專利名稱：：超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體、制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種超細復(fù)合改性粉體、制備方法及其應(yīng)用，特別涉及超細重質(zhì)碳酸鈣粉體、制備方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：超細復(fù)合改性非金屬粉(d50《lum)屬于非金屬粉體材料的一類，改性的非金屬粉體材料能有效地改善制品某些方面的物理、力學(xué)性能或能賦予橡膠、涂料、塑料等制品一些全新的功能，因此，超細復(fù)合改性非金屬粉已經(jīng)成為橡膠、涂料、塑料等領(lǐng)域不可缺少的功能性材料。通常非金屬粉體表面性質(zhì)的改變是依靠有機或無機的化學(xué)物質(zhì)(即表面改性劑)在粉體粒子表面進行包覆或包膜來實現(xiàn)的，改性工藝方法為運用單一的高速混合機或其他單一改性設(shè)備對超細非金屬粉體進行表面改性。所制備出來的粉體分散性和表面活性較低，在使用時存在著與其它有機材料相容性差、加工流動性能差，在起著填充、增量的同時，在一定程度上影響產(chǎn)品的力學(xué)性能，如沖擊強度，或者產(chǎn)品的外觀。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供粒徑細微化、表面活性化、功能多樣化的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體。本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供上述粉體的制備方法。本發(fā)明所要解決的第三個技術(shù)問題是提供上述粉體的應(yīng)用。本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體，所述的粉體含有以下物質(zhì)及重量份重質(zhì)碳酸鈣(d50《lum)80-90份滑石粉(d50《lum)10-15份鈦酸酯偶聯(lián)劑1-2份硬脂酸1-1.2份所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑的型號為NDZ-131,由南京曙光公司生產(chǎn)。所述的硬脂酸型號為1801。所述的碳酸鈣粉體的制備方法為將重質(zhì)碳酸鈣粉加入高速混合機中，再加入滑石粉，高速攪拌并升溫，當溫度達到lOO-ll(TC時，保溫5~10分鐘，然后均勻地加入偶聯(lián)劑，升溫至160-165°C，再保溫6-10分鐘，放料至中間料斗中，冷卻物料至95105。C，螺旋計量給料機定量向三輥連續(xù)粉體表面改性機連續(xù)喂料，同時加入硬脂酸作進一步改性，三輥連續(xù)粉體表面改性機改性溫度控制在110135。C即可，成品由氣力輸送裝置輸送至成品倉，最后由自動包裝機包裝。所述的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體在環(huán)保降解型復(fù)合改性樹脂中的應(yīng)用。所述的復(fù)合改性樹脂具有以下物質(zhì)及重量份超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體70~85份復(fù)配助降解劑L52.5份PE樹脂15~25份所述的復(fù)配助降解劑為FeSt3-MnSt2的混合物，由江陰市顧山東風合成化工有限公司提供。所述的復(fù)合改性樹脂的制備方法為將超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體投入到高速混料機中，高速攪拌下升溫至75-80'C，再加入復(fù)配助降解劑和PE樹脂，升溫到105-115°C，保溫攪拌810分鐘，即可。將所述混合好的物料加入到平行同向雙螺桿擠出機中，按照現(xiàn)有技術(shù)進行造粒，即可。本發(fā)明通過超細重質(zhì)碳酸鈣粉與超細滑石粉之間的預(yù)混合，可以利用超細粉體不同的粒徑分布進行合理級配，而且重質(zhì)碳酸鈣與超細滑石粉之間因不同的粉體的晶型結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成的差異能夠有效彌補單一超細非金屬粉體固有的性能缺陷，形成性能優(yōu)勢互補的超細非金屬粉復(fù)合體。