纳米碳酸钙的比表面积大,分子间力、静电作用、氢键等引起碳酸钙粉体的团聚,再加上纳米碳酸钙为亲水性无机化合物,易形成粉体聚集体,造成纳米碳酸钙在体系中分散不均匀,易于与高聚物团聚,这一致命的缺点,限制了其应用。
近日,安徽豪家管业股份有限公司申请一项名为《一种改性纳米碳酸钙增韧PVC的加工方法》发明专利,公开号CN202410517020.X,申请日期为2024年4月。
该发明提供一种改性纳米碳酸钙增韧PVC的加工方法,包括以下步骤:
(1)纳米碳酸钙表面处理,将纳米碳酸钙滤饼与氢化蓖麻油酸按计量加入行星捏合机中进行混合,所述氢化蓖麻油酸的加入量是纳米碳酸钙重量的2.0~3.5%,得到表面处理后的纳米碳酸钙;
(2)按照以下重量份称量原料:PVC树脂100份、ACR0.5~0.8份、加工改性剂4~6份、紫外光吸收剂0.5~1份、钙锌稳定剂4~5份、润滑剂1~2份、表面处理后的纳米碳酸钙5~10份、钛白粉1~2份;润滑剂为硬脂酸、石蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸钠中的一种或多种。
(3)采用混合机进行混料,650rpm高速搅拌下,将100份PVC树脂加到混合室中,升温至60℃时将钙锌稳定剂、钛白粉、加工改性剂(氯化聚乙烯或氯醋树脂)、表面处理后的纳米碳酸钙、ACR加入树脂中,升温至70~80℃后,再加入润滑剂后排出物料,再送入180rpm转速的冷混机中,再加入紫外光吸收剂,冷混10~15min后排出,再经过双螺杆挤出机挤出造粒,双螺杆挤出的加工温度为:1区185℃,2区195℃,3区200℃,4区205℃,5区200℃,6区195℃,即得改性纳米碳酸钙增韧PVC。
该发明的特点在于:
(1)通过氢化蓖麻油酸与钙离子反应生成难溶盐粒子,难溶盐粒子吸附在碳酸钙粒子表面,然后经过形核和生长形成连续壳层,从而将碳酸钙表面改性为亲油性,改善与PVC树脂的相容性。
(2)通过改变纳米碳酸钙的表面特性,使其在聚氯乙烯基体中更好地分散,并且避免相互团聚,从而提高PVC材料的物理和化学性能。
(3)该方法在干燥的环境中利用行星捏合机中高速旋转叶桨将团聚的纳米碳酸钙分散开,借助机械作用力将氢化蓖麻油酸包覆在纳米碳酸钙表面。
(4)该工艺简单高效,无污染物释放和废液产出,适合大规模改性。改性纳米碳酸钙具有较高的表面积,可以显著提高PVC材料的抗冲击性能,对拉伸强度和断裂伸长率也有提升作用。
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