一种花椒籽脂肪酸改性重质碳酸钙的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种花椒籽脂肪酸改性重质碳酸钙的制备方法，属于碳酸钙制备技术领域。
【背景技术】
[0002]重质碳酸钙也简称为“重钙”，通常用作填料，是由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。广泛用于橡胶、塑料、造纸、涂料、电缆、建筑用品、食品、医药、纺织等行业，作填充剂起到增加产品的体积，降低生产成本。
[0003]目前重质碳酸钙的生产工艺流程有两种，分别为干法生产工艺流程和湿法生产工艺流程。其中干法生产工艺流程是指首先手选从采石场运来的方解石、石灰石、白垩、贝壳等，以除去脉石，然后用破碎机对石灰石进行粗破碎，再用雷蒙(摆式)磨粉碎得到细石灰石粉，最后用分级机对磨粉进行分级，符合粒度要求的粉末作为产品包装入库，否则返回磨粉机再次磨粉，该方法操作比较复杂，成本比较高；另外的湿法生产工艺流程是指先将干法细粉制成悬浮液置于磨机内进一步粉碎，经脱水、干燥后便制得超细重质碳酸钙，虽然该方法操作比干法操作简单，但是制成的重质碳酸钙颗粒极易二次团聚，分散性差，影响产品的应用性能。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题:针对目前重质碳酸钙在生产的过程中，干法生产操作比较复杂，成本高，而湿法生产操作虽然摆脱了干法复杂的操作流程，但还是存在分散性差、颗粒极易成团、相容性差的现状，提供了一种通过从花椒籽油中提取脂肪酸对重质碳酸钙进行改性，改变重质碳酸钙表面性质，使其与有机高聚物具有更好的相容性的方法。该方法操作简单易行，既解决了常规重质碳酸钙与有机高聚物相容性差的缺陷，又通过改性，提高了重质碳酸钙产品的应用性能。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)称取4?5kg花椒籽放入锅中，焙炒30?40min后，自然冷却至室温后，用纱布包裹好后，放入高压挤压机的压板下，以0.2?0.3MPa的压力进行压制，收集挤压出的花椒籽油；
(2)量取200?300mL上述压制得到的花椒籽油装入500mL带有搅拌器、回流装置滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，向里加入30?50mL浓度为lmol/L的氢氧化钠溶液，启动搅摔器以300?400r/min的转速揽摔10?20min ；
(3)搅拌后按乙醇和花椒籽油体积比为1:4向烧瓶中逐滴滴加质量浓度为75%的乙醇溶液，移入水浴锅中，加热升温至60?70°C，回流反应1?2h后放置在摇床上振荡30?40min，再移入4?6°C的冰水浴中，静置冷却9?12h，使皂化产物完全析出；
(4)将析出皂化产物的混合液移入布氏漏斗，抽滤去除乙醇后，将皂化产物溶于200?300mL温度为50?70°C的热水中，用0.02mol/L的盐酸溶液调节pH至3?4，最后将混合液通过装有无水亚硫酸钠的漏斗，分离得到花椒籽油脂肪酸；
(5)将0.05mol上述得到的花椒籽油脂肪酸和0.lOmol的马来酸酐加入到带有搅拌器的烧瓶中，加入50?60mL甲苯和20?30mL质量浓度为10%的甲苯磺酸，启动搅拌器以400?500r/min的转速搅拌并升温至80?90°C，恒温反应7?9h ; (6)反应结束后用去离子水洗涤混合液收集油相，将油相置于旋转蒸发器中，以50?60°C的温度旋蒸去除甲苯，得到黄褐色透明粘稠液；
(7)称取300?500g重质碳酸钙先用磁力搅拌机机械搅拌活化10?15min，再量取100?200mL上述制得的黄褐色透明粘稠液溶于500?600mL无水乙醇中，将混合液通过高压喷嘴喷洒进高速搅拌中的重质碳酸I丐中，搅拌速度为1000?1200r/min，最后放入恒温箱中，在90?100°C下保温搅拌30?40min后出料，冷却后包装即得一种花椒籽脂肪酸改性重质碳酸钙。