所述的超細非金屬粉復(fù)合體經(jīng)偶聯(lián)劑的浸潤、橋接等作用下大大降低了表面能，所述的硬脂酸的進一步處理，更增強了超細復(fù)合改性非金屬粉的表面活性和流動性，偶聯(lián)劑和硬脂酸之間良好的協(xié)同改性效應(yīng)有效克服超細粉體的團聚傾向，也更好的改善了超細復(fù)合改性非金屬粉的相容性。環(huán)保降解型復(fù)合改性樹脂材料，是高分子復(fù)合材料的一種，屬于塑料用樹脂原料中的一類，對塑料樹脂原料進行復(fù)合改性處理，是塑料實現(xiàn)多功能化和高性能化的重要手段，也是進一步擴大塑料應(yīng)用領(lǐng)域的重要舉措。環(huán)保降解型復(fù)合改性樹脂，是制作環(huán)?？山到馑芰现破返暮诵牟牧?，其節(jié)約能源，成本相對低廉，加工性能良好，綜合性能十分優(yōu)異，具有很廣闊的應(yīng)用前景，可廣泛應(yīng)用于降解型塑料薄膜、餐具、塑料容器、無紡制品等領(lǐng)域。由于所述的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉，具有優(yōu)良的分散性和表面活性，于PE樹脂之間的相容性能十分優(yōu)異，且其粒徑d50《lum，小尺寸效應(yīng)可促使制品在拉伸、沖擊、撕裂強度等性能上明顯提高。在復(fù)合樹脂的配方設(shè)計中全面考慮了光降解和生物降解相結(jié)合的理念，所述配方中復(fù)配助降解劑，一方面可使制品在強光照射下產(chǎn)生自由基促進光降解，另一方面營養(yǎng)型微生物將超細復(fù)合改性非金屬粉體中含有的碳酸鹽類物質(zhì)直接作為碳源而利用；同時大量的超細復(fù)合改性非金屬粉體在土壤或潮濕的環(huán)境中進一步被有機酸所溶解，從而有效削弱了高分子鏈段之間的作用力，大大加速了降解進程。樹脂配方中所采用的原料均為無毒害材質(zhì)，制作工藝封閉，完全達到食品級衛(wèi)生標準。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所生產(chǎn)的超細復(fù)合改性重質(zhì)微碳酸鈣與其它輔料相容性好、加工流動性能好，在起著填充、增量的同時，不影響產(chǎn)品的力學(xué)性能及外觀，在以其為原材料制成的復(fù)合樹脂，完全可以達到食品衛(wèi)生的需要。具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細的說明(本實施例所述的"份"均為"重量份"。實施例1配比具有降解完全而迅速，無毒無害，重質(zhì)碳酸鈣(d50《lum)90重量份滑石粉(d50《lum)鈦酸酯偶聯(lián)劑10重量份1.5重量份由南京曙光公司生產(chǎn),硬脂酸1重量份所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑的型號為NDZ-131:所述的硬脂酸的型號為1801。其制備方法為將重質(zhì)碳酸鈣(d50《lum)與滑石粉(d50《lum)依次加入到高速混合機，高速攪拌并升溫，當溫度達到10(TC時，保溫5分鐘，然后加入已計量好的鈦酸酯偶聯(lián)劑，升溫至165。C，再保溫6分鐘，冷卻物料至95。C將物料輸送到三輥連續(xù)改性機中再計量好的硬脂酸作進一步改性，三輥連續(xù)粉體表面改性機改性溫度控制在135t:。出料即可。實施例2配比重質(zhì)碳酸鈣(d50《lum)88重量份滑石粉(d50《lum)鈦酸酯偶聯(lián)劑硬釅12重量份l重量份頂敗1.1重量份所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑的型號為NDZ-131，由南京曙光公司生產(chǎn)。所述的硬脂酸的型號為1801。其制備方法為將重質(zhì)碳酸鈣(d50《lum)與滑石粉(d50《lum)依次加入到高速混合機，高速攪拌并升溫，當溫度達到10(TC時，保溫8分鐘，然后加入已計量好的鈦酸酯偶聯(lián)劑，升溫至162°C，再保溫8分鐘，冷卻物料至98'C將物料輸送到三輥連續(xù)改性機中再計量好的硬脂酸作進一步改性，三輥連續(xù)粉體表面改性機改性溫度控制在130'C。出料即可。