[发明专利]一种活性碳酸钙

说明书

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种活性碳酸钙。该种活性碳酸钙，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙65~75份，环氧树脂20~36份，柠檬酸三乙酯6~15份，草木灰11~18份，石墨烯2~13份，玻璃纤维1~9份，硬脂酸4~8份，硅烷偶联剂1~6份和活化剂7~15份。该种活性碳酸钙原料廉价易得，生产成本低，与橡胶基体相容性优良，具有良好的机械性能、耐磨性能，补强效果好。该种活性碳酸钙的制备方法简单，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种活性碳酸钙。

背景技术

碳酸钙是一类重要的功能性无机填料，其无毒、无味、无刺激性，具有价格低廉、储量丰富、化学稳定性好、易干燥、易着色、填充量大等优点，能够显著改善材料的加工性能、物理性能并降低生产成本，广泛应用于塑料、橡胶、涂料、造纸等领域。

在橡胶制品中，使用碳酸钙替代碳黑、白碳黑作为填充剂和补强剂已经成为降低橡胶制品生产成本的一种行之有效的方案。然而，碳酸钙为亲水性化合物，表面亲水疏油，在使用过程中易形成聚集体，与高聚物相容性不足，分散性能及补强效果差，作为填料特别是大量填充时，会降低材料的物料性能，普通的碳酸钙已无法满足人们的使用需求。

为了改善碳酸钙的功能特性、提高性能指标，现在工业生产中主要是通过硬脂酸及其盐、偶联剂，或者通过吸附、表面涂覆和表面化学键合来实现表面改性。但经过这些改性剂的处理，橡胶基体与碳酸钙填料之间的相容性仍不理想，界面结合力较弱，对橡胶材料的性能有不利影响。

本发明的活性碳酸钙通过对碳酸钙表面进行活化处理，增强碳酸钙表面与橡胶基体的相容性，提升碳酸钙的补强性能，以满足人们的使用需求。

发明内容

为了解决上述背景中提到的问题，本发明目的在于提供一种活性碳酸钙。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种活性碳酸钙，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙65~75份，环氧树脂20~36份，柠檬酸三乙酯6~15份，草木灰11~18份，石墨烯2~13份，玻璃纤维1~9份，硬脂酸4~8份，硅烷偶联剂1~6份和活化剂7~15份。

作为本发明进一步的方案：所述活性碳酸钙，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙68~72份，环氧树脂25~31份，柠檬酸三乙酯9~13份，草木灰12~15份，石墨烯6~10份，玻璃纤维3~7份，硬脂酸5~7份，硅烷偶联剂2~5份和活化剂10~14份。

作为本发明进一步的方案：所述活性碳酸钙，由以下按照重量份数的原料组成：碳酸钙70份，环氧树脂29份，柠檬酸三乙酯12份，草木灰14份，石墨烯8份，玻璃纤维4份，硬脂酸6份，硅烷偶联剂3份和活化剂11份。

作为本发明进一步的方案：所述活性碳酸钙的活化剂由氧化锌、铝酸酯、十二烷基苯磺酸钠组成。

作为本发明进一步的方案：所述活性碳酸钙的活化剂中氧化锌、铝酸酯、十二烷基苯磺酸钠的重量比为1~5:3~10:2~8。

一种活性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：

（1）将碳酸钙粉碎后和草木灰混合均匀，放入高速混合机中，搅拌并升温，当混合机内温度为80℃时，停止加热并加入硅烷偶联剂，继续搅拌30min，加热至110℃，加入柠檬酸三乙酯、玻璃纤维，搅拌10min，冷却至室温，得到改性碳酸钙；

（2）将环氧树脂加热至75℃，加入石墨烯、硬脂酸，保温1h后，加入改性碳酸钙，冷却至60℃，加入活化剂，保温1h，即得活性碳酸钙。