高分子復合脂粉體表面處理劑及其制備方法與應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及表面處理劑【技術領域】，具體涉及高分子復合脂粉體表面處理劑及其制備方法與應用；高分子復合脂粉體表面處理劑，它由以下重量百分比的原料組成：二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯5%~15%、硬脂酸丁酯8%~15%、單硬脂酸甘油酯10%~25%、脂肪酸酯50%~70%、抗氧劑2%~6%；本發明為兼偶聯、分散、潤滑三位一體的多功能產品，與CaCO3粉體表面反應活性大，顏色淺，無毒，味小，具有提高CaCO3填料體系加工流動性和物理力學性能的效果。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及表面處理劑【技術領域】，具體涉及高分子復合脂粉體表面處理劑及其制 備方法與應用。 高分子復合脂粉體表面處理劑及其制備方法與應用
【背景技術】
[0002] 我國碳酸鈣粉體的加工技術及應用技術已在快步發展，在塑料、橡膠、涂料等高分 子制品行業都得到了廣泛應用。碳酸鈣粉體作為填充劑加入，可降低產品的成本。在塑料 中加入碳酸鈣可以起到以下作用：1、增量，降低成本；2、提高塑料制品的耐熱性，在聚丙烯 中添加40%的CaC0 3，其熱變形溫度可提高20° C左右；3、改進塑料的散光性，起到遮光或消 光作用；4、改善塑料制品的電鍍性能或印刷性能；5、減少塑料制品尺寸收縮率，提高尺寸 穩定性。
[0003] 隨著碳酸鈣粒子的專用化和納米化，其本身的缺陷極大限制了它的應用：一是 CaC03粒子粒徑越小，表面上的原子數越多，則表面能越高，吸附作用越強，各個粒子間相互 團聚；二是CaC0 3作為一種無機填料，粒子表面親水疏油，與有機高聚物的親和性差、易形成 聚集體，造成高聚物內部缺陷、力學性能變差。為了提高碳酸鈣的填充性能，必須采用有效 的工藝及表面改性方法對碳酸鈣進行表面改性。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種提高CaC03粉體的填充性能 的高分子復合脂粉體表面處理劑。
[0005] 本發明的另一目的是克服現有技術存在的不足，提供一種提高CaC03粉體的填充 性能的高分子復合脂粉體表面處理劑的制備方法。
[0006] 本發明的又一目的是克服現有技術存在的不足，提供一種應用高分子復合脂粉體 表面處理劑制備的碳酸鈣母粒。
[0007] 本發明的目的通過下述技術方案實現。
[0008] 高分子復合脂粉體表面處理劑，它由以下重量百分比的原料組成： 二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯59Γ15% 硬脂酸丁酯89Γ15% 單硬脂酸甘油酯1〇%~25% 脂肪酸酯509Γ70% 抗氧劑2%?6%。
[0009] 進一步地，它由以下重量百分比的原料組成： 二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯59Γ8% 硬脂酸丁酯89Γ11% 單硬脂酸甘油酯1〇%~16% 脂肪酸酯609Γ70% 抗氧劑4%?6%。
[0010] 進一步地，它由以下重量百分比的原料組成： 二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯99Γ15% 硬脂酸丁酯129Γ15% 單硬脂酸甘油酯189Γ25% 脂肪酸酯509Γ59% 抗氧劑2%?3%。
[0011] 進一步地，它由以下重量百分比的原料組成： 二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯99Γ13% 硬脂酸丁酯1〇%~12% 單硬脂酸甘油酯129Γ21% 脂肪酸酯559Γ65% 抗氧劑3%?5%。