實施例3配比重質(zhì)碳酸鈣(d50《lum)85重量份滑石粉(d50《lum)鈦酸酯偶聯(lián)劑硬脂酸15重量份1.2重量份所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑的型號為NDZ-131，由南京曙光公司生產(chǎn),所述的硬脂酸的型號為1801。其制備方法為:將重質(zhì)碳酸鈣(d50《lum)與滑石粉(d50《lum)依次加入到高速混合機，高速攪拌并升溫，當溫度達到11(TC時，保溫10分鐘，然后加入已計量好的鈦酸酯偶聯(lián)劑，升溫至160°C，再保溫10分鐘，冷卻物料至105'C將物料輸送到三輥連續(xù)改性機中再計量好的硬脂酸作進一步改性，三輥連續(xù)粉體表面改性機改性溫度控制在125匸。出料即可。本發(fā)明的粒徑按照GB/T19281-2003的標準進行檢測本發(fā)明的水分按照GB/T19281-2003的標準進行檢測本發(fā)明的活化度按照GB/T19281-2003的標準進行檢測本發(fā)明的吸油量按照GB/T19281-2003的標準進行檢測實施例l、2、3所制備的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉的技術(shù)指標如表1:表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例4:配方實施例1所制備的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸轉(zhuǎn)粉體78重量份FeStrMnSt2降解劑1.5重量份LLDPE樹脂(MRF=2g/10min)8.5重量份LDPE樹脂(MRF=2~4g/10min)11重量份本發(fā)明中的LLDPE樹脂由上海石化、LDPE樹脂由揚子石化公司生產(chǎn)，F(xiàn)eSt3-MnSt2降解劑由江陰市顧山東風合成化工有限公司提供。復(fù)合樹脂的制備方法為1、將超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體投入到高速混合機中，在高速攪拌下升溫至75'C，再加入計量好的助降解劑和LLDPE、LDPE樹脂，溫度控制在110°C,繼續(xù)攪拌8分鐘放料。2、將混合好的物料放入長徑比為40:1的平行同向雙螺桿擠出機中進行造粒，擠出機1~10區(qū)的溫度分別為150°C、158°C、160°C、165°C、170°C、160°C、160°C、145°C、140°C、130°C，熔體溫度控制在130-135°C，熔體壓力控制在4.5MPa，即可制得環(huán)保降解型改性PE樹脂。實施例5除配方為實施例2所制備的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體80重量份FeStrMnSt2降解劑2重量份LLDPE樹脂(MRF=2g/10min)8重量份LDPE樹脂(MRF=24g/10min)10重量份夕卜，其余與實施例4相同。實施例6除配方為實施例3所制備的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸韓粉體85重量份FeSt3-MnSt2降解劑1.8重量份LLDPE樹脂(MRF=2g/10min)6重量份LDPE樹脂(MRF=24g/10min)7.5重量份夕卜，其余與實施例4相同。本發(fā)明的密度按照GB1033-1986的標準進行檢測本發(fā)明的熔融指數(shù)按照GB3682-2000的標準進行檢測本發(fā)明的重金屬含量按照GB/T9758-1988的標準進行檢測實施例4~6所制備的環(huán)保降解型改性PE樹脂的技術(shù)指標如表2所示:表2:<table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>將實施例4~6所制備的環(huán)保降解型改性PE樹脂分別按30%的比例加入到LDPE:LLDPE=3:1的共混樹脂中，吹制成厚度為0.02mm的薄膜，具體指標如表3、表4所示本發(fā)明的拉伸強度按照GB/T13022-1991的標準進行檢測本發(fā)明的衛(wèi)生指標按照GB9687-1988的標準進行檢測本發(fā)明的降解性能按照GB/T2461-1999的標準進行檢測表3<table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