一種聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟：A、向Ca(OH)2溶液中加入晶型控制劑，攪拌混合均勻，通入CO2氣體進(jìn)行鼓泡碳化反應(yīng)直到溶液pH為7～8，得到熟漿；B、熟漿過(guò)篩后升溫到60～85℃，在攪拌狀態(tài)下加入飽和脂肪酸鈉與羧酸鉍鹽的混合物作為表面活性劑，并調(diào)節(jié)pH值為7~9之間，繼續(xù)攪拌45～60min；C、步驟B中攪拌后的熟漿進(jìn)行壓濾，得到濾餅，濾餅烘干進(jìn)行粉碎并進(jìn)一步干燥，即得。本發(fā)明制備的納米碳酸鈣與聚氨酯體系有較好結(jié)合力，并能顯著提高聚氨酯密封膠力學(xué)性能，應(yīng)用于聚氨酯密封膠可提高聚氨酯密封膠的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003 ]納米碳酸|丐(NaH〇-CaC〇3)是一種性能優(yōu)良的新型功能性納米級(jí)填料，它不僅能填 充增容，降低成本，更能改善制品的表面色澤度，提高制品的綜合力學(xué)性能。目前，在發(fā)達(dá)國(guó) 家，納米碳酸鈣已在中高檔橡膠、塑料制品、密封膠、涂料、油墨等中得到普遍使用。而在國(guó) 內(nèi)，納米碳酸鈣用量最大的領(lǐng)域是硅酮密封膠，其次為聚氨酯密封膠。聚氨酯密封膠的性能 比硅酮密封膠的性能更優(yōu)異，但難以制備，國(guó)外聚氨酯密封膠用量與硅酮密封膠用量差不 多，主要是目前國(guó)內(nèi)的密封膠的制備技術(shù)水平低下和沒(méi)有好的填料;隨著我國(guó)的技術(shù)水平 的提高，聚氨酯密封膠在日常生活、軍事及工業(yè)等方面均有應(yīng)用，預(yù)計(jì)未來(lái)5年將以7%的速 率增長(zhǎng)。
[0004] 納米碳酸鈣的表面改性，主要是依靠改性劑在碳酸鈣表面的吸附、反應(yīng)、包覆或成 膜來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，表面改性劑對(duì)于碳酸鈣的表面改性及表面處理具有決定性作用。它在碳 酸鈣粒子與材料中的基質(zhì)及其它組份之間起"橋聯(lián)"作用。納米碳酸鈣的表面處理往往都有 其特定的應(yīng)用背景或應(yīng)用領(lǐng)域。因此，選用表面改性劑必須考慮處理物料的應(yīng)用對(duì)象。例 如，用于高聚物基復(fù)合材料、塑料及橡膠等碳酸鈣填料表面改性劑，既要能夠與碳酸鈣表面 吸附或反應(yīng)，覆蓋于粒子的表面，又要與有機(jī)高聚物有較強(qiáng)的化學(xué)作用。因此，從結(jié)構(gòu)上來(lái) 說(shuō)，表面改性劑應(yīng)是一類(lèi)具有一個(gè)以上能與碳酸鈣表面結(jié)合的官能團(tuán)和一個(gè)以上能與有機(jī) 高聚物結(jié)合的官能團(tuán)的化合物。由于碳酸鈣表面改性劑涉及的應(yīng)有領(lǐng)域很多，可用作表面 改性劑的物質(zhì)也很多，常用的表面改性劑有以下幾類(lèi):脂肪酸、油脂、蠟、非離子型表面活性 劑、硅酮類(lèi)、鈦酸酯、胺類(lèi)、磷酸脂類(lèi)、鋁系化合物、鋯----鋁系化合物。使用最普遍的硬脂酸 及其鹽、石蠟、D0P、椰子油等長(zhǎng)鏈脂肪酸，但由于脂肪酸酸鏈之間結(jié)合力弱，填充聚合物后 力學(xué)強(qiáng)度不好;較為理想的表面改性劑是各種類(lèi)型的偶聯(lián)劑如硅烷、鈦酸酯、鋁酸酯等。硅 烷偶聯(lián)劑價(jià)格昂貴，而且對(duì)納米碳酸鈣改性效果不明顯；鈦酸酯偶聯(lián)劑應(yīng)用廣泛，價(jià)格適 中，但由于偶聯(lián)劑的中心原子為金屬鈦原子，其產(chǎn)品具有較深的顏色(從淺棕色到深棕色）， 因此應(yīng)用范圍受到一定的限制。鋁酸酯色澤潔白，但由于產(chǎn)品極易水解，不能暴露在空氣 中，也限制了它不能用于納米碳酸鈣的濕法改性。
