[发明专利]一种碳酸钙的改性方法及其在PVC管材的应用

说明书

本发明公开了一种碳酸钙的改性方法及其在PVC管材的应用，所述碳酸钙先经过先用椰油酰胺磺基琥珀酸单酯二钠和壬基酚聚氧化乙烯醚进行表面改性，再用八氨基苯基笼形倍半硅氧烷和月桂醇聚醚‑4磷酸酯钠进行二次表面改性。本发明得到的改性碳酸钙具有高分散性、高韧性、耐候性、耐热性、高强度及高韧性等特点，作为PVC管材体系的填料，可以赋予管材高强度、高韧性、耐腐蚀、耐热性好、抗冲击性强等性能，延长管材的使用寿命和扩宽管材的应用领域。

技术领域

本发明涉及塑料管材技术领域，具体是一种碳酸钙的改性方法及其在PVC管材的应用。

背景技术

PVC 管材具有耐腐蚀性强、强度高、刚性好等特点，因此，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域，是一种适用范围仅次于聚乙烯的塑料管材。但由于PVC树脂本身存在耐热性差、抗冲击能力差问题，从而导致运用PVC树脂制备的塑料管材相应也存在耐热性差，在光照条件下易老化、变形、易脆等问题，缩短了管材的使用寿命。

碳酸钙作为PVC管材的重要填料之一，但由于碳酸钙粒子粒径越小，表面上的原子数越多，则表面能越高，吸附作用越强，各个粒子间相互团聚；其次是碳酸钙作为一种无机填料，粒子表面亲水疏油，与PVC树脂的亲和性差、易形成聚集体，造成高聚物内部缺陷、力学性能变差。为了提高碳酸钙的填充性能，必须采用有效的工艺及表面改性方法对其碳酸钙进行表面改性。目前对碳酸钙改性的方法中，主要选用的表面处理剂通常为脂肪酸或其盐，虽然体系的分散性和加工流动性有所改善，但由于PVC树脂很难与碳酸钙填料有效结合，导致基体与填料的界面粘结力差，从而造成PVC管材的力学强度不高。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明目的在于提供一种高分散性、高韧性、耐候性、优异力学性能的碳酸钙的改性方法。本方法得到的改性碳酸钙作为PVC管材体系的填料，可以赋予管材高强度、高韧性、耐腐蚀、耐热性好、抗冲击性强、阻燃性好等性能，延长管材的使用寿命和扩宽管材的应用领域。

本发明的第一目的在于提供应用于PVC管材的改性碳酸钙，所述改性碳酸钙经过如下改性步骤：

（1）将大理石加入破碎机进行破碎，粉碎至粒径≥20目，得碳酸钙粗粉；

（2）将碳酸钙粗粉加入研磨机，再加入椰油酰胺磺基琥珀酸单酯二钠和壬基酚聚氧化乙烯醚组成的表面处理剂，所述表面处理剂的加入量为大理石重量的2-4%，研磨，得粒径为200-400目的碳酸钙细粉；

（3）将碳酸钙细粉加入搅拌机，再加入八氨基苯基笼形倍半硅氧烷和月桂醇聚醚-4 磷酸酯钠组成的二次改性剂加入搅拌机，二次改性剂的加入量为大理石重量的1.5-2.5%，高速搅拌混合均匀，得改性碳酸钙；

（4）将改性碳酸钙干燥，研磨至600-1000目，过筛，得PVC管材的改性碳酸钙。

进一步地，所述表面处理剂中椰油酰胺磺基琥珀酸单酯二钠和壬基酚聚氧化乙烯醚的重量比为1:2-4。

进一步地，所述二次改性剂中八氨基苯基笼形倍半硅氧烷和月桂醇聚醚-4 磷酸酯钠的重量比为1-3:1。

本发明第二目的在于提供所述改性碳酸钙在PVC管材的应用，所述PVC管材包括以下重量份数的原料制成：

PVC树脂100份、聚氨酯橡胶10-20份、苯胺-磺酸基苯胺共聚物3-5份、聚醚改性聚二甲基硅氧烷2-5份、改性碳酸钙15-30份、壳聚糖3-5份、芳纶纤维2-4份、偶联剂3-5份、润滑剂1-3份、交联剂0.5-2份、抗氧化剂0.5-1.5份、稳定剂0.5-1.5份和加工助剂1-4份。