[0006]本发明的应用方法是:在制作水性涂料的过程中，加入水性涂料质量20?50%本发明制得的花椒籽脂肪酸改性重质碳酸钙，作为填充剂，以150?180r/min的转速搅拌3?5 min，使其完全混合均匀，即可。经检测，可发现，添加了本发明制得的花椒籽脂肪酸改性重质碳酸钙的涂料不沉降、易分散、光泽性也比未添加花椒籽脂肪酸改性重质碳酸钙的涂料好。
[0007]本发明的有益效果是:
(1)本发明生产工艺较简单，生产成本较低；
(2)本发明通过合理的工艺，不仅解决了常规重质碳酸钙与有机高聚物相容性差的缺陷，而且通过改性，提高了重质碳酸钙产品的应用性能。
【具体实施方式】
[0008]首先称取4?5kg花椒籽放入锅中，焙炒30?40min后，自然冷却至室温后，用纱布包裹好后，放入高压挤压机的压板下，以0.2?0.3MPa的压力进行压制，收集挤压出的花椒籽油；然后量取200?300mL上述压制得到的花椒籽油装入500mL带有搅拌器、回流装置滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，向里加入30?50mL浓度为lmol/L的氢氧化钠溶液，启动搅拌器以300?400r/min的转速搅拌10?20min ;随后搅拌后按乙醇和花椒籽油体积比为1:4向烧瓶中逐滴滴加质量浓度为75%的乙醇溶液，移入水浴锅中，加热升温至60?70°C，回流反应1?2h后放置在摇床上振荡30?40min，再移入4?6°C的冰水浴中，静置冷却9?12h，使皂化产物完全析出；将析出皂化产物的混合液移入布氏漏斗，抽滤去除乙醇后，将皂化产物溶于200?300mL温度为50?70°C的热水中，用0.02mol/L的盐酸溶液调节pH至3?4，最后将混合液通过装有无水亚硫酸钠的漏斗，分离得到花椒籽油脂肪酸；接下来将0.05mol上述得到的花椒籽油脂肪酸和0.lOmol的马来酸酐加入到带有搅拌器的烧瓶中，加入50?60mL甲苯和20?30mL质量浓度为10%的甲苯磺酸，启动搅拌器以400?500r/min的转速搅拌并升温至80?90°C，恒温反应7?9h ;反应结束后用去离子水洗涤混合液收集油相，将油相置于旋转蒸发器中，以50?60°C的温度旋蒸去除甲苯，得到黄褐色透明粘稠液；最后称取300?500g重质碳酸|丐先用磁力搅拌机机械搅拌活化10?15min，再量取100?200mL上述制得的黄褐色透明粘稠液溶于500?600mL无水乙醇中，将混合液通过高压喷嘴喷洒进高速搅拌中的重质碳酸I丐中，搅拌速度为1000?1200r/min，最后放入恒温箱中，在90?100°C下保温搅拌30?40min后出料，冷却后包装即得一种花椒籽脂肪酸改性重质碳酸钙。
[0009]实例1
首先称取4kg花椒籽放入锅中，焙炒30min后，自然冷却至室温后，用纱布包裹好后，放入高压挤压机的压板下，以0.2MPa的压力进行压制，收集挤压出的花椒籽油；然后量取200mL上述压制得到的花椒籽油装入500mL带有搅拌器、回流装置滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中，向里加入30mL浓度为lmol/L的氢氧化钠溶液，启动搅拌器以300r/min的转速搅拌lOmin ;随后搅拌后按乙醇和花椒籽油体积比为1:4向烧瓶中逐滴滴加质量浓度为75%的乙醇溶液，移入水浴锅中，加热升温至60°C，回流反应lh后放置在摇床上振荡30min，再移入4°C的冰水浴中，静置冷却9h，使皂化产物完全析出；将析出皂化产物的混合液移入布氏漏斗，抽滤去除乙醇后，将皂化产物溶于200mL温度为50°C的热水中，用0.02mol/L的盐酸溶液调节pH至3，最后将混合液通过装有无水亚硫酸钠的漏斗，分离得到花椒籽油脂肪酸；接下来将0.05mol上述得到的花椒籽油脂肪酸和0.lOmol的马来酸酐加入到带有搅拌器的烧瓶中，加入50mL甲苯和20mL质量浓度为10%的甲苯磺酸，启动搅拌器以400r/min的转速搅拌并升温至80°C，恒温反应7h ;反应结束后用去离子水洗涤混合液收集油相，将油相置于旋转蒸发器中，以50°C的温度旋蒸去除甲苯，得到黄褐色透明粘稠液；最后称取300g重质碳酸|丐先用磁力搅拌机机械搅拌活化lOmin，再量