高分子复合脂粉体表面处理剂及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及表面处理剂【技术领域】，具体涉及高分子复合脂粉体表面处理剂及其制备方法与应用；高分子复合脂粉体表面处理剂，它由以下重量百分比的原料组成：二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯5%~15%、硬脂酸丁酯8%~15%、单硬脂酸甘油酯10%~25%、脂肪酸酯50%~70%、抗氧剂2%~6%；本发明为兼偶联、分散、润滑三位一体的多功能产品，与CaCO3粉体表面反应活性大，颜色浅，无毒，味小，具有提高CaCO3填料体系加工流动性和物理力学性能的效果。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及表面处理剂【技术领域】，具体涉及高分子复合脂粉体表面处理剂及其制 备方法与应用。 高分子复合脂粉体表面处理剂及其制备方法与应用
【背景技术】
[0002] 我国碳酸钙粉体的加工技术及应用技术已在快步发展，在塑料、橡胶、涂料等高分 子制品行业都得到了广泛应用。碳酸钙粉体作为填充剂加入，可降低产品的成本。在塑料 中加入碳酸钙可以起到以下作用：1、增量，降低成本；2、提高塑料制品的耐热性，在聚丙烯 中添加40%的CaC0 3，其热变形温度可提高20° C左右；3、改进塑料的散光性，起到遮光或消 光作用；4、改善塑料制品的电镀性能或印刷性能；5、减少塑料制品尺寸收缩率，提高尺寸 稳定性。
[0003] 随着碳酸钙粒子的专用化和纳米化，其本身的缺陷极大限制了它的应用：一是 CaC03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；二是CaC0 3作为一种无机填料，粒子表面亲水疏油，与有机高聚物的亲和性差、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碳酸钙进行表面改性。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种提高CaC03粉体的填充性能 的高分子复合脂粉体表面处理剂。
[0005] 本发明的另一目的是克服现有技术存在的不足，提供一种提高CaC03粉体的填充 性能的高分子复合脂粉体表面处理剂的制备方法。
[0006] 本发明的又一目的是克服现有技术存在的不足，提供一种应用高分子复合脂粉体 表面处理剂制备的碳酸钙母粒。
[0007] 本发明的目的通过下述技术方案实现。
[0008] 高分子复合脂粉体表面处理剂，它由以下重量百分比的原料组成： 二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯59Γ15% 硬脂酸丁酯89Γ15% 单硬脂酸甘油酯1〇%~25% 脂肪酸酯509Γ70% 抗氧剂2%?6%。
[0009] 进一步地，它由以下重量百分比的原料组成： 二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯59Γ8% 硬脂酸丁酯89Γ11% 单硬脂酸甘油酯1〇%~16% 脂肪酸酯609Γ70% 抗氧剂4%?6%。
[0010] 进一步地，它由以下重量百分比的原料组成： 二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯99Γ15% 硬脂酸丁酯129Γ15% 单硬脂酸甘油酯189Γ25% 脂肪酸酯509Γ59% 抗氧剂2%?3%。
[0011] 进一步地，它由以下重量百分比的原料组成： 二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯99Γ13% 硬脂酸丁酯1〇%~12% 单硬脂酸甘油酯129Γ21% 脂肪酸酯559Γ65% 抗氧剂3%?5%。