表4<table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從以上這些技術(shù)指標來看，實施例4-6所制備的環(huán)保降解型復(fù)合改性樹脂產(chǎn)品，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、衛(wèi)生性能、降解性能，且制備方法簡單可行，原料來源廣泛，具有廣闊的應(yīng)用前景和顯著的社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益。實施例7:將實施例1中所制備的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣用于輕型汽車輪胎側(cè)胎橡膠中，詳細如下配方l:生膠100份、N33020份、N66025份、防老劑2.5份、芳烴油5份、硫化活性劑12.2份，合計164.7份。配方2:除用IO份實施例1所制備的超細復(fù)合改性碳酸鈣取代全部N660、N330為35份外，其余與配方l相同。所述的生膠為SMR10進口，炭黑N330、N660均為上海孚華公司生產(chǎn)，防老劑(BLE)由江蘇飛亞化學(xué)提供，芳烴油、硫化活性劑均為市售產(chǎn)品。保持原混煉工藝不變，膠料經(jīng)硫化、測試對比，實驗性能如表5:本發(fā)明的拉伸強度按照GB/T528-98的標準進行檢測，本發(fā)明的撕裂強度按照GB/T529-99的標準進行檢測，本發(fā)明的回彈性按照GB/T1681-91的標準進行檢測，本發(fā)明的熱老化系數(shù)按照GB/T528-98的標準進行檢測，本發(fā)明的拉伸強度按照GB/T3512-2001的標準進行檢測，本發(fā)明的屈撓龜裂按照GB/T13934-92的標準進行檢測，本發(fā)明的硫化特性按照GB/T9869的標準進行檢測，本發(fā)明的壓縮變形按照GB/T7795-96的標準進行檢測，表5<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>從表5的指標來看，本發(fā)明實施例1所制備的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸^粉體不僅與橡膠和其它有機組分的相容性能優(yōu)良，而且，加工流動性比炭黑更好，補強、增韌性能明顯，是一種新型的橡膠制品補強劑，具有優(yōu)良的應(yīng)用空間。實施例8:將實施例2用于水性建筑涂料中，具體方案如下一、配方配方3水161.0份鈦白粉40.0份沉淀硫酸鋇92.5份輕質(zhì)碳酸韓122.5份成膜助劑10.5份分散劑2.0份消泡劑1.5份增稠劑2.0份防酶劑0.5份硅改丙苯乳液67.5份氨水調(diào)PH=7配方4除用制備的超細重質(zhì)碳酸鈣粉取代配方3中的沉淀硫酸鋇和輕質(zhì)碳酸轉(zhuǎn)，其余同配方3。所述鈦白粉為金紅石型，進口；沉淀硫酸鋇輕質(zhì)碳酸鈣均為600目，市售;其它材料均為市售。二、工藝用水將增稠劑溶解加各種助劑，攪勻加粉劑，攪勻，潤濕(可補適量水使之充分潤濕)各料入砂磨機罐中，加玻璃砂開機研磨，控制30分鐘，轉(zhuǎn)速4000轉(zhuǎn)/分研磨30分鐘后，測細度《60um停機加乳液，攪勻，過濾用氨水調(diào)PH=7按照GB/T9755-2001標準要求檢驗，具體指標見表6表6<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>從表6所示的技術(shù)指標來看，實施例2所制備的超細非金屬復(fù)合改性粉體在水性建筑涂料中加工分散性能更好，涂料的附著力和耐擦洗性能更優(yōu)越，且單位涂刷面積更大。實施例9:將實施例3用于UPVC型材制品中，詳情如下;配方5PVC(SG-5型)100份鈦白粉(金紅石型)4份CPE10份鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑4份ACR-4012份輕質(zhì)碳酸鈣(600目)8份PE蠟0.5份配方6除用實施例3制備的超細復(fù)合改性碳酸鈣粉替代輕質(zhì)碳酸鈣外，其余同配方5。所述的鈦白粉為金紅石型，進口，CPE型號為H-135由蕪湖融匯化工生產(chǎn)，穩(wěn)定劑型號為BPR9398FP由德國進口，其余原料均為市售。