[发明专利]一种以CaCO3为母体的填充改性材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种填充材料的制备方法，尤其涉及一种以CaCO₃为母体的适用于PVC、PE、PP等塑料的改性应用的填充改性材料的制备方法。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）以其难燃、耐化学腐蚀等优点被广泛应用于化工、建材等领域，然而较低的韧性使其应用受到一定的限制。因此，在保证质量的前提下添加无机粒子（如CaCO₃等），不仅可以降低材料的生产成本、提高产品利润，而且可以改善其他方面的性能，并在定程度上赋予其新的性质，扩大材料的应用范围。

碳酸钙（CaCO₃）是一种重要的无机填料，具有价格低廉、无毒、无刺激性、色泽好、白度高等优点，广泛应用于橡胶、塑料、造纸、食品、医药等工业部门。因碳酸钙原料易得，价格合理，加工性能好，成为橡胶工业中用量较大的填充剂，被广泛用于各种橡胶制品中。但普通碳酸钙具有亲水疏油的表面特性，与塑料的相容性和亲和性较差，容易造成在基料中分散不均匀或聚集，从而导致填料与塑料之间的界面缺陷，大量填充会造成胶料物性恶化。

因此，需要对CaCO₃进行表面处理，而表面处理剂主要为偶联剂。常用的偶联剂包括硅烷、钛酸酯、铝酸酯等，它们能够通过表面化学反应起作用，不仅可改善填料分散相和材料加工性能，同时能够改善制品的物理与力学性能。虽然偶联剂有助于性能的改善，但是偶联剂并不能很好地与CaCO₃表面反应连接。因此，如何改善偶联剂与CaCO₃表面连接性备受研究者的广泛关注。

发明内容

本发明的目的在于针对CaCO₃与十六烷基三甲氧基硅烷不易起表面化学反应的不足，提供一种以CaCO₃为母体的填充改性材料的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种以CaCO₃为母体的填充改性材料的制备方法，该方法具体为：在室温下，将CaCO₃和正硅烷乙酯按100:1-2的质量配比混合，球磨10-30分钟，再将其与十六烷基三甲氧基硅烷混合，十六烷基三甲氧基硅烷的质量为碳酸钙质量的1%，研磨20-40分钟，即得本发明以CaCO₃为母体的填充改性材料。

本发明的有益效果是，本发明先在CaCO₃的表面包覆上SiO₂，后用十六烷基三甲氧基硅烷偶联剂处理。本发明通过SiO₂的包覆增加纳米CaCO₃的稳定性，且能使CaCO₃与偶联剂的“连接”变得容易，可以使CaCO₃均匀分布在PVC、PE、PP等塑料中。应用本发明的方法制备的填充材料原料易购，价格低廉，制作简单，性质稳定，是一种理想的填充材料。

附图说明

图1是本发明以CaCO₃为母体的新型填充改性材料的制备流程图；

图2是本发明材料(CaCO_3、正硅烷乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷的质量配比

    100:1:1)和CaCO₃的红外吸收光谱；

图3是本发明材料(CaCO_3、正硅烷乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷的质量配比

    100:2:1)和CaCO₃的红外吸收光谱；

图4是本发明中的CaCO₃的SEM图；

图5是本发明材料(实施例1)的SEM图；

图6是本发明材料(实施例2)的SEM图；

图7是本发明材料(实施例3)的SEM图；

图8是本发明材料(实施例4)的SEM图；

图9是本发明材料(实施例5)的SEM图；

图10是本发明使用的CaCO₃的TG-DSC图；

图11是本发明材料(CaCO_3、正硅烷乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷的质量配

     比100:1:1)的TG-DSC图；

图12是本发明材料(CaCO_3、正硅烷乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷的质量配

     比100:2:1)的TG-DSC图；

图13是本发明实验性能比较的实物照片。

具体实施方式