[0012] 优选地，它由以下重量百分比的原料组成： 二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯6% 硬脂酸丁酯10% 单硬脂酸甘油酯20% 脂肪酸酯60% 抗氧剂4%。
[0013] 二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯为偶联剂的复配物，白色或淡黄色蜡状固体，适用树 脂：PP、PE、PVC、PS等，适用填料 ：轻/重碳酸钙、滑石粉、白碳黑、氢氧化铝、钛白粉、氧化铁 红等。
[0014] 硬脂酸丁酯的中文名称：硬脂酸丁酯，又名：十八酸正丁酯；为多种树脂加工时的 润滑剂和脱模剂，用于聚氯乙烯透明软质和硬质的挤塑、注塑和压延制品以及聚苯乙烯制 品。还可用于金属和织物的润滑剂、防水剂及润滑油、鞋油、化妆品的添加剂。
[0015] 单硬脂酸甘油酯，为白色蜡状薄片或珠粒固体，不溶于水，与热水经强烈振荡混合 可分散于水中，为油包水型乳化剂。单硬脂酸甘油酯是含有C16 - C18长链脂肪酸与丙三 醇进行酯化反应而制得。是一种非离子型的表面活性剂。它既有亲水又有亲油基因，具有 润湿、乳化、起泡等多种功能。
[0016] 脂肪酸酯，即脂肪酸甘油酯，又称混合脂肪酸甘油酯，其化学式为：c3h 5o3 (cor)3。 所有的脂肪酸酯均能用于本发明中。
[0017] 其中，所述抗氧剂为抗氧剂1010与抗氧剂168以2:1~3:1的比例混合。
[0018] 高分子复合脂粉体表面处理剂的制备方法，按重量百分比，将所述原料投入反应 釜，反应釜加温至80°C、0°C，同时以4(T60r/min的转速搅拌3(Γ40分钟，反应后流入压片 机，进行压片冷却成型，经粉碎制得高分子复合脂粉体表面处理剂。
[0019] 高分子复合脂粉体表面处理剂的应用，所述高分子复合脂粉体表面处理剂应用于 碳酸钙粉体的表面处理。
[0020] 一种应用高分子复合脂粉体表面处理剂制备的碳酸钙母粒，所述碳酸钙母粒由碳 酸钙粉体与占碳酸钙粉体重量百分比的29Γ10%的高分子复合脂粉体表面处理剂制得。
[0021] 具体地，所述碳酸钙母粒由碳酸钙粉体与占碳酸钙粉体重量百分比的2%、3%、4%、 5%、6%、7%、8%、9%、10%的高分子复合脂粉体表面处理剂制得。
[0022] 优选地，所述碳酸钙母粒由碳酸钙粉体与占碳酸钙粉体重量百分比的59Γ8%的高 分子复合脂粉体表面处理剂制得。
[0023] 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果： 本发明的二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯作为偶联剂，硬脂酸丁酯、单硬脂酸甘油酯、脂肪 酸作为内外润滑剂，对CaC03粉体进行包覆，改变CaC03粉体表面的极性；抗氧剂作为辅料使 用。本发明增强CaC0 3粉体与有机树脂界面的相容性，浸润并润湿CaC03粉体的表面，使其 分散成细微、稳定、均匀的分布于母粒中。本发明为兼偶联、分散、润滑三位一体的多功能产 品，与CaC0 3粉体表面反应活性大，颜色浅，无毒，味小，具有提高CaC03填料体系加工流动性 和物理力学性能的效果。
[0024] 本发明与碳酸钙粉体表面发生化学反应，生成单分子层，经过实验验证，效果如 下： 1) 将本发明加入碳酸钙粉体中，l〇〇°C下高速搅拌机进行表面处理，表面处理过的碳酸 钙粉体表面部分羟基消失； 2) 经本发明表面处理、包覆反应过的碳酸钙粉体具有疏水性，完全浮于水面，在lmol/L 稀盐酸中仍可悬浮于稀酸溶液的表面； 3) 将经本发明处理过的CaC03和HDPE产品，自然断面做电子探针显微分析扫描，发现 本发明是化学结合在CaC0 3表面上，即使经填充HDPE的熔融及剪切加工过程之后，仍未脱 落； 4) 本发明对碳酸钙粉体介质体系粘度有明显降粘作用，具有较好的降粘效果； 5) 本发明表面处理的CaC03粉体，与PE材料更加容易塑化，加工流动性好，收缩率稳 定，提1?广量； 6) 经本发明处理的不同形状CaC03粉体，与PE材料混合后，PE材料的表面光泽及抗冲 击性能都有显著提高； 7) 本发明与PP、PE等塑料一起生产时，仅需要将本发明与CaC03粉体、PP、PE按一定比 例混合即可进行生产，使用简单，避免现有技术中需要添加多种助剂而造成的误差，有利后 续生产的稳定性及持续性，生产的产品质量稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1是本发明的应用高分子复合脂粉体表面处理剂制备的碳酸钙母粒在电子显 微镜下的显示图。
