本發(fā)明涉及改性碳酸鈣技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑改性的形貌可控納米碳酸鈣粉體及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳酸鈣粉體是一種十分常見的無(wú)機(jī)材料，其主要應(yīng)用于造紙、橡膠、塑料、涂料、油墨等產(chǎn)品中作為補(bǔ)強(qiáng)填料。在實(shí)際使用過(guò)程中采用的碳酸鈣填料多為微米級(jí)甚至納米級(jí)的產(chǎn)品，這些微尺度的碳酸鈣填料具有很高的表面能，在基體中分散性差、容易團(tuán)聚結(jié)塊，從而嚴(yán)重影響填充改性效果，需要對(duì)其進(jìn)行表面改性處理，以提高其使用性能。
目前市售的納米碳酸鈣粉體多采用硬脂酸或脂肪酸鹽進(jìn)行干法包覆改性處理，這些類別的處理方法得到的粉體雖然在分散性、吸油值、活化度等方面均得到一定的改善，但是由于其耐溫性較差，不適用于高溫加工環(huán)境，對(duì)填充的基體材料會(huì)產(chǎn)生不良影響，使用范圍有效?！稄?fù)合改性劑對(duì)納米碳酸鈣的表面改性》一文利用月桂酸與二辛/葵酸甘油酯聚氧乙烯醚共混復(fù)合產(chǎn)品對(duì)納米碳酸鈣進(jìn)行濕法改性處理，改性后的納米碳酸鈣粉體不易團(tuán)聚，表面活化度提高，疏水性提高，耐溫性更佳，避免了硬脂酸類改性劑的缺陷，然而而其引入的月桂酸對(duì)金屬有一定的腐蝕性，改性后的碳酸鈣粉體使用范圍依然受到限制，不是令人滿意的改性處理結(jié)果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑改性的形貌可控納米碳酸鈣粉體及其制備方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑改性的形貌可控納米碳酸鈣粉體，該納米碳酸鈣粉體由以下重量份的原料制成：氧化鈣30-50、二氧化碳（工業(yè)純）適量、接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑0.4-0.8、去離子水300-500、離子液體1-25、無(wú)水乙醇30-50。
所述的接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑由以下重量份的原料制得：α-烯烴磺酸鈉（AOS）1-5、環(huán)氧乙烷0.5-2、烯丙基乙氧基硅烷5-20、四（二甲基乙烯基硅氧基）硅烷5-20、95%乙醇150-300、KOH催化劑0.005-0.01、Pt/C催化劑0.001-0.005、稀鹽酸溶液適量、無(wú)水乙醇適量；制備方法為：
（1）先將α-烯烴磺酸鈉與烯丙基乙氧基硅烷投入反應(yīng)容器中，隨后加入95%乙醇，并加入適量的稀鹽酸溶液，調(diào)節(jié)體系pH值為4-5，在40-50℃條件下攪拌反應(yīng)3-5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽濾、洗滌、真空干燥處理，得烯丙基硅烷接枝α-烯烴磺酸鈉備用；
（2）將烯丙基硅烷接枝α-烯烴磺酸鈉與四（二甲基乙烯基硅氧基）硅烷混合，并加入Pt/C催化劑，在氮?dú)夥諊聦⒎磻?yīng)體系加熱至50-60℃，反應(yīng)5-10h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽濾、醇洗，得超支化聚硅氧烷改性α-烯烴磺酸鈉備用；
（3）將制備的超支化聚硅氧烷改性α-烯烴磺酸鈉、KOH催化劑依次加入高壓反應(yīng)釜中，密閉后開啟加熱和攪拌系統(tǒng)，并通入氮?dú)?，?50-160℃條件下充分?jǐn)嚢杌旌厦撍幚恚幚硗戤吅罂刂聘獌?nèi)壓力為0.01-0.05MPa，接著投入環(huán)氧乙烷，攪拌反應(yīng)4-5h，反應(yīng)結(jié)束后加入適量的稀鹽酸調(diào)節(jié)體系pH呈中性，隨后降溫出料，即得所述的接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑。
所述的離子液體為：1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1，3-二甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽中的一種或兩種。
所述的一種接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑改性的形貌可控納米碳酸鈣粉體的制備方法包括以下步驟：
（1）先將離子液體、去離子水分別投入反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊聫?qiáng)烈攪拌混合20-30min，隨后將體系加熱至80-85℃，緊接著加入氧化鈣，研磨攪拌消化2-3h，形成氫氧化鈣漿料，陳化10-15h后備用；
