技术领域
[0001] 本
发明属于重质碳酸钙制备技术领域，具体涉及一种适合于人造石填料的表面改性重质碳酸钙。
背景技术
[0002] 人造石作为最新型的人造建材，有着高强度、高硬度、耐高温、防
腐蚀、抗老化、易清洁、耐磨、材质精纯、无
辐射等天然石材无可比拟的优势。在天然石材作为不可再生资源日渐枯竭的今日，人造石是其最好的替代品，同时，人造石可采用大理石材、方解石材的边
角料作为原料，因而在保护环境的同时实现了资源再利用，这些优势让人造石成为建筑装饰行业的新贵，被广泛的应用到橱柜、卫浴、办公室和大型商场的地面、墙面装饰以及家居行业。
[0003] 碳酸钙是一种常用
无机填料，因来源广、价格便宜等，广泛用于人造石、塑料、
橡胶、涂料等领域。但碳酸钙表面亲
水疏油、
比表面积大、表面能高、颗粒间极易团聚，当直接或大量填充有机基体材料中时，不但难以均匀地分散，且与基体的结合
力很弱，导致两相界面
缺陷、
复合材料的某些性能下降。因此，为了拓宽其应用领域，必须对碳酸钙表面进行改性，使其表面亲油疏水，增强与人造石的相容性，提高在有机基体材料中的分散性，改善和提高复合材料的性能。
发明内容
[0004] 本发明提供一种适合于人造石填料的表面改性重质碳酸钙，以解决如何开发一种新型改性碳酸钙，提高碳酸钙在人造石材的填充量、降低人造石生产成本等实际问题。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种适合于人造石填料的表面改性重质碳酸钙，包括以下原料：
矿石、助剂 A和助剂B。
[0007] 优选地，所述助剂A包括
钛酸脂
偶联剂、
硅烷偶联剂、
铝酸脂偶联剂、锆铝酸盐偶联剂中的一种或多种。
[0008] 优选地，所述助剂A为钛酸脂偶联剂。
[0009] 优选地，所述钛酸脂偶联剂的加入量为矿石
质量的0.8％-1％。
[0010] 优选地，所述助剂B包括聚
丙烯酸、聚乙二醇、聚
马来酸、聚丙烯酰胺中的一种或多种。
[0011] 优选地，所述助剂B为聚丙烯酰胺。
[0012] 优选地，所述丙烯酰胺的加入量为矿石质量的0.5-0.7％。
[0013] 优选地，所述表面改性重质碳酸钙的粒度分布为D97＝60-80μm，D50＝4-6 μm。
[0014] 优选地，所述表面改性重质碳酸钙的粒度分布为D97＝100-120μm， D50＝11-13μm。
[0016] 本发明在现有重质碳酸钙的
基础上添加助剂A和助剂B，采用立磨机
研磨，通过特定的生产参数控制，所得的改性碳酸钙具有粒径分布宽，比表面积大，吸油值低，活化度高，应用性能大大优于普通碳酸钙的特点，得到的改性碳酸钙在生产人造石中分散性和相容性好，采用钛酸脂偶联剂和丙烯酰胺改性得到的碳酸钙填充量占人造石材质量的81％以上，生产成本极大降低，也更加环保。
具体实施方式
[0017] 为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
[0018] 一种适合于人造石填料的表面改性重质碳酸钙，包括以下原料：矿石、助剂 A和助剂B；
[0019] 所述助剂A包括钛酸脂偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸脂偶联剂、锆铝酸盐偶联剂中的一种或多种；
[0020] 所述助剂B包括聚丙烯酸、聚乙二醇、聚马来酸、聚丙烯酰胺中的一种或多种；
[0021] 适合于人造石填料的表面改性重质碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：矿石清洗后进行
破碎，在螺旋
输送机中加入助剂A和助剂B调成膏状进入研磨设备研磨，经过转速分级机分级后，收集得到粒度分布适合于人造石专用的碳酸钙。
[0022] 为了使人造石专用碳酸钙符合生产要求，本发明对最佳助剂种类、用量，以及立磨机的控制参数进行了筛选，具体如下：
[0023] (1)最佳助剂A的种类和用量筛选研究试验
[0024] 研究发现助剂A的种类(钛酸脂偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸脂偶联剂、锆铝酸盐偶联剂)和加入量对产品细度影响较小，主要影响改性效果，本发明通过岗石小试验机试验：