[0026]
【具体实施方式】： 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描 述，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0027] 实施例1。
[0028] 高分子复合脂粉体表面处理剂，它由以下重量百分比的原料组成：二硬脂酰氧异 丙氧基铝酸酯5%、硬脂酸丁酯15%、单硬脂酸甘油酯10%、脂肪酸酯66%、抗氧剂4% ;其中，抗 氧剂由3%的抗氧剂1010与1%的抗氧剂168混合组成。
[0029] 本实施例的高分子复合脂粉体表面处理剂的制备方法，按重量百分比，将所述原 料投入反应釜，反应釜加温至80°C，同时以40r/min的转速搅拌30分钟，反应后流入压片 机，进行压片冷却成型，经粉碎制得高分子复合脂粉体表面处理剂。
[0030] 实施例2。
[0031] 高分子复合脂粉体表面处理剂，它由以下重量百分比的原料组成：二硬脂酰氧异 丙氧基铝酸酯8%、硬脂酸丁酯11%、单硬脂酸甘油酯14%、脂肪酸酯61%、抗氧剂6%。其中，抗 氧剂由4%的抗氧剂1010与2%的抗氧剂168混合组成。
[0032] 本实施例的高分子复合脂粉体表面处理剂的制备方法，按重量百分比，将所述原 料投入反应釜，反应釜加温至82°C，同时以55r/min的转速搅拌38分钟，反应后流入压片 机，进行压片冷却成型，经粉碎制得高分子复合脂粉体表面处理剂。
[0033] 实施例3。
[0034] 高分子复合脂粉体表面处理剂，它由以下重量百分比的原料组成：二硬脂酰氧异 丙氧基铝酸酯15%、硬脂酸丁酯13%、单硬脂酸甘油酯18%、脂肪酸酯50%、抗氧剂4%。其中， 抗氧剂由3%的抗氧剂1010与1%的抗氧剂168混合组成。
[0035] 本实施例的高分子复合脂粉体表面处理剂的制备方法，按重量百分比，将所述原 料投入反应釜，反应釜加温至85°C，同时以45r/min的转速搅拌40分钟，反应后流入压片 机，进行压片冷却成型，经粉碎制得高分子复合脂粉体表面处理剂。
[0036] 实施例4。
[0037] 高分子复合脂粉体表面处理剂，它由以下重量百分比的原料组成：二硬脂酰氧异 丙氧基铝酸酯12%、硬脂酸丁酯10%、单硬脂酸甘油酯21%、脂肪酸酯54%、抗氧剂3%。其中， 抗氧剂由2%的抗氧剂1010与1%的抗氧剂168混合组成。
[0038] 本实施例的高分子复合脂粉体表面处理剂的制备方法，按重量百分比，将所述原 料投入反应釜，反应釜加温至88°C，同时以50r/min的转速搅拌35分钟，反应后流入压片 机，进行压片冷却成型，经粉碎制得高分子复合脂粉体表面处理剂。
[0039] 实施例5。
[0040] 高分子复合脂粉体表面处理剂，它由以下重量百分比的原料组成：二硬脂酰氧异 丙氧基铝酸酯10%、硬脂酸丁酯8%、单硬脂酸甘油酯10%、脂肪酸酯70%、抗氧剂2%。其中，抗 氧剂由1. 5%的抗氧剂1010与0. 5%的抗氧剂168混合组成。
[0041] 本实施例的高分子复合脂粉体表面处理剂的制备方法，按重量百分比，将所述原 料投入反应釜，反应釜加温至90°c，同时以60r/min的转速搅拌40分钟，反应后流入压片 机，进行压片冷却成型，经粉碎制得高分子复合脂粉体表面处理剂。
[0042] 实施例6。
[0043] 一种应用实施例1飞任一实施例的高分子复合脂粉体表面处理剂制备的碳酸钙 母粒，所述碳酸钙母粒由碳酸钙粉体与占碳酸钙粉体重量百分比的2%的高分子复合脂粉 体表面处理剂制得。
