一种水性丙烯酸酯包覆硬脂酸钙复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水性丙烯酸酯包覆硬脂酸钙复合材料的制备方法，原料组分包括：硬脂酸钙100份；硅烷偶联剂0.05‑0.3份；水性聚丙烯酸酯溶液50‑200份；氯化钠溶液200‑500份。制备：将硬脂酸钙、硅烷偶联剂分散于溶剂中，搅拌，然后加入水性聚丙烯酸酯溶液，磁力搅拌，超声分散；将氯化钠溶液匀速滴加入溶液中，恒温搅拌，过滤并收集过滤物，洗涤，滤出物分散于去离子水中，超声分散，低温预冻，干燥，即得。本发明专利技术具有操作简单、环境友好、成本低、可大量生产的特点，所得产物稳定性佳，适用性强，赋予了材料表面部分的亲水性，具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种水性丙烯酸酯包覆硬脂酸钙复合材料的制备方法
本专利技术属于硬脂酸钙复合材料的制备领域，特别涉及一种水性丙烯酸酯包覆硬脂酸钙复合材料的制备方法。
技术介绍
随着时代的发展，各国对挥发性有机聚合物的管制及对环境友好化工产品的推广促进了各类水性产品的诞生与发展。硬脂酸钙作为一种金属皂类表面活性剂，制备方法简便且价格低廉，广泛应用于油漆平光、纸张涂布助剂、润滑剂、乳化剂、稳定剂、脱模剂等，在聚乙烯和聚氯乙烯中可作为卤素吸收剂以消除树脂中残留催化剂对体系的不利影响，也广泛用以提高塑料的耐热性。但其作为一种金属皂类表面活性剂，表面亲油疏水，润湿性差，在水性有机物聚合物溶液中难以分散，严重限制了其在新时代背景下的应用与发展。目前国内在硬脂酸钙表面亲水改性方面的研究报道较少，一般采用的降低硬脂酸钙粒径的方法并未有效提高其在水性溶液中的分散性；而通过聚氧乙烯醚等非离子表面乳化剂进行表面改性制备硬脂酸钙分散液的方法，稳定性差且容易对水性复合物溶液体系产生影响，限制了其应用范围。专利申请号为201811032800.6公开了一种防水保温涂料及其制作方法，其中采用的改性硬脂酸镁是通过将硬脂酸镁充分研磨后加入二苯基二异氰酸酯和钛酸酯偶联剂，密闭控温搅拌而得；专利申请号201811212012.5公开了一种耐候性高的环保塑料及其制备方法，其中采用的改性硬脂酸钙是通过将硬脂酸钙研磨成粉，与石蜡、新葵酸缩水甘油脂混合倒入混料机，加热搅拌而得；但有关改性后硬脂酸钙的有益增效未见报道。对高效环保且实用性优良改性硬脂酸钙的研究迫在眉睫。>
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种水性丙烯酸酯包覆硬脂酸钙复合材料的制备方法，克服现有技术通过聚氧乙烯醚等非离子表面乳化剂进行表面改性制备硬脂酸钙分散液的方法，稳定性差且容易对水性复合物溶液体系产生影响的技术缺陷，该方法采用水性聚丙烯酸酯包覆硬脂酸钙复合材料，将聚丙烯酸酯溶液与疏水性、片状无机硬脂酸钙复合形成一种新的改性材料，解决了硬脂酸钙润湿性差、与水性聚合物相容性欠佳无法达到增强作用等问题，且可稳定分散于有机聚合物体系中，具有操作简便、成本低、易于推广的优点，提高了硬脂酸钙的应用范围。本专利技术一种硬脂酸钙复合材料，其特征在于，按重量份数，原料组分包括：按重量份数，原料组分包括：所述水性聚丙烯酸酯溶液为50、100、150或200份。所述水性聚丙烯酸酯溶液的固含量为34％；氯化钠溶液为饱和氯化钠溶液，质量百分浓度为36.5％。本专利技术的一种硬脂酸钙复合材料的制备方法，包括：(1)将硬脂酸钙、硅烷偶联剂分散于溶剂中，搅拌，然后加入水性聚丙烯酸酯溶液，磁力搅拌，超声分散；(2)将氯化钠溶液匀速滴加入步骤(1)溶液中，恒温搅拌，过滤并收集过滤物，洗涤，滤出物分散于去离子水中，超声分散，低温预冻，干燥，即得硬脂酸钙复合材料。上述制备方法的优选方式如下：所述步骤(1)中水性聚丙烯酸酯具体制备方法为：将丙烯酸正丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸与部分乳化剂，双丙酮丙烯酰胺和去离子水混匀，进行预乳化，得到预乳化液，然后再将碳酸氢钠、去离子水、剩余乳化剂进行恒温搅拌，分批加入预乳化液和引发剂水溶液，保温，然后降温，调pH，加入有机硅，搅拌溶解后停止加热，过滤，即得所述步骤(1)中硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-560；溶剂为乙醇。