[0005] 發(fā)明專(zhuān)利CN 102702795A公開(kāi)了一種聚氨酯膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法:采用 二次深度過(guò)碳化及壓榨式壓濾機(jī)壓濾和壓榨兩步脫水最大程度地降低鎂離子在產(chǎn)品中的 殘留，從而最大程度降低了制備的納米碳酸鈣的堿性，而又用無(wú)機(jī)縮合酸對(duì)納米碳酸鈣顆 粒進(jìn)行表面處理，使產(chǎn)品滿(mǎn)足了聚氨酯膠體系對(duì)改性填料堿度的要求;采用熱風(fēng)對(duì)納米碳 酸鈣進(jìn)行二次深度烘干，同時(shí)又用吸潮性極弱的硅烷基偶聯(lián)劑對(duì)納米碳酸鈣顆粒進(jìn)行表面 憎水處理，使產(chǎn)品水分降低到0.1%以下，并不再吸潮反彈。然而，該產(chǎn)品選用的處理劑為無(wú) 機(jī)縮合酸以及硅烷基偶聯(lián)劑，與聚氨酯體系相容性較差，結(jié)合力較弱，力學(xué)強(qiáng)度難以有效獲 得提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種與聚氨酯體系有較好結(jié)合力，并 能顯著提高聚氨酯密封膠力學(xué)性能的納米碳酸鈣的制備方法，通過(guò)碳化控制溫度、濃度、和 晶形控制劑，在表面處理采用脂肪酸鹽和羧酸鉍鹽聯(lián)合處理，并加入適量的酸，經(jīng)過(guò)壓濾、 烘干、粉碎得到納米碳酸鈣產(chǎn)品，控制產(chǎn)品的比表面積為20-40m 2/g，pH值7-9,應(yīng)用于聚氨 酯密封膠可提高聚氨酯密封膠的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 本發(fā)明的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟： A、 向Ca(0H)2溶液中加入晶型控制劑，攪拌混合均勻，通入C02氣體進(jìn)行鼓泡碳化反應(yīng) 直到溶液pH為7~8,得到熟漿;所述的晶型控制劑為蔗糖、梓檬酸、梓檬酸鈉、EDTA、三乙醇 胺、硫酸鋁、硫酸鋅、硫酸、硫酸鈉、六偏磷酸鈉、磷酸、乙酸中的一種或一種以上的混合，加 入量為Ca(0H) 2質(zhì)量的0.1~2.0%; B、 熟漿過(guò)篩后升溫到60~85 °C，在攪拌狀態(tài)下加入飽和脂肪酸鈉與羧酸鉍鹽的混合物 作為表面活性劑，并調(diào)節(jié)pH值為7~9之間，繼續(xù)攪拌45~60min; C、 步驟B中攪拌后的熟漿進(jìn)行壓濾，得到濾餅，濾餅烘干進(jìn)行粉碎并進(jìn)一步干燥，即得。
[0008] 所述的步驟A中Ca(OH) 2溶液的制備方法包括以下步驟： 按配比為10:0.9~1.1將石灰石與無(wú)煙煤在立窯中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為900~1200 °C，煅燒時(shí)間為8~24h，得到氧化鈣，過(guò)篩去除煤灰和石灰粉，制成塊狀石灰，加水消化，過(guò) 篩除去雜質(zhì)后得到精乳漿，進(jìn)行陳化，即得。