[0044] 实施例7。
[0045] 一种应用实施例1飞任一实施例的高分子复合脂粉体表面处理剂制备的碳酸钙 母粒，所述碳酸钙母粒由碳酸钙粉体与占碳酸钙粉体重量百分比的6%的高分子复合脂粉 体表面处理剂制得。
[0046] 实施例8。
[0047] -种应用实施例1飞任一实施例的高分子复合脂粉体表面处理剂制备的碳酸钙 母粒，所述碳酸钙母粒由碳酸钙粉体与占碳酸钙粉体重量百分比的10%的高分子复合脂粉 体表面处理剂制得。
[0048] 如图1所示，在电子显微镜下显示，本发明的实施例6~8制备的碳酸钙母粒呈现极 好的分散性能。
[0049] 本发明的实施例6~8制备的碳酸钙母粒（CaC03母粒）填充PE的力学平均性能测 试表。
[0050]
【权利要求】
1. 高分子复合脂粉体表面处理剂，其特征在于：它由以下重量百分比的原料组成： 二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯59Γ15% 硬脂酸丁酯89Γ15% 单硬脂酸甘油酯1〇%~25% 脂肪酸酯509Γ70% 抗氧剂2%?6%。
2. 根据权利要求1所述的高分子复合脂粉体表面处理剂，其特征在于：它由以下重量 百分比的原料组成： 二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯59Γ8% 硬脂酸丁酯89Γ11% 单硬脂酸甘油酯1〇%~16% 脂肪酸酯609Γ70% 抗氧剂4%?6%。
3. 根据权利要求1所述的高分子复合脂粉体表面处理剂，其特征在于：它由以下重量 百分比的原料组成： 二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯99Γ15% 硬脂酸丁酯129Γ15% 单硬脂酸甘油酯189Γ25% 脂肪酸酯509Γ59% 抗氧剂2%?3%。
4. 根据权利要求1所述的高分子复合脂粉体表面处理剂，其特征在于：它由以下重量 百分比的原料组成： 二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯99Γ13% 硬脂酸丁酯1〇%~12% 单硬脂酸甘油酯129Γ21% 脂肪酸酯559Γ65% 抗氧剂3%?5%。
5. 根据权利要求1所述的高分子复合脂粉体表面处理剂，其特征在于：它由以下重量 百分比的原料组成： 二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯6% 硬脂酸丁酯10% 单硬脂酸甘油酯20% 脂肪酸酯60% 抗氧剂4%。
6. 根据权利要求1所述的高分子复合脂粉体表面处理剂，其特征在于：所述抗氧剂为 抗氧剂1010与抗氧剂168以2:1~3:1的比例混合的混合物。
7. 权利要求1飞任意一项所述的高分子复合脂粉体表面处理剂的制备方法，其特征在 于：按重量百分比，将所述原料投入反应釜，反应釜加温至80°C?90°C，同时以4(T60r/min 的转速搅拌3(Γ40分钟，反应后流入压片机，进行压片冷却成型，经粉碎制得高分子复合脂 粉体表面处理剂。
8. 权利要求1飞任意一项所述的高分子复合脂粉体表面处理剂的应用，其特征在于： 所述高分子复合脂粉体表面处理剂应用于碳酸钙粉体的表面处理。
9. 一种应用权利要求8所述的高分子复合脂粉体表面处理剂制备的碳酸钙母粒，其特 征在于：所述碳酸钙母粒由碳酸钙粉体与占碳酸钙粉体重量百分比的29Γ10%的高分子复 合脂粉体表面处理剂制得。
10. 根据权利要求9所述的高分子复合脂粉体表面处理剂制备的碳酸钙母粒，其特征 在于：所述碳酸钙母粒由碳酸钙粉体与占碳酸钙粉体重量百分比的59Γ8%的高分子复合脂 粉体表面处理剂制得。
【文档编号】C08K9/04GK104086805SQ201410372446
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】徐美珍 申请人:徐美珍