本發(fā)明屬于改性碳酸鈣制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種橡膠用改性碳酸鈣。

背景技術(shù)：

碳酸鈣是一種常用無機(jī)填料，因來源廣、價格便宜等，廣泛用于橡膠、塑料、涂料等領(lǐng)域。但碳酸鈣表面親水疏油、比表面積大、表面能高、顆粒間極易團(tuán)聚，當(dāng)直接或大量填充有機(jī)基體材料中時，不但難以均勻地分散，且與基體的結(jié)合力很弱，導(dǎo)致兩相界面缺陷、復(fù)合材料的某些性能下降。因此，為了拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，必須對碳酸鈣表面進(jìn)行改性，使其表面親油疏水，增強(qiáng)與橡膠的相容性，提高在橡膠中的分散性，改善和提高復(fù)合材料的性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種橡膠用改性碳酸鈣，以解決現(xiàn)有碳酸鈣親水疏油、分散性不好、易沉降、機(jī)械強(qiáng)度不高、與橡膠相容性差等問題。本發(fā)明通過對碳酸鈣改性，解決了碳酸鈣親水疏油、分散性不好、易沉降、機(jī)械強(qiáng)度不高、與聚合物相容性差無法達(dá)到增強(qiáng)作用等問題，提高了碳酸鈣的應(yīng)用范圍；同時賦予了改性碳酸鈣抗老化、阻燃、消煙等功能。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種橡膠用改性碳酸鈣，以重量份為單位，包括以下原料：碳酸鈣162-198份、甘氨酸46-59份、催化劑0.4-0.6份、引發(fā)劑0.2-0.4份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀2-5份、碳酸氫鉀1.5-3.8份、架橋劑0.5-0.7份、調(diào)節(jié)劑0.2-0.4份、交聯(lián)劑0.3-0.6份、促進(jìn)劑0.1-0.2份、苯丙烯6-11份、增塑劑0.4-0.8份、過硫酸鈉2-4份、水溶膠氫氧化鋁4.2-7份、活性白土3.2-6份、相容劑0.3-0.6份、分散劑0.2-0.4份、磷酸二銨1-3份、消煙劑2-3份、紫外線吸收劑0.2-0.4份、光穩(wěn)劑0.1-0.2份、抗老劑0.3-0.6份、穩(wěn)定劑0.2-0.5份；

所述催化劑為五氧化二釩；

所述引發(fā)劑為叔丁基過氧化氫；

所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑；

所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類調(diào)節(jié)劑；

所述交聯(lián)劑為聚碳化二亞胺交聯(lián)劑；

所述促進(jìn)劑為辛酸亞錫；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；

所述相容劑為丙烯酸型相容劑；

所述分散劑為分散劑NNO；

所述消煙劑為三氫化鉬；

所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；

所述光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑622；

所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑；

所述穩(wěn)定劑為二鹽基亞磷酸鉛；

所述橡膠用改性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將碳酸鈣粉碎，過2000-3000目的篩子，制得碳酸鈣粉碎物；

S2：將碳酸鈣粉碎物配成濃度為4％-6％的漿料，向所述漿料中加入甘氨酸、催化劑、引發(fā)劑，在微波功率為100-200W，溫度為75-82℃，轉(zhuǎn)速為300-600r/min下攪拌0.6-1.2h，制得物料A；

S3：向步驟S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀、碳酸氫鉀、架橋劑、調(diào)節(jié)劑、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑、苯丙烯、增塑劑，在氮氣保護(hù)，微波功率為120-180W，溫度為66-72℃，轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌0.6-0.9h，制得物料B；

S4：向步驟S3制得的物料B中加入過硫酸鈉，在微波功率為80-120W，溫度為82-88℃，轉(zhuǎn)速為300-500r/min下攪拌3-5h，制得物料C；

S5：向步驟S4制得的物料C中加入水溶膠氫氧化鋁、活性白土、相容劑、分散劑，在微波功率為250-270W，溫度為76-80℃，轉(zhuǎn)速為200-300r/min下攪拌2-4h，制得物料D；

S6：向步驟S5制得的物料D中加入磷酸二銨、消煙劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)劑、抗老劑、穩(wěn)定劑，在微波功率為150-180W，溫度為48-55℃，轉(zhuǎn)速為1000-1200r/min下攪拌0.6-0.8h，接著靜置4.5-5.5h后抽濾制得濕物，所述濕物在82-88℃下干燥至含水量≤3％，再接著研磨成納米粉狀，制得橡膠用改性碳酸鈣。