[0009] 所述的塊狀石灰加水消化的方法包括以下步驟:控制所用的水溫度為40~60°C， 水的用量為石灰質(zhì)量的5~6倍，逐步加入塊狀石灰中，生成料漿，控制漿料中氫氧化鈣濃度 在10~15%之間，依次經(jīng)過(guò)60目篩、旋液分離器、150目篩、250目篩除去雜質(zhì)，即得精乳漿。 [0010] 所述的陳化的時(shí)間為16~32h。
[0011] 所述的步驟A中C02氣體的體積濃度為20~50%，碳化反應(yīng)的時(shí)間為30~90min。 [0012]所述的步驟C中表面處理劑的總用量為Ca(0H)2質(zhì)量的2~8%，其中脂肪酸鈉與羧 酸鉍鹽的質(zhì)量比為3~5:1。
[0013] 所述的脂肪酸鈉為月桂酸鈉、硬脂酸鈉、棕櫚酸鈉、油酸鈉、椰子油、棕櫚仁油中的 一種或兩種以上的混合;羧酸鉍鹽為異辛酸鉍、環(huán)烷酸鉍、新葵酸鉍中的一種或兩種以上的 混合物。
[0014] 所述步驟B中的pH的調(diào)節(jié)采用硫酸鋅、硫酸鋁或乙酸作為調(diào)節(jié)劑，加入量為Ca (0H)2質(zhì)量的的0.1~3%。
[0015] 本發(fā)明的有益效果為： 本發(fā)明的表面處理劑使用脂肪酸鹽和羧酸鉍鹽聯(lián)合處理，可以調(diào)節(jié)聚氨酯密封膠的固 化速度，控制聚氨酯密封膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加力學(xué)性能;其中，羧酸鉍鹽不僅能夠有效 包覆在碳酸表面，形成化學(xué)包覆層，而且在聚氨酯體系應(yīng)用中，殘余的鉍鹽能夠起到催化劑 作用，促進(jìn)聚氨酯形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，力學(xué)強(qiáng)度有效提升。而在表面處理劑的成分中，若脂 肪酸鹽比例過(guò)大，聚氨酯體系的強(qiáng)度較差;若脂肪酸鹽比例過(guò)小，聚氨酯反應(yīng)速成度過(guò)快， 貯存穩(wěn)定性較差;若羧酸鉍鹽比例過(guò)大，殘余的鉍鹽能夠起到催化劑作用，反應(yīng)速成度過(guò) 快，造成貯存穩(wěn)定性差;若羧酸鉍鹽比例過(guò)小，聚氨酯形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不明顯，力學(xué)強(qiáng)度 較差。本發(fā)明
【申請(qǐng)人】通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究，獲得科學(xué)合理的表面處理劑的加入量和配比，能夠 保障反應(yīng)的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0016] 碳化反應(yīng)過(guò)程中C02氣體濃度以及碳化時(shí)間的控制也進(jìn)一步鞏固了碳化反應(yīng)的順 利進(jìn)行，C0 2氣體濃度越大，碳化反應(yīng)時(shí)間越短，生成的碳酸鈣粒子越小;C02氣體濃度越小， 碳化時(shí)間越長(zhǎng)，生成的碳酸鈣粒子越大。當(dāng)納米碳酸鈣的比表面積過(guò)小，粒子大，補(bǔ)強(qiáng)效果 差；比表面積太大，二次顆粒容易凝聚成大的粒子，要橡膠基體中不能良好分散，補(bǔ)強(qiáng)效果 也會(huì)減小。本發(fā)明碳化后的碳酸鈣熟漿的控制產(chǎn)品的比表面積為20_40m 2/g，加入適量的酸 以控制pH值在7-9之間，以提高聚氨酯密封膠的貯存穩(wěn)定性。
