改性剂及其应用、改性重质碳酸钙及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种改性剂及其应用、改性重质碳酸钙及其制备方法与应用，属于碳酸钙技术领域。改性剂的成分包括脂肪酸磷酸酯金属盐和烷基酰胺丙基甜菜碱中的至少一种以及烷基酚聚氧乙烯醚。该改性剂主要用于对重质碳酸钙进行改性。由上述改性剂改性所得的改性重质碳酸钙较未改性的重质碳酸钙显著降低了表面极性，能有效改善重质碳酸钙粉体在PVC树脂中的相容性、分散性和稳定性，有利于实现其在塑料中50wt％以上的高比例填充。其制备方法简单，用于PVC塑料制品可提高多项力学性能，并显著降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
改性剂及其应用、改性重质碳酸钙及其制备方法与应用
本专利技术涉及碳酸钙
，具体而言，涉及一种改性剂及其应用、改性重质碳酸钙及其制备方法与应用。
技术介绍
重质碳酸钙(GCC)是以方解石、白垩、大理石、优质石灰石等为原料，通过机械粉碎(细粉碎和超细粉碎)加工直接得到的碳酸钙粉体产品。近年来，碳酸钙因其物美价廉在塑料制品中得到广泛应用，目前已成为塑料制品中用量最大的无机填料。未改性的重质碳酸钙难以在塑料基体中分散，界面相容性差、结合力弱，只能起到增量、填充的作用，难以达到增强或增韧的效果；而且不能高添加量填充，通常重质碳酸钙的填充量小于30％，若直接或过多的填充往往会容易导致复合材料的使用性能下降，甚至出现无法使用的情况。因此，通常采用对重质碳酸钙进行改性的方式解决上述问题。现有常用的改性剂如硬脂酸、硅烷、铝酸酯等在重质碳酸钙粉体颗粒表面形成单分子层后的稳定性较差，所需包覆量较大，难以达到降低改性剂用量、提高重质碳酸钙填充量及同时实现增韧和增强的目的。并且，目前重质碳酸钙相关的改性工艺复杂，改性剂用量大，涉及水热、湿法等复杂过程，后处理过程也面临步骤繁琐、周期长、成本高等问题。故需针对现有表面改性方法和表面改性剂配方在改性重质碳酸钙及其填充塑料材料过程中存在的缺点，如改性工艺复杂、改性剂用量大、填充量不足等提出新的改进方案。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一包括提供一种改性剂，用于对重质碳酸钙进行改性。本专利技术的目的之二包括提供一种上述改性剂的应用。本专利技术的目的之三包括提供一种改性重质碳酸钙，该改性重质碳酸钙较未改性的重质碳酸钙显著降低了表面极性，能有效改善重质碳酸钙粉体在PVC树脂中的相容性、分散性和稳定性，有利于实现其在塑料中50wt％以上的高比例填充。本专利技术的目的之四包括提供一种上述改性重质碳酸钙的制备方法，该方法简单，周期短，成本低。本专利技术的目的之五包括提供一种上述改性重质碳酸钙在制备PVC塑料制品中的应用。本专利技术的目的之六包括提供一种原料中含有上述改性重质碳酸钙的PVC塑料制品。本专利技术的目的之七包括提供一种上述PVC塑料制品的制备方法。本申请可通过如下方式实现：第一方面，本申请提供一种改性剂，其成分包括脂肪酸磷酸酯金属盐及烷基酰胺丙基甜菜碱中的至少一种以及烷基酚聚氧乙烯醚。在可选的实施方式中，脂肪酸磷酸酯金属盐包括脂肪酸磷酸酯钠盐或脂肪酸磷酸酯钾盐。在可选的实施方式中，脂肪酸磷酸酯钠盐包括癸酸磷酸酯钠、辛酸磷酸酯钠、辛癸酸磷酸酯钠、亚油酸磷酸酯钠、油酸磷酸酯钠、硬脂酸磷酸酯钠、棕榈酸磷酸酯钠、肉豆蔻酸磷酸酯钠、月桂酸磷酸酯钠和月桂/肉豆蔻酸磷酸酯钠中的至少一种。在可选的实施方式中，烷基酚聚氧乙烯醚包括壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、二壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。在可选的实施方式中，烷基酰胺丙基甜菜碱包括十二烷基酰胺丙基甜菜碱、十四烷基酰胺丙基甜菜碱、十六烷基酰胺丙基甜菜碱和十八烷基酰胺丙基甜菜碱中的至少一种。第二方面，本申请提供一种上述改性剂的应用，用于对重质碳酸钙进行改性。第三方面，本申请提供一种改性重质碳酸钙，其由重质碳酸钙经上述改性剂改性而得。在可选地实施方式中，改性剂的添加量为重质碳酸钙的0.1-2wt％，优选为0.3-0.8wt％。第四方面，本申请提供如前述实施方式任一项的改性重质碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：以改性剂对重质碳酸钙进行改性。在可选的实施方式中，改性于70-130℃的条件下进行。在可选的实施方式中，改性时间不超过120min。第五方面，本申请提供如前述实施方式任一项的改性重质碳酸钙在制备PVC塑料制品中的应用。第六方面，本申请提供一种PVC塑料制品，其原料包括如前述实施方式任一项的改性重质碳酸钙以及PVC树脂。在可选地实施方式中，上述PVC塑料制品的原料还包括助剂。在可选地实施方式中，助剂包括稳定剂、PE蜡、CPE、ACR-401及DBP。在可选地实施方式中，改性重质碳酸钙在改性重质碳酸钙与PVC树脂总量中的含量不低于50wt％，优选为50-75wt％。第七方面，本申请提供如前述实施方式的PVC塑料制品的制备方法，包括以下步骤：混合原料。在可选地实施方式中，混合采用干法搅拌混料的方式进行。在可选地实施方式中，混合是于60-120℃的条件下进行5-120min。在可选的实施方式中，还包括将混合后的物料进行密炼或挤出造粒。在可选地实施方式中，密炼温度或挤出温度为170-230℃。在可选地实施方式中，还包括将密炼或挤出造粒得到的熔融混料或颗粒进行成型操作。本申请的有益效果包括：本申请提出了一种能够有效提高重质碳酸钙在塑料有机机体中填充量的改性剂。通过以包括脂肪酸磷酸酯金属盐与烷基酰胺丙基甜菜碱中的至少一种以及烷基酚聚氧乙烯醚的改性剂对重质碳酸钙进行改性，利用改性剂表面的多种基团，实现重质碳酸钙粉体表面的有机包覆改性，显著降低重质碳酸钙的表面极性，从而有效改善重质碳酸钙粉体在PVC树脂中的相容性、分散性和稳定性，有利于实现其在塑料中50wt％以上的高比例填充。本申请提供的改性重质碳酸钙的制备方法简单，周期短，成本低。将该改性重质碳酸钙用于制备PVC塑料制品可提高塑料制品的多项力学性能，并显著降低生产成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为实施例1制得的重质碳酸钙填充PVC复合材料的断面扫描电镜图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本申请提供的改性剂及其应用、改性重质碳酸钙及其制备方法与应用进行具体说明。由于现有表面改性方法和表面改性剂配方在改性重质碳酸钙及其填充塑料材料过程中存在改性工艺复杂、改性剂用量大及填充量不足等缺点。专利技术人经长期研究，创造性地提出了通过以特定改性剂对重质碳酸钙进行改性，从而提高重质碳酸钙粉体颗粒在塑料基体中的分散性和填充量，增强与有机高聚物基体的结合力，改善重质碳酸钙粉体填充有机复合材料的各项性能。本申请所用的改性剂成分包括脂肪酸磷酸酯金属盐、烷基酚聚氧乙烯醚及烷基酰胺丙基甜菜碱。在某些实施方式中，该改性剂含有脂肪酸磷酸酯金属盐和烷基酚聚氧乙烯醚，脂肪酸磷酸酯金属盐和烷基酚聚氧乙烯醚的质量比可以但不仅限于1：1，还可以为10:1-1:10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性剂，其特征在于，成分包括脂肪酸磷酸酯金属盐与烷基酰胺丙基甜菜碱中的至少一种以及烷基酚聚氧乙烯醚。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性剂，其特征在于，成分包括脂肪酸磷酸酯金属盐与烷基酰胺丙基甜菜碱中的至少一种以及烷基酚聚氧乙烯醚。