優(yōu)選地，步驟S2中所述微波功率為200W，溫度為82℃，轉(zhuǎn)速為600r/min下攪拌0.6h，制得物料A。

優(yōu)選地，步驟S3中所述微波功率為180W，溫度為72℃，轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌0.6h，制得物料B。

優(yōu)選地，步驟S4中所述微波功率為120W，溫度為88℃，轉(zhuǎn)速為500r/min下攪拌3h，制得物料C。

優(yōu)選地，步驟S5中所述微波功率為270W，溫度為80℃，轉(zhuǎn)速為300r/min下攪拌2h，制得物料D。

優(yōu)選地，步驟S6中所述微波功率為180W，溫度為55℃，轉(zhuǎn)速為1200r/min下攪拌0.6h。

優(yōu)選地，步驟S6中所述濕物在82℃下干燥至含水量為3％。

本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明通過對碳酸鈣改性，解決了碳酸鈣親水疏油、分散性不好、易沉降、機(jī)械強(qiáng)度不高、與聚合物相容性差無法達(dá)到增強(qiáng)作用等問題，提高了碳酸鈣的應(yīng)用范圍；同時賦予了改性碳酸鈣抗老化、阻燃、消煙等功能；

(2)本發(fā)明的橡膠用改性碳酸鈣制備方法簡單、成本低，作為橡膠工業(yè)填料具有增強(qiáng)產(chǎn)品各方面性能的作用，值得推廣。

【具體實施方式】

為便于更好地理解本發(fā)明，通過以下實例加以說明，這些實例屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，但不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

在實施例中，所述橡膠用改性碳酸鈣，以重量份為單位，包括以下原料：碳酸鈣162-198份、甘氨酸46-59份、催化劑0.4-0.6份、引發(fā)劑0.2-0.4份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀2-5份、碳酸氫鉀1.5-3.8份、架橋劑0.5-0.7份、調(diào)節(jié)劑0.2-0.4份、交聯(lián)劑0.3-0.6份、促進(jìn)劑0.1-0.2份、苯丙烯6-11份、增塑劑0.4-0.8份、過硫酸鈉2-4份、水溶膠氫氧化鋁4.2-7份、活性白土3.2-6份、相容劑0.3-0.6份、分散劑0.2-0.4份、磷酸二銨1-3份、消煙劑2-3份、紫外線吸收劑0.2-0.4份、光穩(wěn)劑0.1-0.2份、抗老劑0.3-0.6份、穩(wěn)定劑0.2-0.5份；

所述催化劑為五氧化二釩；

所述引發(fā)劑為叔丁基過氧化氫；

所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑；

所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類調(diào)節(jié)劑；

所述交聯(lián)劑為聚碳化二亞胺交聯(lián)劑；

所述促進(jìn)劑為辛酸亞錫；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；

所述相容劑為丙烯酸型相容劑；

所述分散劑為分散劑NNO；

所述消煙劑為三氫化鉬；

所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；

所述光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑622；

所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑；

所述穩(wěn)定劑為二鹽基亞磷酸鉛；

所述橡膠用改性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將碳酸鈣粉碎，過2000-3000目的篩子，制得碳酸鈣粉碎物；

S2：將碳酸鈣粉碎物配成濃度為4％-6％的漿料，向所述漿料中加入甘氨酸、催化劑、引發(fā)劑，在微波功率為100-200W，溫度為75-82℃，轉(zhuǎn)速為300-600r/min下攪拌0.6-1.2h，制得物料A；

S3：向步驟S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀、碳酸氫鉀、架橋劑、調(diào)節(jié)劑、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑、苯丙烯、增塑劑，在氮氣保護(hù)，微波功率為120-180W，溫度為66-72℃，轉(zhuǎn)速為200-400r/min下攪拌0.6-0.9h，制得物料B；

S4：向步驟S3制得的物料B中加入過硫酸鈉，在微波功率為80-120W，溫度為82-88℃，轉(zhuǎn)速為300-500r/min下攪拌3-5h，制得物料C；

S5：向步驟S4制得的物料C中加入水溶膠氫氧化鋁、活性白土、相容劑、分散劑，在微波功率為250-270W，溫度為76-80℃，轉(zhuǎn)速為200-300r/min下攪拌2-4h，制得物料D；

S6：向步驟S5制得的物料D中加入磷酸二銨、消煙劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)劑、抗老劑、穩(wěn)定劑，在微波功率為150-180W，溫度為48-55℃，轉(zhuǎn)速為1000-1200r/min下攪拌0.6-0.8h，接著靜置4.5-5.5h后抽濾制得濕物，所述濕物在82-88℃下干燥至含水量≤3％，再接著研磨成納米粉狀，制得橡膠用改性碳酸鈣。