[0017] 本發(fā)明經(jīng)過(guò)原位包覆處理制備的納米碳酸鈣，特別是用于聚氨酯密封膠時(shí)，具有 良好的貯藏穩(wěn)定性、強(qiáng)度、拉伸性能，即具有良好的力學(xué)性能。本項(xiàng)目的納米碳酸鈣也可應(yīng) 用于塑料、橡膠、密封膠等其它領(lǐng)域，可提高制品的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彈性模量，具有 良好的機(jī)械性能；用本發(fā)明方法生產(chǎn)出來(lái)的納米碳酸鈣有著廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019] 實(shí)施例1 本發(fā)明的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟： A、 向10kgCa(0H)2溶液中加入晶型控制劑，攪拌混合均勾，通入C02氣體進(jìn)行鼓泡碳化 反應(yīng)直到溶液pH為7,得到熟漿；所述的晶型控制劑為蔗糖、檸檬酸的混合，加入量為 0.01kg; B、 熟漿過(guò)篩后升溫到60°C，在攪拌狀態(tài)下加入飽和脂肪酸鈉與羧酸鉍鹽的混合物作為 表面活性劑，并調(diào)節(jié)pH值為7，繼續(xù)攪拌45min; C、 步驟B中攪拌后的熟漿進(jìn)行壓濾，得到濾餅，濾餅烘干進(jìn)行粉碎并進(jìn)一步干燥，即得。
[0020] 所述的步驟A中Ca(OH) 2溶液的制備方法包括以下步驟： 將10kg石灰石與0.9kg無(wú)煙煤在立窯中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為900°C，煅燒時(shí)間為8h，得 到氧化鈣，過(guò)篩去除煤灰和石灰粉，制成塊狀石灰，加水消化，過(guò)篩除去雜質(zhì)后得到精乳漿， 進(jìn)行陳化，即得。
[0021] 所述的塊狀石灰加水消化的方法包括以下步驟:控制所用的水溫度為40°C，水的 用量為50kg，逐步加入塊狀石灰中，生成料漿，控制漿料中氫氧化鈣質(zhì)量濃度為10%之間，依 次經(jīng)過(guò)60目篩、旋液分離器、150目篩、250目篩除去雜質(zhì)，即得精乳漿。
[0022] 所述的陳化的時(shí)間為16h。
[0023]所述的步驟A中C02氣體的體積濃度為20%，碳化反應(yīng)的時(shí)間為30min。
[0024]所述的步驟C中表面處理劑的總用量為Ca(0H)2質(zhì)量的0.2kg，其中脂肪酸鈉的質(zhì) 量為0.15kg，羧酸鉍鹽的質(zhì)量為比為0.05kg。
[0025]所述的脂肪酸鈉為月桂酸鈉、硬脂酸鈉的混合;羧酸鉍鹽為異辛酸鉍。
[0026] 所述步驟B中的pH的調(diào)節(jié)采用硫酸鋅作為調(diào)節(jié)劑，加入量為0.01kg。
[0027] 實(shí)施例2 本發(fā)明的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟： A、 向10kgCa(0H)2溶液中加入晶型控制劑，攪拌混合均勾，通入C02氣體進(jìn)行鼓泡碳化 反應(yīng)直到溶液pH為7.3，得到熟漿;所述的晶型控制劑為檸檬酸鈉、EDTA的混合，加入量為 0.05kg; B、 熟漿過(guò)篩后升溫到65°C，在攪拌狀態(tài)下加入飽和脂肪酸鈉與羧酸鉍鹽的混合物作為 表面活性劑，并調(diào)節(jié)pH值為7.5之間，繼續(xù)攪拌50min; C、 步驟B中攪拌后的熟漿進(jìn)行壓濾，得到濾餅，濾餅烘干進(jìn)行粉碎并進(jìn)一步干燥，即得。
[0028] 所述的步驟A中Ca(OH) 2溶液的制備方法包括以下步驟： 將10kg石灰石與lkg無(wú)煙煤在立窯中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為1000°C，煅燒時(shí)間為12h，得 到氧化鈣，過(guò)篩去除煤灰和石灰粉，制成塊狀石灰，加水消化，過(guò)篩除去雜質(zhì)后得到精乳漿， 進(jìn)行陳化，即得。