所述步骤(1)中硅烷偶联剂为硬脂酸钙质量的0.05-0.3％；水性聚丙烯酸酯溶液质量为硬脂酸钙质量的50-200％。进一步，优选地，所述水性聚丙烯酸酯溶液质量为硬脂酸钙质量的50％、100％、150％或200％时，硅烷偶联剂质量为硬脂酸钙质量的0.20％。所述步骤(1)中超声分散时间为15-20min。所述步骤(2)中氯化钠溶液质量为硬脂酸钙质量的200-500％。进一步，优选地，所述氯化钠溶液质量为硬脂酸钙质量的300％。所述步骤(2)氯化钠溶液1-5分钟滴加完毕。所述步骤(2)中恒温搅拌为20-25℃；超声分散时间为30-40min；低温预冻温度为-75℃，干燥为冻干机干燥。本专利技术提供一种所述方法制备的硬脂酸钙复合材料。本专利技术还提供一种所述硬脂酸钙复合材料的应用。有益效果(1)本专利技术采用实验室自制聚丙烯酸酯溶液(制备方法如上所述)包覆硬脂酸钙的方法制备了水性聚丙烯酸酯包覆硬脂酸钙复合材料，将聚丙烯酸酯溶液与疏水性、片状无机硬脂酸钙复合形成一种新的改性材料，解决了硬脂酸钙润湿性差、与水性聚合物相容性欠佳无法达到增强作用等问题，且可稳定分散于有机聚合物体系中，具有操作简便、成本低、易于推广的优点，提高了硬脂酸钙的应用范围。(2)本专利技术制备的水性聚丙烯酸酯包覆硬脂酸钙复合材料，与未改性硬脂酸钙材料相比，具有以下优良特性：①以接触角作为评价指标，复合材料均表现出较好的润湿性；②所制备的复合材料接触角可达99.6°，表明其具有了部分的亲油性能。③除具有硬脂酸钙的特征吸收峰外，改性后复合材料分别在1728cm-1处出现酯基-C＝O伸缩振动吸收峰，1157cm-1处出现C-O-C伸缩振动吸收峰，表明聚丙烯酸酯以成功包覆于硬脂酸钙上；④将复合材料表面形貌放大100000倍后，SEM下观测到材料表面有大量蜷曲线状附着物，表明水性丙烯酸酯已较为均匀的包覆于硬脂酸钙表面。附图说明图1本专利技术的工艺流程图；图2是实施案例3产物的接触角；a：硬脂酸钙接触角；b：实施案例3产物接触角；图3是实施案例3产物的红外图谱；图4是实施案例3产物的SEM图片。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。硬脂酸钙采用东莞市山一塑化有限公司生产的国标级200目硬脂酸钙(Ca6.6-7.4％)；水性聚丙烯酸酯所用单体及乳化剂等添加剂来自国药集团，化学纯。水性聚丙烯酸酯的具体制备方法：取10g丙烯酸正丁酯、4.8g苯乙烯、7.3g甲基丙烯酸甲酯、0.7g丙烯酸、0.4g十二烷基硫酸钠、0.06g聚氧乙烯辛基苯酚醚-10和11g去离子水于烧杯中混合均匀，磁力搅拌20min进行预乳化。分别取0.072g过硫酸钾溶于2g去离子水中，0.09g过硫酸钾于5.4g去离子水中，备用；取0.09g碳酸氢钠、9.6g去离子水、0.046g十二烷基硫酸钠和0.07g聚氧乙烯辛基苯酚醚-10于四口烧瓶内混匀，控温82℃，恒温搅拌15min，转速为350rpm；待乳化剂溶解完全，一次性加入2.8g预乳化液和2.2g过硫酸钾水溶液，恒温搅拌30min；分别同时向四口烧瓶内滴加剩余乳化液和5.5g过硫酸钾溶液，3h内滴完，然后保温1.5h，降温至55℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬脂酸钙复合材料，其特征在于，按重量份数，原料组分包括：/n

【技术特征摘要】
1.一种硬脂酸钙复合材料，其特征在于，按重量份数，原料组分包括：





2.根据权利要求1所述硬脂酸钙复合材料，其特征在于，按重量份数，原料组分包括：





3.根据权利要求2所述硬脂酸钙复合材料，其特征在于，按重量份数，所述水性聚丙烯酸酯溶液为50、100、150或200份。


4.根据权利要求1所述硬脂酸钙复合材料，其特征在于，所述水性聚丙烯酸酯溶液的固含量为34％；氯化钠溶液的质量百分浓度为36.5％。


5.一种硬脂酸钙复合材料的制备方法，包括：
(1)将硬脂酸钙、硅烷偶联剂分散于溶剂中，搅拌，然后加入水性聚丙烯酸酯溶液，磁力搅拌，超声分散；
(2)将氯化钠溶液匀速滴加入步骤(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：周兴平，周欣艳，
申请(专利权)人：东华大学，周兴平，
类型：发明
国别省市：上海;31