2.根据权利要求1所述的改性剂，其特征在于，所述脂肪酸磷酸酯金属盐包括脂肪酸磷酸酯钠盐或脂肪酸磷酸酯钾盐；
优选地，所述脂肪酸磷酸酯钠盐包括癸酸磷酸酯钠、辛酸磷酸酯钠、辛癸酸磷酸酯钠、亚油酸磷酸酯钠、油酸磷酸酯钠、硬脂酸磷酸酯钠、棕榈酸磷酸酯钠、肉豆蔻酸磷酸酯钠、月桂酸磷酸酯钠和月桂/肉豆蔻酸磷酸酯钠中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的改性剂，其特征在于，所述烷基酚聚氧乙烯醚包括壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、二壬基酚聚氧乙烯醚和十二烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的改性剂，其特征在于，所述烷基酰胺丙基甜菜碱包括十二烷基酰胺丙基甜菜碱、十四烷基酰胺丙基甜菜碱、十六烷基酰胺丙基甜菜碱和十八烷基酰胺丙基甜菜碱中的至少一种。


5.如权利要求1-4任一项所述的改性剂的应用，其特征在于，用于对重质碳酸钙进行改性。


6.一种改性重质碳酸钙，其特征在于，由重质碳酸钙经权利要求1-4任一项所述改性剂改性而得；
优选地，所述改性剂的添加量为所述重质碳酸钙的0.1-2wt％，更优选为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春全，郑水林，孙志明，梁朝，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11