Pvc抗石擊涂料專用沉淀碳酸鈣的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種PVC防石擊涂料專用沉淀碳酸鈣的制備方法，工藝操作將石灰乳調(diào)至比重1.040-1.080，通入窯氣流量為6-10m3/h，當(dāng)反應(yīng)液pH值降到7.0以下時(shí)，控制熟漿比表面積為16-40m2/g，在50-90℃加入復(fù)配表面處理劑進(jìn)行包覆，表面處理劑總加入量為碳酸鈣干基的1.5-5.0%；將漿液壓濾脫水，干燥，粉碎，包裝，即得PVC抗石擊涂料用沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。本發(fā)明制備的沉淀碳酸鈣具有較低的吸濕性，有效控制填充PVC增塑糊的觸變性、屈服值和黏度，提高了PVC增塑糊的流變穩(wěn)定性；本發(fā)明方法簡單可行，生產(chǎn)成本低，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【專利說明】PVC抗石擊涂料專用沉淀碳酸鈣的制備方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種活性沉淀碳酸鈣的制備技術(shù)，具體地說，是一種PVC抗石擊涂料 專用沉淀碳酸鈣的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] PVC抗石擊底漆是一種以聚乙烯糊樹脂和摻混樹脂為基料樹脂，配用增塑劑、增黏 齊IJ、活性填充劑等制成的單組分糊狀物，將其噴涂在車身底板（架）、輪罩等部位，經(jīng)150°C 左右溫度烘烤固化而成彈性涂層。
[0003] 沉淀碳酸鈣作為PVC塑溶膠配方中的一個(gè)重要組分，將其加入汽車底漆PVC糊中 不僅可以增加其耐磨和抗石擊的性能，而且有利于流變性能的調(diào)節(jié)，使其具有一定的觸變 性，滿足噴涂等加工過程的需要，亦即高剪切下低粘度，低剪切下高粘度，同時(shí)還有一定的 屈服值和賓漢粘度。既可保證涂料可以流暢的輸送和噴出，又不致在涂覆后流掛。汽車底 漆良好的流變性能，對于汽車工業(yè)自動化流水生產(chǎn)線具有十分重要的意義。
[0004] 長期以來，不同廠家生產(chǎn)的沉淀碳酸鈣品質(zhì)各異，穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致填充PVC增塑 糊品質(zhì)波動大，重現(xiàn)性較差。
[0005] 我們研究發(fā)現(xiàn)，影響沉淀碳酸鈣填充PVC增塑糊性能的主要因素有：
[0006] (1)沉淀碳酸鈣粒徑
[0007] 眾所周知，填料粒徑大小對PVC增塑糊的觸變性、屈服值、賓漢粘度都具有決定性 影響，因此，嚴(yán)格控制沉淀碳酸鈣粒徑是非常有必要的。
[0008] (2)沉淀碳酸鈣水份
[0009] 通常認(rèn)為，沉淀碳酸鈣的水份越低則越好。其實(shí)不然，沉淀碳酸鈣的水份與其表面 上的羥基含量是相對應(yīng)的，水份越高，羥基含量就越高，越容易在PVC增塑糊內(nèi)部形成氫鍵 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而影響PVC增塑糊的觸變性、屈服值、賓漢粘度等一系列性能。因此，保持沉淀 碳酸鈣表面一定的羥基含量對控制填充PVC增塑糊的性能是有利的。但保持碳酸鈣一定的 水份或表面羥基含量是非常棘手的難題，它不僅與碳酸鈣的表面處理工藝密切相關(guān)，而且 受環(huán)境因素影響非常大。
[0010] (3)表面處理工藝
[0011] 市場上常見沉淀碳酸鈣產(chǎn)品都是經(jīng)過脂肪酸或脂肪酸鹽改性的，處理劑品種單 一。處理工藝的選擇決定了碳酸鈣產(chǎn)品的吸油值、pH大小、吸潮能力等等，從而間接影響填 充PVC增塑糊的性能穩(wěn)定性。
[0012] 中國發(fā)明專利CN 200710124944公開了一種以端羧基聚酰胺樹脂作為改性劑的 納米碳酸鈣表面處理方法，并取得了較為顯著的效果，但端羧基聚酰胺樹脂是一種大分子 化合物，不易在碳酸鈣濕法表面處理的漿液中分散，會導(dǎo)致碳酸鈣/PVC塑溶膠體系不穩(wěn) 定。
[0013] 中國發(fā)明專利CN 103013181 A公開了一種納米碳酸鈣的表面處理方法，其采用鄰 苯二甲酸單醇酯（鹽）作為改性劑，對納米碳酸鈣進(jìn)行濕法表面處理，得到的碳酸鈣具有較 低的吸油值，與增塑劑相容性好，但其觸變性較差，不適用于PVC防石擊涂料。