下面通過更具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。

實施例1

一種橡膠用改性碳酸鈣，以重量份為單位，包括以下原料：碳酸鈣180份、甘氨酸52份、催化劑0.5份、引發(fā)劑0.5份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀3份、碳酸氫鉀2.5份、架橋劑0.6份、調(diào)節(jié)劑0.3份、交聯(lián)劑0.5份、促進(jìn)劑0.1份、苯丙烯8份、增塑劑0.6份、過硫酸鈉3份、水溶膠氫氧化鋁5.6份、活性白土4.8份、相容劑0.5份、分散劑0.3份、磷酸二銨2份、消煙劑2.5份、紫外線吸收劑0.3份、光穩(wěn)劑0.1份、抗老劑0.5份、穩(wěn)定劑0.4份；

所述催化劑為五氧化二釩；

所述引發(fā)劑為叔丁基過氧化氫；

所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑；

所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類調(diào)節(jié)劑；

所述交聯(lián)劑為聚碳化二亞胺交聯(lián)劑；

所述促進(jìn)劑為辛酸亞錫；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；

所述相容劑為丙烯酸型相容劑；

所述分散劑為分散劑NNO；

所述消煙劑為三氫化鉬；

所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；

所述光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑622；

所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑；

所述穩(wěn)定劑為二鹽基亞磷酸鉛；

所述橡膠用改性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將碳酸鈣粉碎，過2500目的篩子，制得碳酸鈣粉碎物；

S2：將碳酸鈣粉碎物配成濃度為5％的漿料，向所述漿料中加入甘氨酸、催化劑、引發(fā)劑，在微波功率為150W，溫度為80℃，轉(zhuǎn)速為500r/min下攪拌0.9h，制得物料A；

S3：向步驟S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀、碳酸氫鉀、架橋劑、調(diào)節(jié)劑、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑、苯丙烯、增塑劑，在氮氣保護(hù)，微波功率為150W，溫度為68℃，轉(zhuǎn)速為300r/min下攪拌0.8h，制得物料B；

S4：向步驟S3制得的物料B中加入過硫酸鈉，在微波功率為100W，溫度為85℃，轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌4h，制得物料C；

S5：向步驟S4制得的物料C中加入水溶膠氫氧化鋁、活性白土、相容劑、分散劑，在微波功率為260W，溫度為78℃，轉(zhuǎn)速為250r/min下攪拌3h，制得物料D；

S6：向步驟S5制得的物料D中加入磷酸二銨、消煙劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)劑、抗老劑、穩(wěn)定劑，在微波功率為165W，溫度為52℃，轉(zhuǎn)速為1100r/min下攪拌0.7h，接著靜置5h后抽濾制得濕物，所述濕物在85℃下干燥至含水量為2.6％，再接著研磨成納米粉狀，制得橡膠用改性碳酸鈣。

實施例2

一種橡膠用改性碳酸鈣，以重量份為單位，包括以下原料：碳酸鈣162份、甘氨酸46份、催化劑0.4份、引發(fā)劑0.2份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀2份、碳酸氫鉀1.5份、架橋劑0.5份、調(diào)節(jié)劑0.2份、交聯(lián)劑0.3份、促進(jìn)劑0.1份、苯丙烯6份、增塑劑0.4份、過硫酸鈉2份、水溶膠氫氧化鋁4.2份、活性白土3.2份、相容劑0.3份、分散劑0.2份、磷酸二銨1份、消煙劑2份、紫外線吸收劑0.2份、光穩(wěn)劑0.1份、抗老劑0.3份、穩(wěn)定劑0.2份；

所述催化劑為五氧化二釩；

所述引發(fā)劑為叔丁基過氧化氫；

所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑；

所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類調(diào)節(jié)劑；

所述交聯(lián)劑為聚碳化二亞胺交聯(lián)劑；

所述促進(jìn)劑為辛酸亞錫；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；

所述相容劑為丙烯酸型相容劑；

所述分散劑為分散劑NNO；

所述消煙劑為三氫化鉬；

所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；

所述光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑622；

所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑；

所述穩(wěn)定劑為二鹽基亞磷酸鉛；

所述橡膠用改性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將碳酸鈣粉碎，過2000目的篩子，制得碳酸鈣粉碎物；

S2：將碳酸鈣粉碎物配成濃度為4％的漿料，向所述漿料中加入甘氨酸、催化劑、引發(fā)劑，在微波功率為100W，溫度為76℃，轉(zhuǎn)速為300r/min下攪拌1h，制得物料A；