[0012] 優選地，它由以下重量百分比的原料組成： 二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯6% 硬脂酸丁酯10% 單硬脂酸甘油酯20% 脂肪酸酯60% 抗氧劑4%。
[0013] 二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯為偶聯劑的復配物，白色或淡黃色蠟狀固體，適用樹 脂：PP、PE、PVC、PS等，適用填料 ：輕/重碳酸鈣、滑石粉、白碳黑、氫氧化鋁、鈦白粉、氧化鐵 紅等。
[0014] 硬脂酸丁酯的中文名稱：硬脂酸丁酯，又名：十八酸正丁酯；為多種樹脂加工時的 潤滑劑和脫模劑，用于聚氯乙烯透明軟質和硬質的擠塑、注塑和壓延制品以及聚苯乙烯制 品。還可用于金屬和織物的潤滑劑、防水劑及潤滑油、鞋油、化妝品的添加劑。
[0015] 單硬脂酸甘油酯，為白色蠟狀薄片或珠粒固體，不溶于水，與熱水經強烈振蕩混合 可分散于水中，為油包水型乳化劑。單硬脂酸甘油酯是含有C16 - C18長鏈脂肪酸與丙三 醇進行酯化反應而制得。是一種非離子型的表面活性劑。它既有親水又有親油基因，具有 潤濕、乳化、起泡等多種功能。
[0016] 脂肪酸酯，即脂肪酸甘油酯，又稱混合脂肪酸甘油酯，其化學式為：c3h 5o3 (cor)3。 所有的脂肪酸酯均能用于本發明中。
[0017] 其中，所述抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168以2:1~3:1的比例混合。
[0018] 高分子復合脂粉體表面處理劑的制備方法，按重量百分比，將所述原料投入反應 釜，反應釜加溫至80°C、0°C，同時以4(T60r/min的轉速攪拌3(Γ40分鐘，反應后流入壓片 機，進行壓片冷卻成型，經粉碎制得高分子復合脂粉體表面處理劑。
[0019] 高分子復合脂粉體表面處理劑的應用，所述高分子復合脂粉體表面處理劑應用于 碳酸鈣粉體的表面處理。
[0020] 一種應用高分子復合脂粉體表面處理劑制備的碳酸鈣母粒，所述碳酸鈣母粒由碳 酸鈣粉體與占碳酸鈣粉體重量百分比的29Γ10%的高分子復合脂粉體表面處理劑制得。
[0021] 具體地，所述碳酸鈣母粒由碳酸鈣粉體與占碳酸鈣粉體重量百分比的2%、3%、4%、 5%、6%、7%、8%、9%、10%的高分子復合脂粉體表面處理劑制得。
[0022] 優選地，所述碳酸鈣母粒由碳酸鈣粉體與占碳酸鈣粉體重量百分比的59Γ8%的高 分子復合脂粉體表面處理劑制得。
[0023] 本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果： 本發明的二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯作為偶聯劑，硬脂酸丁酯、單硬脂酸甘油酯、脂肪 酸作為內外潤滑劑，對CaC03粉體進行包覆，改變CaC03粉體表面的極性；抗氧劑作為輔料使 用。本發明增強CaC0 3粉體與有機樹脂界面的相容性，浸潤并潤濕CaC03粉體的表面，使其 分散成細微、穩定、均勻的分布于母粒中。本發明為兼偶聯、分散、潤滑三位一體的多功能產 品，與CaC0 3粉體表面反應活性大，顏色淺，無毒，味小，具有提高CaC03填料體系加工流動性 和物理力學性能的效果。
[0024] 本發明與碳酸鈣粉體表面發生化學反應，生成單分子層，經過實驗驗證，效果如 下： 1) 將本發明加入碳酸鈣粉體中，l〇〇°C下高速攪拌機進行表面處理，表面處理過的碳酸 鈣粉體表面部分羥基消失； 2) 經本發明表面處理、包覆反應過的碳酸鈣粉體具有疏水性，完全浮于水面，在lmol/L 稀鹽酸中仍可懸浮于稀酸溶液的表面； 3) 將經本發明處理過的CaC03和HDPE產品，自然斷面做電子探針顯微分析掃描，發現 本發明是化學結合在CaC0 3表面上，即使經填充HDPE的熔融及剪切加工過程之后，仍未脫 落； 4) 本發明對碳酸鈣粉體介質體系粘度有明顯降粘作用，具有較好的降粘效果； 5) 本發明表面處理的CaC03粉體，與PE材料更加容易塑化，加工流動性好，收縮率穩 定，提1?