[0014] 中國發(fā)明專利CN 1631789 A公開了一種納米級碳酸鈣顆粒的制備方法，包括以下 步驟：將晶形成核促進(jìn)劑加入氫氧化鈣的懸浮液，然后通入二氧化碳?xì)怏w，再加入分散劑， 碳酸化完成后用脂肪酸鹽或鈦酸酯偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理。該方法制備的碳酸鈣產(chǎn)品雖然具 有良好的觸變性，可廣泛用于高檔涂料、密封膠等行業(yè)，然而由于偶聯(lián)劑的引入會導(dǎo)致產(chǎn)品 極易吸潮，不利于水份控制。
[0015] 綜上所述，以現(xiàn)有技術(shù)制備的沉淀碳酸鈣或者是納米碳酸鈣都難以滿足填充高檔 PVC防石擊涂料的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明的目的在于提供了一種PVC防石擊涂料專用沉淀碳酸鈣的制備方法，制備 產(chǎn)物不僅可以滿足填充PVC增塑糊對觸變性、屈服值、賓漢粘度的要求，而且可以有效提升 PVC增塑糊性能的穩(wěn)定性。
[0017] 本發(fā)明是基于以下原理實(shí)現(xiàn)的：
[0018] 在碳酸化階段控制碳酸鈣粒徑60-80nm，然后對沉淀碳酸鈣產(chǎn)品進(jìn)行特殊表面處 理，一方面既要保證改性后的碳酸鈣具有與DOP等鄰苯二甲酸酯類增塑劑良好的相容性， 另一方面也要保證改性后的碳酸鈣產(chǎn)品具有較低的水份和吸濕性，同時(shí)又能在其表面引入 一定量的羥基。所選用的表面處理劑主要是采用C原子數(shù)目為18-22的長碳鏈脂肪酸皂化 液與蓖麻油、環(huán)氧大豆油復(fù)配而成。長碳鏈脂肪酸鹽相互纏繞可以有效提高填充增塑糊的 觸變性能。蓖麻油含有一定量的羥基，可以形成一定的氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有利于控制增塑糊的 屈服值和觸變性。一定量環(huán)氧大豆油的引入可以顯著提高碳酸鈣與增塑劑之間的相容性， 減少增塑劑對PVC樹脂的溶劑化作用，從而改善增塑糊的流變穩(wěn)定性。
[0019] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0020] 一種PVC防石擊涂料專用沉淀碳酸鈣的制備方法，其特征在于：該方法工藝操作 步驟為：
[0021] (1)將精制、陳化36-72h后的石灰乳進(jìn)行稀釋，比重調(diào)至L 040-1. 080,控制溫度 為15-28°C，然后輸送到鼓泡碳化塔；
[0022] (2)通入凈化、冷卻后的窯氣進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為6_10m3/h，窯氣中二氧 化碳體積含量為25-40%，當(dāng)反應(yīng)液pH值降到7. 0以下時(shí)，碳酸化反應(yīng)完成，控制熟漿比表 面積為16_40m2/g，測定方法為BET法，下同；
[0023] (3)將步驟（2)所得到的反應(yīng)漿液輸送至表面處理池，加熱升溫，控制溫度 50-90°C，加入復(fù)配表面處理劑進(jìn)行包覆，攪拌60-120min后完成表面改性，表面處理劑總 加入量為碳酸鈣干基的1. 5-5. 0% ;
[0024] (4)對步驟（3)所得的漿液壓濾脫水，經(jīng)鏈帶干燥機(jī)干燥，干燥溫度為90-150°C， 然后對物料粉碎、分級、包裝，即得PVC抗石擊涂料用沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。
[0025] 以上所述的復(fù)配表面處理劑的原料組成和重量份數(shù)為：飽和脂肪酸皂化液40-90 份，蓖麻油5-50份，環(huán)氧大豆油5-50份；
[0026] 所述的飽和脂肪酸皂化液采用碳原子數(shù)目為18-22的飽和脂肪酸，優(yōu)選為硬脂 酸、花生酸、山崳酸，其配比為2-3種任意比例。
[0027] 以上所述的復(fù)配表面處理劑制備過程如下：在80_97°C的熱水中加入氫氧化鈉或 氫氧化鉀，加入量為飽和脂肪酸用量的8-14%，待氫氧化鈉或氫氧化鉀充分溶解后，加入飽 和脂肪酸進(jìn)行皂化反應(yīng)，攪拌30min，然后依次加入蓖麻油和環(huán)氧大豆油，攪拌20min后得 到復(fù)配表面處理劑。
[0028] 本發(fā)明制備的沉淀碳酸鈣產(chǎn)品為類立方狀，分散性好，應(yīng)用于填充PVC抗石擊涂 料，不僅可以完全滿足涂料對觸變性、屈服值、賓漢粘度等性能要求，而且顯著改善了 PVC 增塑糊的穩(wěn)定性。
[0029] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0030] (1)以本發(fā)明方法制備的沉淀碳酸鈣，具有較低的吸濕性，可在較長一段時(shí)間內(nèi)保 持產(chǎn)品的水份穩(wěn)定。