[0029] 所述的塊狀石灰加水消化的方法包括以下步驟:控制所用的水溫度為45°C，水的 用量為52kg，逐步加入塊狀石灰中，生成料漿，控制漿料中氫氧化鈣的質(zhì)量濃度為12%，依次 經(jīng)過(guò)60目篩、旋液分離器、150目篩、250目篩除去雜質(zhì)，即得精乳漿。
[0030] 所述的陳化的時(shí)間為20h。
[0031] 所述的步驟A中C02氣體的體積濃度為25%，碳化反應(yīng)的時(shí)間為50min。
[0032] 所述的步驟C中表面處理劑的總用量為0.4kg，其中脂肪酸鈉的質(zhì)量為0.24kg，羧 酸鉍鹽的質(zhì)量為0.06kg。
[0033] 所述的脂肪酸鈉為油酸鈉、椰子油、棕櫚仁油的混合;羧酸鉍鹽為環(huán)烷酸鉍。
[0034] 所述步驟B中的pH的調(diào)節(jié)采用硫酸鋁作為調(diào)節(jié)劑，加入量為0.05kg。
[0035] 實(shí)施例3 本發(fā)明的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟： A、 向10kgCa(0H)2溶液中加入晶型控制劑，攪拌混合均勾，通入C02氣體進(jìn)行鼓泡碳化 反應(yīng)直到溶液pH為7.5,得到熟漿;所述的晶型控制劑為蔗糖、硫酸鋁的混合，加入量為Ca (〇H)2 質(zhì)量的 0.1kg; B、 熟漿過(guò)篩后升溫到70°C，在攪拌狀態(tài)下加入飽和脂肪酸鈉與羧酸鉍鹽的混合物作為 表面活性劑，并調(diào)節(jié)pH值為8，繼續(xù)攪拌55min; C、 步驟B中攪拌后的熟漿進(jìn)行壓濾，得到濾餅，濾餅烘干進(jìn)行粉碎并進(jìn)一步干燥，即得。
[0036] 所述的步驟A中Ca(OH) 2溶液的制備方法包括以下步驟： 將10kg石灰石與1.1kg無(wú)煙煤在立窯中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為1KKTC，煅燒時(shí)間為16h， 得到氧化鈣，過(guò)篩去除煤灰和石灰粉，制成塊狀石灰，加水消化，過(guò)篩除去雜質(zhì)后得到精乳 漿，進(jìn)行陳化，即得。
[0037] 所述的塊狀石灰加水消化的方法包括以下步驟:控制所用的水溫度為50°C，水的 用量為55kg，逐步加入塊狀石灰中，生成料漿，控制漿料中氫氧化鈣質(zhì)量濃度為13%，依次經(jīng) 過(guò)60目篩、旋液分離器、150目篩、250目篩除去雜質(zhì)，即得精乳漿。
[0038] 所述的陳化的時(shí)間為24h。
[0039]所述的步驟A中C02氣體的體積濃度為30%，碳化反應(yīng)的時(shí)間為50min。
[0040]所述的步驟C中表面處理劑的總用量為0.6kg，其中脂肪酸鈉的質(zhì)量為0.5kg，羧酸 鉍鹽的質(zhì)量為0.1 kg。
[0041 ]所述的脂肪酸鈉為油酸鈉、椰子油、棕櫚仁油中的混合;羧酸鉍鹽為新葵酸鉍。 [0042]所述步驟B中的pH的調(diào)節(jié)采用乙酸作為調(diào)節(jié)劑，加入量為Ca(0H)2質(zhì)量的的0.1kg。
[0043] 實(shí)施例4 本發(fā)明的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟： A、 向10kgCa(0H)2溶液中加入晶型控制劑，攪拌混合均勾，通入C02氣體進(jìn)行鼓泡碳化 反應(yīng)直到溶液pH為7.8,得到熟漿;所述的晶型控制劑為六偏磷酸鈉、磷酸、乙酸的混合，加 入量為0.15kg; B、 熟漿過(guò)篩后升溫到80°C，在攪拌狀態(tài)下加入飽和脂肪酸鈉與羧酸鉍鹽的混合物作為 表面活性劑，并調(diào)節(jié)pH值為8.5，繼續(xù)攪拌55min; C、 步驟B中攪拌后的熟漿進(jìn)行壓濾，得到濾餅，濾餅烘干進(jìn)行粉碎并進(jìn)一步干燥，即得。
