍所做的等效變化或修飾，均屬于本發明專利權利要求范圍內。
【權利要求】
1.一種碳酸鈣表面活性劑，其特征在于:一種碳酸鈣表面活性劑，其組分為:硬酯酸，異丙醇，乙二醇，二乙二醇丁醚，異辛醇，鋁酸酯，氨基硅油，失水山梨醇單月桂酸酯，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯；以重量計，硬酯酸8?12份，異丙醇13?17份，乙二醇4?6份，二乙二醇丁醚6?8份,異辛醇7?9份,招酸酯液體13?17份,氨基娃油4?6份,失水山梨醇單月桂酸酯13?17份，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯18?22份。
2.一種碳酸鈣表面活性劑，其特征在于:其組分為:硬酯酸，異丙醇，乙二醇，二乙二醇丁醚，異辛醇，鋁酸酯，氨基硅油，失水山梨醇單月桂酸酯，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯；以重量計，硬酯酸10份，異丙醇15份，乙二醇5份，二乙二醇丁醚7份，異辛醇8份，鋁酸酯液體15份，氨基硅油5份，失水山梨醇單月桂酸酯15份，聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯20份。
3.一種碳酸鈣表面活性劑的生產步驟，其特征在于:(1)在反應釜中按權利要求1及權利要求2所述的任意一種碳酸鈣表面活性劑的配比加入硬酯酸，然后升溫至75?85攝氏度熔解；(2)按權利要求1及權利要求2所述的任意一種碳酸鈣表面活性劑的配比將異丙醇加入上述反應爸中，攪拌4?6分鐘；(3)將(2)的反應釜降溫至35?45攝氏度；(4)將其余組分乙二醇、二乙二醇丁醚、異辛醇、鋁酸酯、氨基硅油、失水山梨醇單月桂酸酯及聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯按權利要求1及權利要求2所述的任意一種碳酸鈣表面活性劑的配比一次性加入(3)的反應釜中，并攪拌8?12分鐘，即是產品一種碳酸鈣表面活性劑；(5)出料稱量分裝。
4.一種碳酸鈣表面活性劑的使用方法，其特征在于:將按權利要求3的生產步驟制得的一種碳酸鈣表面活性劑用水稀釋至25倍水溶液得到該活性劑水溶液，然后泵送到粉體立磨機入料口處，入料口內帶高速螺旋并送入碳酸鈣，入料碳酸鈣的顆粒為60?100目；每噸入料碳酸鈣加入該活性劑水溶66?69公斤，用手能抓成團為宜，該粉體立磨機溫度不低于50度并帶抽風脫水，通過粉體立磨機將碳酸鈣磨至不低于600目粉體，并將最終水份控制在0.3%之內。
【文檔編號】B01F17/00GK103432958SQ201310367671
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】鄭四榮 申請人:鄭四榮