[0031] (2)以本發(fā)明方法制備的沉淀碳酸鈣，可以有效控制填充PVC增塑糊的觸變性、屈 服值和黏度。
[0032] (3)以本發(fā)明方法制備的沉淀碳酸鈣，可有效抑制填充PVC增塑糊中增塑劑對PVC 樹脂的溶劑化作用，從而提高PVC增塑糊的流變穩(wěn)定性。
[0033] (4)本發(fā)明方法簡單可行，生產(chǎn)成本低，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034] 圖1為PVC抗石擊涂料流變曲線圖；
[0035] 圖2為PVC抗石擊涂料粘度變化曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面將對本發(fā)明【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述。旨在幫助讀者理解，不能構(gòu)成對本 發(fā)明實(shí)施范圍的限定。
[0037] 實(shí)施例1
[0038] 將精制并陳化48h后的石灰乳進(jìn)行稀釋，比重調(diào)至1.060,控制溫度為20. 0°C， 然后輸送到鼓泡碳化塔，通入凈化、冷卻后的窯氣進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為9m3/h，二 氧化碳體積含量為33 %，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7. 0以下時(shí)，碳酸化反應(yīng)完成，熟漿比表面積為 24. 8m2/g ;
[0039] 配制3. 50% (以碳酸鈣干基計(jì)）的復(fù)配表面處理劑：其中脂肪酸選用硬脂酸：花 生酸=1 :1，其用量為表面處理劑總量的60%，蓖麻油用量為表面處理劑總量的10%，環(huán) 氧大豆油用量為表面處理劑總量的30%，熱水溫度為90°C，氫氧化鈉用量為硬脂酸總量的 10% ；
[0040] 將碳化好的漿液輸送至表面處理槽，升溫至70°C，加入復(fù)配表面處理劑攪拌 60min即完成表面處理；
[0041] 然后將漿料進(jìn)行壓濾脫水，使用鏈帶干燥機(jī)進(jìn)行烘干，干燥溫度為115°c，粉碎、分 級、包裝，即得到本發(fā)明的PVC抗石擊涂料專用沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。
[0042] 實(shí)施例2
[0043] 將精制、陳化48h后的石灰乳進(jìn)行稀釋，比重調(diào)至1. 070,控制溫度為25°C，然后輸 送到帶有攪拌的鼓泡碳化塔；通入凈化、冷卻后的窯氣進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為IOm 3/ h，二氧化碳體積含量為33%，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7. O以下時(shí)，碳酸化反應(yīng)完成，熟漿比表面積 為 21. 3m2/g ;
[0044] 配制3.0% (以碳酸鈣干基計(jì)）的復(fù)配表面處理劑：其中脂肪酸選用硬脂酸：山崳 酸=1:3,其用量為表面處理劑總量的80%，蓖麻油用量為表面處理劑總量的12%，環(huán)氧大 豆油用量為表面處理劑總量的8%，熱水溫度為90°C，氫氧化鈉用量為脂肪酸總量的8% ;
[0045] 將碳化好的漿液輸送至表面處理槽，升溫至70°C，加入復(fù)配表面處理劑攪拌 60min即完成表面處理；
[0046] 然后將漿料進(jìn)行壓濾脫水，使用鏈帶干燥機(jī)進(jìn)行烘干，干燥溫度為IKTC，粉碎、分 級、包裝，即得到本發(fā)明的PVC抗石擊涂料專用沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。
[0047] 實(shí)施例3
[0048] 將精制、陳化48h后的石灰乳進(jìn)行稀釋，比重調(diào)至1. 055,控制溫度為20°C，然后輸 送到帶有攪拌的鼓泡碳化塔；通入凈化、冷卻后的窯氣進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為IOm 3/ h，二氧化碳體積含量為35%，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7. 0以下時(shí)，碳酸化反應(yīng)完成，熟漿比表面積 為 31. 7m2/g ;