[0044] 所述的步驟A中Ca(OH) 2溶液的制備方法包括以下步驟： 將10kg石灰石與0.95kg無(wú)煙煤在立窯中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為1150°C，煅燒時(shí)間為 20h，得到氧化鈣，過(guò)篩去除煤灰和石灰粉，制成塊狀石灰，加水消化，過(guò)篩除去雜質(zhì)后得到 精乳漿，進(jìn)行陳化，即得。
[0045] 所述的塊狀石灰加水消化的方法包括以下步驟:控制所用的水溫度為55°C，水的 用量為石灰質(zhì)量的58kg，逐步加入塊狀石灰中，生成料漿，控制漿料中氫氧化鈣的質(zhì)量濃度 為14%之間，依次經(jīng)過(guò)60目篩、旋液分離器、150目篩、250目篩除去雜質(zhì)，即得精乳漿。
[0046] 所述的陳化的時(shí)間為28h。
[0047]所述的步驟A中C02氣體的體積濃度為40%，碳化反應(yīng)的時(shí)間為70min。
[0048]所述的步驟C中表面處理劑的總用量為0.7kg，其中脂肪酸鈉的質(zhì)量為0.56kg，羧 酸鉍鹽的質(zhì)量為0.14kg。
[0049] 所述的脂肪酸鈉為月桂酸鈉、棕櫚仁油中的混合物;羧酸鉍鹽為異辛酸鉍、環(huán)烷酸 鉍的混合物。
[0050] 所述步驟B中的pH的調(diào)節(jié)采用硫酸鋅作為調(diào)節(jié)劑，加入量為Ca(0H)2質(zhì)量的的 0·2kg〇
[0051] 實(shí)施例5 本發(fā)明的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟： A、 向10kgCa(0H)2溶液中加入晶型控制劑，攪拌混合均勾，通入C02氣體進(jìn)行鼓泡碳化 反應(yīng)直到溶液pH為8，得到熟漿;所述的晶型控制劑為六偏磷酸鈉，加入量為0.2kg; B、 熟漿過(guò)篩后升溫到85°C，在攪拌狀態(tài)下加入飽和脂肪酸鈉與羧酸鉍鹽的混合物作為 表面活性劑，并調(diào)節(jié)pH值為9之間，繼續(xù)攪拌60min; C、 步驟B中攪拌后的熟漿進(jìn)行壓濾，得到濾餅，濾餅烘干進(jìn)行粉碎并進(jìn)一步干燥，即得。 [0052 ]所述的步驟A中Ca (0H) 2溶液的制備方法包括以下步驟： 將10kg石灰石與1.1無(wú)煙煤在立窯中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為1200°C，煅燒時(shí)間為8~ 24h，得到氧化鈣，過(guò)篩去除煤灰和石灰粉，制成塊狀石灰，加水消化，過(guò)篩除去雜質(zhì)后得到 精乳漿，進(jìn)行陳化，即得。
[0053]所述的塊狀石灰加水消化的方法包括以下步驟:控制所用的水溫度為60°C，水的 用量為60kg，逐步加入塊狀石灰中，生成料漿，控制漿料中氫氧化鈣的質(zhì)量濃度為15%，依次 經(jīng)過(guò)60目篩、旋液分離器、150目篩、250目篩除去雜質(zhì)，即得精乳漿。
[0054]所述的陳化的時(shí)間為32h。
[0055]所述的步驟A中C02氣體的體積濃度為50%，碳化反應(yīng)的時(shí)間為90min。
[0056]所述的步驟C中表面處理劑的總用量為0.8kg，其中脂肪酸鈉0.6kg，羧酸鉍鹽的質(zhì) 量為〇.2kg。