將配方5和配方6按照正常UVC型材生產(chǎn)方法制作，按照GB/T8814-2004標準進行檢驗，具體指標見表7:表7<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>由以上指標可以看出，實施例3所制備的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸^粉完全發(fā)揮了增強增韌效果，大幅度提升了UPVC型材制品的各項性能，起到了協(xié)同增強、抗沖、增量等多功能的作用。權(quán)利要求1.超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體，其特征在于所述的粉體含有以下物質(zhì)及重量份重質(zhì)碳酸鈣(d50≤1um)80-90份滑石粉(d50≤1um)10-15份鈦酸酯偶聯(lián)劑1-2份硬脂酸1-1.2份。2、權(quán)利要求l所述的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體，其特征在于將重質(zhì)碳酸鈣粉加入高速混合機中，再加入滑石粉，高速攪拌并升溫，當溫度達到100-110。C時，保溫510分鐘，然后加入偶聯(lián)劑，升溫至160-165°C，保溫6國10分鐘，放料至中間料斗中，冷卻物料至95~105°C，螺旋計量給料機定量向三輥連續(xù)粉體表面改性機連續(xù)喂料，同時加入硬脂酸作進一步改性，三輥連續(xù)粉體表面改性機改性溫度控制在110135'C。成品由氣力輸送裝置輸送至成品倉，最后由自動包裝機包裝，即可。3、權(quán)利要求1所述的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體在環(huán)保降解型復(fù)合改性樹脂中的應(yīng)用。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合改性樹脂，其特征在于所述的樹脂具有以下物質(zhì)及重量份超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體70~85份復(fù)配助降解劑1.5-2.5份PE樹脂15~25份。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的的復(fù)合改性樹脂，其特征在于所述的復(fù)配助降解劑為FeSt3-MnSt2的混合物。6、權(quán)利要求4所述的復(fù)合改性樹脂的制備方法，其特征在于將權(quán)利要求1所述的超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體投入到高速混料機中，攪拌下升溫至75-80°C，再加入復(fù)配助降解劑和PE樹脂，升溫到105-115°C，保溫攪拌810分鐘，將所述混合好的物料加入到平行同向雙螺桿擠出機中，按照現(xiàn)有技術(shù)進行造粒，即可。全文摘要本發(fā)明公開了超細復(fù)合改性重質(zhì)碳酸鈣粉體、制備方法及其應(yīng)用，所述的粉體含有以下物質(zhì)及重量份80-90份的重質(zhì)碳酸鈣(d50≤1um)、10-15份滑石粉(d50≤1um)、1-2份鈦酸酯偶聯(lián)劑、1-1.2份硬脂酸，其制備方法為將重質(zhì)碳酸鈣粉加入滑石粉，升溫，然后加入偶聯(lián)劑，升溫，均勻冷卻，加入硬脂酸；所述的粉體在環(huán)保降解型復(fù)合改性樹脂中的應(yīng)用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所生產(chǎn)的超細復(fù)合改性重質(zhì)微碳酸鈣與其它有機載體及輔料相容性好、加工流動性能好，在起著填充、增量的同時，不影響產(chǎn)品的力學(xué)性能及外觀，在以其為原材料制成的復(fù)合樹脂，具有降解完全而迅速，無毒無害，完全可以達到食品衛(wèi)生的需要。文檔編號B29B9/06GK101367963SQ20081002117公開日2009年2月18日申請日期2008年8月15日優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日發(fā)明者卜枝英,陳永輝申請人:蕪湖同達新材料科技有限公司