[0049] 配制4. 5% (以碳酸鈣干基計(jì)）的復(fù)配表面處理劑：其中脂肪酸選用硬脂酸，其用 量為表面處理劑總量的70%，蓖麻油用量為表面處理劑總量的20%，環(huán)氧大豆油用量為表 面處理劑總量的10%，熱水溫度為95°C，氫氧化鈉用量為脂肪酸總量的8% ;
[0050] 將碳化好的漿液輸送至表面處理槽，升溫至70°C，加入復(fù)配表面處理劑攪拌 60min即完成表面處理；
[0051] 然后將漿料進(jìn)行壓濾脫水處理，使用鏈帶干燥機(jī)進(jìn)行烘干，干燥溫度為110°C，粉 碎、分級、包裝，即得到本發(fā)明的PVC抗石擊涂料專用沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。
[0052] 實(shí)施例4
[0053] 將精制、陳化48h后的石灰乳進(jìn)行稀釋，比重調(diào)至1. 055,控制溫度為18°C，然后輸 送到帶有攪拌的鼓泡碳化塔；通入凈化、冷卻后的窯氣進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為IOm 3/ h，二氧化碳體積含量為35%，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7. 0以下時(shí)，碳酸化反應(yīng)完成，熟漿比表面積 為 33. 6m2/g ;
[0054] 配制5. 0% (以碳酸鈣干基計(jì)）的復(fù)配表面處理劑：其中脂肪酸選用硬脂酸，其用 量為表面處理劑總量的70%，蓖麻油用量為表面處理劑總量的10%，環(huán)氧大豆油用量為表 面處理劑總量的20%，熱水溫度為95°C，氫氧化鈉用量為脂肪酸總量的8% ;
[0055] 將碳化好的漿液輸送至表面處理槽，升溫至90°C，加入復(fù)配表面處理劑攪拌 60min即完成表面處理；
[0056] 然后將漿料進(jìn)行壓濾脫水處理，使用鏈帶干燥機(jī)進(jìn)行烘干，干燥溫度為120°C，粉 碎、分級、包裝，即得到本發(fā)明的PVC抗石擊涂料專用沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。
[0057] 實(shí)施例5
[0058] 將精制并陳化48h后的石灰乳進(jìn)行稀釋，比重調(diào)至1.060,控制溫度為20. 0°C， 然后輸送到鼓泡碳化塔，通入凈化、冷卻后的窯氣進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為9m3/h，二 氧化碳體積含量為33 %，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7. 0以下時(shí)，碳酸化反應(yīng)完成，熟漿比表面積為 24. 5m2/g ;
[0059] 配制3. 50% (以碳酸鈣干基計(jì)）的復(fù)配表面處理劑：其中脂肪酸選用硬脂酸：花 生酸=1 :1，其用量為表面處理劑總量的50%，蓖麻油用量為表面處理劑總量的20%，環(huán) 氧大豆油用量為表面處理劑總量的30%，熱水溫度為90°C，氫氧化鈉用量為硬脂酸總量的 10% ；
[0060] 將碳化好的漿液輸送至表面處理槽，升溫至70°C，加入復(fù)配表面處理劑攪拌 60min即完成表面處理；
[0061] 然后將漿料進(jìn)行壓濾脫水，使用鏈帶干燥機(jī)進(jìn)行烘干，干燥溫度為115°c，粉碎、分 級、包裝，即得到本發(fā)明的PVC抗石擊涂料專用沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。
[0062] 實(shí)施例6
[0063] 將精制并陳化48h后的石灰乳進(jìn)行稀釋，比重調(diào)至1.060,控制溫度為20. 0°C， 然后輸送到鼓泡碳化塔，通入凈化、冷卻后的窯氣進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為9m3/h，二 氧化碳體積含量為33 %，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7. 0以下時(shí)，碳酸化反應(yīng)完成，熟漿比表面積為 25. 2m2/g ；
[0064] 配制3. 50% (以碳酸鈣干基計(jì)）的復(fù)配表面處理劑：其中脂肪酸選用硬脂酸：花 生酸=1 :1，其用量為表面處理劑總量的40%，蓖麻油用量為表面處理劑總量的20%，環(huán) 氧大豆油用量為表面處理劑總量的40%，熱水溫度為90°C，氫氧化鈉用量為硬脂酸總量的 10% ；
[0065] 將碳化好的漿液輸送至表面處理槽，升溫至70°C，加入復(fù)配表面處理劑攪拌 60min即完成表面處理；