[0057] 所述的脂肪酸鈉為硬脂酸鈉;羧酸鉍鹽為環(huán)烷酸鉍、新葵酸鉍中的混合物。
[0058] 所述步驟B中的pH的調(diào)節(jié)采用乙酸作為調(diào)節(jié)劑，加入量為0.3kg。
[0059] 實(shí)施例6 對(duì)比試驗(yàn) 1、 按本發(fā)明實(shí)施例2~4的方法制備納米碳酸鈣 2、 對(duì)照組納米碳酸鈣制備 (1)按石灰石與無(wú)煙煤質(zhì)量比為10:1在立窯中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度控制在l〇〇〇±50°C 范圍內(nèi)，煅燒時(shí)間為12h，得到塊狀石灰。將塊狀石灰送至化灰機(jī)加水化灰，得到粗漿;化灰 時(shí)所用的水溫度控制為50°C，水的用量為石灰質(zhì)量的5倍。粗漿依次經(jīng)過(guò)60目篩、旋液分離 器、150目及250目篩除去雜質(zhì)，得到精乳漿，陳化24h，制得Ca(0H) 2生漿備用。
[0060] (2)調(diào)節(jié)生漿Ca(0H) 2的濃度為10%，碳化起始溫度為17 °C，加入0 · 5%(以氫氧化鈣 固含量計(jì)算)晶形控制劑六偏磷酸鈉，開(kāi)啟碳化反應(yīng)器的攪拌，通入C〇2濃度為33%的窯氣進(jìn) 行反應(yīng)，當(dāng)碳化到pH=7.5時(shí)，停止碳化，檢測(cè)納米碳酸鈣熟漿的BET比表面積為35.8m 2/g。
[0061] (3)將納米碳酸鈣熟漿經(jīng)過(guò)350目振動(dòng)篩后，進(jìn)入表面處理池，熟漿升溫到70°C，同 時(shí)加入占碳酸鈣重量4.2%的硬脂酸鈉。
[0062] (4)對(duì)表面處理好的漿，進(jìn)行壓濾、干燥，得到水分彡0.5%的產(chǎn)品，然后進(jìn)行粉碎、 分級(jí)、包裝，得到本發(fā)明的產(chǎn)品。檢測(cè)產(chǎn)品的比表面積為32.4m2/g，pH為9.6。
[0063] 2、密封膠的制備 在制備密封膠前，先將納米碳酸鈣填料在120 °C烘干3小時(shí);在制備密封膠時(shí)，首先將聚 醚二元醇-220、聚醚三元醇-330、D0P按以下比例加入500ml三口燒瓶中，110-120°C真空脫 水2h;將體系降溫至80°C，加入計(jì)量好的MDI反應(yīng)3小時(shí)，得到聚氨酯預(yù)聚體。將聚氨酯預(yù)聚 體、碳酸鈣填料和其余助劑依次加入行星雙軸攪拌機(jī)，抽真空，60°C下混合分散2小時(shí)，出料 得到聚氨酯密封膠，將混合物裝入聚乙烯塑料瓶中保存?zhèn)溆谩?br>[0064]將以上各實(shí)施例按如下配方進(jìn)行填充聚氨酯密封膠： 聚氨酯密封膠的配方如表1: 表1聚氨酯密封膠配方
將本發(fā)明實(shí)施例2~4及對(duì)照組制備的納米碳酸鈣分別填充聚氨酯密封膠后，進(jìn)行測(cè)試， 首先把密封膠制成1.8-2.2mm的薄膜，在標(biāo)準(zhǔn)固化條件下固化7天，用GB/T 528標(biāo)準(zhǔn)A型切刀 制備標(biāo)準(zhǔn)啞鈴型試樣，測(cè)定拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度。
[0065]性能測(cè)試結(jié)果如表2所示： 表2聚氨酯密封膠各性能測(cè)試結(jié)果