廣量； 6) 經本發明處理的不同形狀CaC03粉體，與PE材料混合后，PE材料的表面光澤及抗沖 擊性能都有顯著提高； 7) 本發明與PP、PE等塑料一起生產時，僅需要將本發明與CaC03粉體、PP、PE按一定比 例混合即可進行生產，使用簡單，避免現有技術中需要添加多種助劑而造成的誤差，有利后 續生產的穩定性及持續性，生產的產品質量穩定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025] 圖1是本發明的應用高分子復合脂粉體表面處理劑制備的碳酸鈣母粒在電子顯 微鏡下的顯示圖。
[0026]
【具體實施方式】： 為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例和附圖對本發明作進一步詳細的描 述，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0027] 實施例1。
[0028] 高分子復合脂粉體表面處理劑，它由以下重量百分比的原料組成：二硬脂酰氧異 丙氧基鋁酸酯5%、硬脂酸丁酯15%、單硬脂酸甘油酯10%、脂肪酸酯66%、抗氧劑4% ;其中，抗 氧劑由3%的抗氧劑1010與1%的抗氧劑168混合組成。
[0029] 本實施例的高分子復合脂粉體表面處理劑的制備方法，按重量百分比，將所述原 料投入反應釜，反應釜加溫至80°C，同時以40r/min的轉速攪拌30分鐘，反應后流入壓片 機，進行壓片冷卻成型，經粉碎制得高分子復合脂粉體表面處理劑。
[0030] 實施例2。
[0031] 高分子復合脂粉體表面處理劑，它由以下重量百分比的原料組成：二硬脂酰氧異 丙氧基鋁酸酯8%、硬脂酸丁酯11%、單硬脂酸甘油酯14%、脂肪酸酯61%、抗氧劑6%。其中，抗 氧劑由4%的抗氧劑1010與2%的抗氧劑168混合組成。
[0032] 本實施例的高分子復合脂粉體表面處理劑的制備方法，按重量百分比，將所述原 料投入反應釜，反應釜加溫至82°C，同時以55r/min的轉速攪拌38分鐘，反應后流入壓片 機，進行壓片冷卻成型，經粉碎制得高分子復合脂粉體表面處理劑。
[0033] 實施例3。
[0034] 高分子復合脂粉體表面處理劑，它由以下重量百分比的原料組成：二硬脂酰氧異 丙氧基鋁酸酯15%、硬脂酸丁酯13%、單硬脂酸甘油酯18%、脂肪酸酯50%、抗氧劑4%。其中， 抗氧劑由3%的抗氧劑1010與1%的抗氧劑168混合組成。
[0035] 本實施例的高分子復合脂粉體表面處理劑的制備方法，按重量百分比，將所述原 料投入反應釜，反應釜加溫至85°C，同時以45r/min的轉速攪拌40分鐘，反應后流入壓片 機，進行壓片冷卻成型，經粉碎制得高分子復合脂粉體表面處理劑。
[0036] 實施例4。
[0037] 高分子復合脂粉體表面處理劑，它由以下重量百分比的原料組成：二硬脂酰氧異 丙氧基鋁酸酯12%、硬脂酸丁酯10%、單硬脂酸甘油酯21%、脂肪酸酯54%、抗氧劑3%。其中， 抗氧劑由2%的抗氧劑1010與1%的抗氧劑168混合組成。
[0038] 本實施例的高分子復合脂粉體表面處理劑的制備方法，按重量百分比，將所述原 料投入反應釜，反應釜加溫至88°C，同時以50r/min的轉速攪拌35分鐘，反應后流入壓片 機，進行壓片冷卻成型，經粉碎制得高分子復合脂粉體表面處理劑。
[0039] 實施例5。
[0040] 高分子復合脂粉體表面處理劑，它由以下重量百分比的原料組成：二硬脂酰氧異 丙氧基鋁酸酯10%、硬脂酸丁酯8%、單硬脂酸甘油酯10%、脂肪酸酯70%、抗氧劑2%。其中，抗 氧劑由1. 5%的抗氧劑1010與0. 5%的抗氧劑168混合組成。
[0041] 本實施例的高分子復合脂粉體表面處理劑的制備方法，按重量百分比，將所述原 料投入反應釜，反應釜加溫至90°c，同時以60r/min的轉速攪拌40分鐘，反應后流入壓片 機，進行壓片冷卻成型，經粉碎制得高分子復合脂粉體表面處理劑。
[0042] 實施例6。