（2）將接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑投入無(wú)水乙醇中，攪拌使其完全溶解，所得溶液注入步驟（1）制備的漿液中，攪拌混合均勻，保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，向體系中通入二氧化碳?xì)怏w，至體系pH值穩(wěn)定為中性時(shí)停止通氣，并繼續(xù)攪拌混合1-2h，反應(yīng)結(jié)束后體系過(guò)濾，過(guò)濾物經(jīng)洗滌、真空干燥、分散即得所述納米碳酸鈣粉體。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：
（1）在碳酸鈣粉體的制備過(guò)程中，采用離子液體/去離子水復(fù)合作為溶劑，利用離子液體對(duì)二氧化碳獨(dú)特的吸附性，有效的提高了溶液中二氧化碳的濃度，使得碳酸鈣的生產(chǎn)效率更高，原料利用率更高，并可通過(guò)調(diào)節(jié)離子液體濃度和二氧化碳用量來(lái)實(shí)現(xiàn)粉體的形貌可控，獲得了性能更優(yōu)的碳酸鈣粉體。
（2）利用硅氫加成反應(yīng)，制備了一種新型的超支化聚硅氧烷接枝的AOS聚氧乙烯醚表面活性劑，這種活性劑具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和與樹脂體系的相容性，其改性后的納米碳酸鈣粉體不僅具有良好的分散性和疏水性，同時(shí)在高熱情況下對(duì)樹脂無(wú)不良影響。
具體實(shí)施方式
一種接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑改性的形貌可控納米碳酸鈣粉體，該納米碳酸鈣粉體由以下重量份的原料制成：氧化鈣30、二氧化碳（工業(yè)純）適量、接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑0.4、去離子水300、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽1、無(wú)水乙醇30。
所述的一種接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑改性的形貌可控納米碳酸鈣粉體，所述的接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑由以下重量份的原料制得：α-烯烴磺酸鈉（AOS）1、環(huán)氧乙烷0.5、烯丙基乙氧基硅烷5、四（二甲基乙烯基硅氧基）硅烷5、95%乙醇150、KOH催化劑0.005、Pt/C催化劑0.001、稀鹽酸溶液適量、無(wú)水乙醇適量；制備方法為：
（1）先將α-烯烴磺酸鈉與烯丙基乙氧基硅烷投入反應(yīng)容器中，隨后加入95%乙醇，并加入適量的稀鹽酸溶液，調(diào)節(jié)體系pH值為4，在40℃條件下攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽濾、洗滌、真空干燥處理，得烯丙基硅烷接枝α烯烴磺酸鈉備用；
（2）將烯丙基硅烷接枝α-烯烴磺酸鈉與四（二甲基乙烯基硅氧基）硅烷混合，并加入Pt/C催化劑，在氮?dú)夥諊聦⒎磻?yīng)體系加熱至50℃，反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽濾、醇洗，得超支化聚硅氧烷改性α-烯烴磺酸鈉備用；
（3）將制備的超支化聚硅氧烷改性α-烯烴磺酸鈉、KOH催化劑依次加入高壓反應(yīng)釜中，密閉后開啟加熱和攪拌系統(tǒng)，并通入氮?dú)?，?50℃條件下充分?jǐn)嚢杌旌厦撍幚?，處理完畢后控制釜?nèi)壓力為0.01MPa，接著投入環(huán)氧乙烷，攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后加入適量的稀鹽酸調(diào)節(jié)體系pH呈中性，隨后降溫出料，即得所述的接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑。
該改性納米碳酸鈣粉體的制備方法包括以下步驟：
（1）先將離子液體、去離子水分別投入反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊聫?qiáng)烈攪拌混合20min，隨后將體系加熱至80℃，緊接著加入氧化鈣，研磨攪拌消化2h，形成氫氧化鈣漿料，陳化10h后備用；
（2）將接枝AOS聚氧乙烯醚處理劑投入無(wú)水乙醇中，攪拌使其完全溶解，所得溶液注入步驟（1）制備的漿液中，攪拌混合均勻，保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，向體系中通入二氧化碳?xì)怏w，至體系pH值穩(wěn)定為中性時(shí)停止通氣，并繼續(xù)攪拌混合1h，反應(yīng)結(jié)束后體系過(guò)濾，過(guò)濾物經(jīng)洗滌、真空干燥、分散即得所述納米碳酸鈣粉體。
制得的納米碳酸鈣粉體性能測(cè)試結(jié)果為：
粒度D50：85nm；粘度：22.4mPa.s；活化度：95%；吸油值：25.8；沉降體積：0.82ml/g。