從以上的對(duì)比例可以看出，本發(fā)明的的納米碳酸鈣產(chǎn)品，采用脂肪酸鹽與羧酸鉍鹽聯(lián) 合處理，pH值控制在7-9之間的納米碳酸鈣應(yīng)用于聚氨酯密封膠時(shí)，具有更好的拉伸強(qiáng)度、 斷裂伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： A、 向Ca(OH)2溶液中加入晶型控制劑，攪拌混合均勻，通入CO2氣體進(jìn)行鼓泡碳化反應(yīng)直 到溶液pH為7~8，得到熟漿;所述的晶型控制劑為蔗糖、檸檬酸、檸檬酸鈉、EDTA、三乙醇胺、 硫酸鋁、硫酸鋅、硫酸、硫酸鈉、六偏磷酸鈉、磷酸、乙酸中的一種或一種以上的混合，加入量 為Ca(OH) 2質(zhì)量的0.1~2.0%; B、 熟漿過(guò)篩后升溫到60~85°C，在攪拌狀態(tài)下加入飽和脂肪酸鈉與羧酸鉍鹽的混合物 作為表面活性劑，并調(diào)節(jié)pH值為7-9之間，繼續(xù)攪拌45~60min; C、 步驟B中攪拌后的熟漿進(jìn)行壓濾，得到濾餅，濾餅烘干進(jìn)行粉碎并進(jìn)一步干燥，即得。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于，所述 的步驟A中Ca (0H) 2溶液的制備方法包括以下步驟： 按配比為10:0.9~1.1將石灰石與無(wú)煙煤在立窯中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為900~1200 °C，煅燒時(shí)間為8~24h，得到氧化鈣，過(guò)篩去除煤灰和石灰粉，制成塊狀石灰，加水消化，過(guò) 篩除去雜質(zhì)后得到精乳漿，進(jìn)行陳化，即得。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于，所述 的塊狀石灰加水消化的方法包括以下步驟:控制所用的水溫度為40~60°C，水的用量為石 灰質(zhì)量的5~6倍，逐步加入塊狀石灰中，生成料漿，控制漿料中氫氧化鈣濃度在10~15%之 間，依次經(jīng)過(guò)60目篩、旋液分離器、150目篩、250目篩除去雜質(zhì)，即得精乳漿。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于:所述 的陳化的時(shí)間為16~32h。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于:所述 的步驟A中CO2氣體的體積濃度為20~50%，碳化反應(yīng)的時(shí)間為30~90min。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于:所述 的步驟C中表面處理劑的總用量為Ca(OH) 2質(zhì)量的2~8%，其中脂肪酸鈉與羧酸鉍鹽的質(zhì)量 比為3~5:1。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于:所述 的脂肪酸鈉為月桂酸鈉、硬脂酸鈉、棕櫚酸鈉、油酸鈉、椰子油、棕櫚仁油中的一種或兩種以 上的混合;羧酸鉍鹽為異辛酸鉍、環(huán)烷酸鉍、新葵酸鉍中的一種或兩種以上的混合物。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚氨酯密封膠專(zhuān)用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于:所述 步驟B中的pH的調(diào)節(jié)采用硫酸鋅、硫酸鋁或乙酸作為調(diào)節(jié)劑，加入量為Ca(OH) 2質(zhì)量的的0.1 ~3% 〇
【文檔編號(hào)】B82Y40/00GK105883883SQ201610246175
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】楊光貴
【申請(qǐng)人】廣西平南縣恒祥鈣業(yè)有限公司