[0066] 然后將漿料進(jìn)行壓濾脫水，使用鏈帶干燥機(jī)進(jìn)行烘干，干燥溫度為115°C，粉碎、分 級、包裝，即得到本發(fā)明的PVC抗石擊涂料專用沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。
[0067] 對比例1
[0068] 將精制并陳化48h后的石灰乳進(jìn)行稀釋，比重調(diào)至1.060,控制溫度為20. 0°C， 然后輸送到鼓泡碳化塔，通入凈化、冷卻后的窯氣進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為9m3/h，二 氧化碳體積含量為33 %，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7. 0以下時(shí)，碳酸化反應(yīng)完成，熟漿比表面積為 25. ImVg ;
[0069] 配制3. 50% (以碳酸鈣干基計(jì)）的表面處理劑：其中處理劑為硬脂酸：花生酸= 1 :1，熱水溫度為90°c,氫氧化鈉用量為硬脂酸總量的10% ;
[0070] 將碳化好的漿液輸送至表面處理槽，升溫至70°C，加入復(fù)配表面處理劑攪拌 60min即完成表面處理；
[0071] 然后將漿料進(jìn)行壓濾脫水處理，使用鏈帶干燥機(jī)進(jìn)行烘干，干燥溫度為105°c，粉 碎、分級、包裝，即得到本對比例的沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。
[0072] 應(yīng)用試驗(yàn)
[0073] 將上述實(shí)施例與對比例的產(chǎn)品按以下配方（表1)制成PVC增塑糊，測試結(jié)果見表 2 ：
[0074] 表1 :應(yīng)用試驗(yàn)產(chǎn)品原料配比
[0075]

【權(quán)利要求】
1. 一種PVC防石擊涂料專用沉淀碳酸鈣的制備方法，其特征在于：該方法工藝操作步 驟為： (1) 將精制、陳化36-72h后的石灰乳進(jìn)行稀釋，比重調(diào)至1. 040-1. 080,控制溫度為 15- 28°C，然后輸送到鼓泡碳化塔； (2) 通入凈化、冷卻后的窯氣進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為6-10m3/h，窯氣中二氧化碳 體積含量為25-40%，當(dāng)反應(yīng)液pH值降到7. 0以下時(shí)，碳酸化反應(yīng)完成，控制熟漿比表面積為 16- 40m2/g，測定方法為BET法，下同； (3) 將步驟（2)所得到的反應(yīng)漿液輸送至表面處理池，加熱升溫，控制溫度50-90°C，力口 入復(fù)配表面處理劑進(jìn)行包覆，攪拌60-120min后完成表面改性，表面處理劑總加入量為碳 酸鈣干基的1. 5-5. 0% ; (4) 對步驟（3)所得的漿液壓濾脫水，經(jīng)鏈帶干燥機(jī)干燥，干燥溫度為90-150°C，然后 對物料粉碎、分級、包裝，即得PVC抗石擊涂料用沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PVC防石擊涂料專用沉淀碳酸鈣的制備方法，其特征在 于：所述的復(fù)配表面處理劑的原料組成和重量份數(shù)為：飽和脂肪酸皂化液40-90份，蓖麻油 5-50份，環(huán)氧大S?油5-50份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PVC防石擊涂料專用沉淀碳酸鈣的制備方法，其特征在 于：所述的飽和脂肪酸皂化液采用碳原子數(shù)目為18-22的飽和脂肪酸，優(yōu)選為硬脂酸、花生 酸、山崳酸，其配比為2-3種任意比例。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PVC防石擊涂料專用沉淀碳酸鈣的制備方法，其特征在 于：所述的復(fù)配表面處理劑制備過程如下：在80-97°C的熱水中加入氫氧化鈉或氫氧化鉀， 加入量為飽和脂肪酸用量的8-14%，待氫氧化鈉或氫氧化鉀充分溶解后，加入飽和脂肪酸進(jìn) 行皂化反應(yīng)，攪拌30min，然后依次加入蓖麻油和環(huán)氧大豆油，攪拌20min后得到復(fù)配表面 處理劑。
【文檔編號】C09D127/06GK104403433SQ201410687285
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】顏干才, 朱勇, 林進(jìn)超, 諶業(yè)文, 周金煉 申請人:廣西華納新材料科技有限公司