[0043] 一種應用實施例1飛任一實施例的高分子復合脂粉體表面處理劑制備的碳酸鈣 母粒，所述碳酸鈣母粒由碳酸鈣粉體與占碳酸鈣粉體重量百分比的2%的高分子復合脂粉 體表面處理劑制得。
[0044] 實施例7。
[0045] 一種應用實施例1飛任一實施例的高分子復合脂粉體表面處理劑制備的碳酸鈣 母粒，所述碳酸鈣母粒由碳酸鈣粉體與占碳酸鈣粉體重量百分比的6%的高分子復合脂粉 體表面處理劑制得。
[0046] 實施例8。
[0047] -種應用實施例1飛任一實施例的高分子復合脂粉體表面處理劑制備的碳酸鈣 母粒，所述碳酸鈣母粒由碳酸鈣粉體與占碳酸鈣粉體重量百分比的10%的高分子復合脂粉 體表面處理劑制得。
[0048] 如圖1所示，在電子顯微鏡下顯示，本發明的實施例6~8制備的碳酸鈣母粒呈現極 好的分散性能。
[0049] 本發明的實施例6~8制備的碳酸鈣母粒（CaC03母粒）填充PE的力學平均性能測 試表。
[0050]
【權利要求】
1. 高分子復合脂粉體表面處理劑，其特征在于：它由以下重量百分比的原料組成： 二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯59Γ15% 硬脂酸丁酯89Γ15% 單硬脂酸甘油酯1〇%~25% 脂肪酸酯509Γ70% 抗氧劑2%?6%。
2. 根據權利要求1所述的高分子復合脂粉體表面處理劑，其特征在于：它由以下重量 百分比的原料組成： 二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯59Γ8% 硬脂酸丁酯89Γ11% 單硬脂酸甘油酯1〇%~16% 脂肪酸酯609Γ70% 抗氧劑4%?6%。
3. 根據權利要求1所述的高分子復合脂粉體表面處理劑，其特征在于：它由以下重量 百分比的原料組成： 二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯99Γ15% 硬脂酸丁酯129Γ15% 單硬脂酸甘油酯189Γ25% 脂肪酸酯509Γ59% 抗氧劑2%?3%。
4. 根據權利要求1所述的高分子復合脂粉體表面處理劑，其特征在于：它由以下重量 百分比的原料組成： 二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯99Γ13% 硬脂酸丁酯1〇%~12% 單硬脂酸甘油酯129Γ21% 脂肪酸酯559Γ65% 抗氧劑3%?5%。
5. 根據權利要求1所述的高分子復合脂粉體表面處理劑，其特征在于：它由以下重量 百分比的原料組成： 二硬脂酰氧異丙氧基鋁酸酯6% 硬脂酸丁酯10% 單硬脂酸甘油酯20% 脂肪酸酯60% 抗氧劑4%。
6. 根據權利要求1所述的高分子復合脂粉體表面處理劑，其特征在于：所述抗氧劑為 抗氧劑1010與抗氧劑168以2:1~3:1的比例混合的混合物。
7. 權利要求1飛任意一項所述的高分子復合脂粉體表面處理劑的制備方法，其特征在 于：按重量百分比，將所述原料投入反應釜，反應釜加溫至80°C?90°C，同時以4(T60r/min 的轉速攪拌3(Γ40分鐘，反應后流入壓片機，進行壓片冷卻成型，經粉碎制得高分子復合脂 粉體表面處理劑。
8. 權利要求1飛任意一項所述的高分子復合脂粉體表面處理劑的應用，其特征在于： 所述高分子復合脂粉體表面處理劑應用于碳酸鈣粉體的表面處理。
9. 一種應用權利要求8所述的高分子復合脂粉體表面處理劑制備的碳酸鈣母粒，其特 征在于：所述碳酸鈣母粒由碳酸鈣粉體與占碳酸鈣粉體重量百分比的29Γ10%的高分子復 合脂粉體表面處理劑制得。
10. 根據權利要求9所述的高分子復合脂粉體表面處理劑制備的碳酸鈣母粒，其特征 在于：所述碳酸鈣母粒由碳酸鈣粉體與占碳酸鈣粉體重量百分比的59Γ8%的高分子復合脂 粉體表面處理劑制得。
【文檔編號】C08K9/04GK104086805SQ201410372446
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】徐美珍 申請人:徐美珍