S3：向步驟S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀、碳酸氫鉀、架橋劑、調(diào)節(jié)劑、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑、苯丙烯、增塑劑，在氮氣保護(hù)，微波功率為120W，溫度為66℃，轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌0.9h，制得物料B；

S4：向步驟S3制得的物料B中加入過硫酸鈉，在微波功率為80W，溫度為82℃，轉(zhuǎn)速為300r/min下攪拌5h，制得物料C；

S5：向步驟S4制得的物料C中加入水溶膠氫氧化鋁、活性白土、相容劑、分散劑，在微波功率為250W，溫度為76℃，轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌4h，制得物料D；

S6：向步驟S5制得的物料D中加入磷酸二銨、消煙劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)劑、抗老劑、穩(wěn)定劑，在微波功率為150W，溫度為48℃，轉(zhuǎn)速為1000r/min下攪拌0.8h，接著靜置4.5h后抽濾制得濕物，所述濕物在82℃下干燥至含水量為3％，再接著研磨成納米粉狀，制得橡膠用改性碳酸鈣。

實施例3

一種橡膠用改性碳酸鈣，以重量份為單位，包括以下原料：碳酸鈣198份、甘氨酸59份、催化劑0.6份、引發(fā)劑0.4份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀5份、碳酸氫鉀3.8份、架橋劑0.7份、調(diào)節(jié)劑0.4份、交聯(lián)劑0.6份、促進(jìn)劑0.2份、苯丙烯11份、增塑劑0.8份、過硫酸鈉4份、水溶膠氫氧化鋁7份、活性白土6份、相容劑0.6份、分散劑0.4份、磷酸二銨3份、消煙劑3份、紫外線吸收劑0.4份、光穩(wěn)劑0.2份、抗老劑0.6份、穩(wěn)定劑0.5份；

所述催化劑為五氧化二釩；

所述引發(fā)劑為叔丁基過氧化氫；

所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑；

所述調(diào)節(jié)劑為丙烯酸酯類調(diào)節(jié)劑；

所述交聯(lián)劑為聚碳化二亞胺交聯(lián)劑；

所述促進(jìn)劑為辛酸亞錫；

所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；

所述相容劑為丙烯酸型相容劑；

所述分散劑為分散劑NNO；

所述消煙劑為三氫化鉬；

所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；

所述光穩(wěn)定劑為光穩(wěn)定劑622；

所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑；

所述穩(wěn)定劑為二鹽基亞磷酸鉛；

所述橡膠用改性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將碳酸鈣粉碎，過3000目的篩子，制得碳酸鈣粉碎物；

S2：將碳酸鈣粉碎物配成濃度為6％的漿料，向所述漿料中加入甘氨酸、催化劑、引發(fā)劑，在微波功率為270W，溫度為80℃，轉(zhuǎn)速為600r/min下攪拌0.6h，制得物料A；

S3：向步驟S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀、碳酸氫鉀、架橋劑、調(diào)節(jié)劑、交聯(lián)劑、促進(jìn)劑、苯丙烯、增塑劑，在氮氣保護(hù)，微波功率為180W，溫度為72℃，轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌0.6h，制得物料B；

S4：向步驟S3制得的物料B中加入過硫酸鈉，在微波功率為120W，溫度為88℃，轉(zhuǎn)速為500r/min下攪拌3h，制得物料C；

S5：向步驟S4制得的物料C中加入水溶膠氫氧化鋁、活性白土、相容劑、分散劑，在微波功率為260W，溫度為82℃，轉(zhuǎn)速為300r/min下攪拌2h，制得物料D；

S6：向步驟S5制得的物料D中加入磷酸二銨、消煙劑、紫外線吸收劑、光穩(wěn)劑、抗老劑、穩(wěn)定劑，在微波功率為180W，溫度為55℃，轉(zhuǎn)速為1200r/min下攪拌0.6h，接著靜置4.5h后抽濾制得濕物，所述濕物在88℃下干燥至含水量為2.2％，再接著研磨成納米粉狀，制得橡膠用改性碳酸鈣。

對本發(fā)明實施例1-3生產(chǎn)的橡膠用改性碳酸鈣和未改性的碳酸鈣性能進(jìn)行比較，得到改性碳酸鈣比未改性的碳酸鈣吸油值降低了54.75％-55.89％，沉降體積降低了63.46％-67.51％，粘度降低了60.34％-64.59％，堆積密度降低了22.06％-23.79％，活化率提高了37.43％-40.54％，說明改性后的碳酸鈣親油疏水，與橡膠相容性好，并且堆積密度變小，說明碳酸鈣分散性能好，不易團(tuán)聚。

以上內(nèi)容不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。