[0025] 在聚丙烯酰胺加入量为0.7％时，其他参数不变，加入钛酸脂偶联剂和其他试验用助剂量从0.5％-1.2％改性后人造石专用碳酸钙与
树脂混和能成
块状时对比，结果如下表所示：
[0026] 加入量 硅烷偶联剂 铝酸脂偶联剂 锆铝酸盐偶联剂 钛酸脂偶联剂0.5％ 71：29 73：27 66：34 79：21
0.6％ 73：27 76：24 69：31 81：19
0.7％ 75：25 78：22 71：29 83：17
0.8％ 76：24 79：21 72：28 85：15
0.9％ 76：24 80：20 73：27 86：14
1％ 75：25 79：21 73：27 86：14
1.1％ 75：25 78：22 72：28 85：15
1.2％ 75：25 78：22 72：28 85：15
[0027] 从以上表数据可以看出，钛酸脂偶联剂改性用量在0.8％-1.0％用于人造石行业添加的碳酸钙粉优于其他改性助剂，说明改性效果最好，也说明了再增加助剂量改性效果基本没有增加，反而增加了生产成本，因此最佳助剂A的种类为钛酸脂偶联剂，钛酸脂偶联剂的最佳用量为0.8％-1.0％。
[0028] (2)最佳助剂B的种类和用量筛选研究试验
[0029] 本发明筛选的助剂B的种类包括聚丙烯酸、聚乙二醇、聚马来酸、聚丙烯酰胺，通过岗石小试验机试验，筛选最佳助剂B的种类和用量。
[0030] 在钛酸脂偶联剂加入量为0.9％时，其他参数不变，加入聚丙烯酰胺和其他助剂量从0.3％-1.0％改性后人造石专用碳酸钙与树脂混和能成块状时对比，结果如下：
[0031]
[0032]
[0033] 从以上数据可以看出，在钛酸脂偶联剂改性用量在0.9％时，再加入 0.5％-0.7％的聚丙烯酰胺用于人造石行业添加的碳酸钙粉优于添加其他改性助剂，说明改性效果最好，也说明了再增加聚丙烯酰胺助剂量改性效果基本没有增加，反而增加了生产成本，因此最佳助剂B的种类为聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的最佳用量为0.5％-0.7％。
[0034] (3)立磨机的控制参数筛选研究
[0035] 立磨机影响的参数有几个，分别为主机
电流、主机料层厚度、磨辊油压、分级机转速、分级机电流、
风机转速、风机电流。经过反复试验得出以下的参数组合才能得到符合人造石专用碳酸钙的粒度(D97、D50)。
[0036]
[0037]
[0038] 表中序号1、2两个是用于人造石的全粉板，工艺相对简单，成本相对较低；表中序号3、4两个是用于人造石的粉砂板，各项力学性能更好。
[0040] 实施例1
[0041] 一种适合于人造石填料的表面改性重质碳酸钙，包括以下原料：矿石、钛酸脂偶联剂、聚丙烯酰胺，其制备方法，包括以下步骤：矿石清洗后进行破碎至颗粒小于28mm，在
螺旋输送机中加入矿石质量1％的钛酸脂偶联剂和矿石质量 0.5％的聚丙烯酰胺调成膏状进入立磨机研磨设备研磨，研磨时磨辊油压为5MPa，经过转速分级机分级，转速分级机转速为380-400r/min，收集得到粒度分布 (D97＝100-110μm，D50＝11-12μm)适合于人造石填料的表面改性重质碳酸钙。
[0042] 实施例2
[0043] 一种适合于人造石填料的表面改性重质碳酸钙，包括以下原料：矿石、钛酸脂偶联剂、聚丙烯酰胺，其制备方法，包括以下步骤：矿石清洗后进行破碎至颗粒小于30mm，在螺旋输送机中加入矿石质量0.8％的钛酸脂偶联剂和矿石质量 0.6％的聚丙烯酰胺调成膏状进入立磨机研磨设备研磨，研磨时磨辊油压为 6.5MPa，经过转速分级机分级，转速分级机转速为420-430r/min，收集得到粒度分布(D97＝70-80μm，D50＝5-6μm)适合于人造石填料的表面改性重质碳酸钙。
[0044] 实施例3
[0045] 一种适合于人造石填料的表面改性重质碳酸钙，包括以下原料：矿石、钛酸脂偶联剂、聚丙烯酰胺，其制备方法，包括以下步骤：矿石清洗后进行破碎至颗粒小于29mm，在螺旋输送机中加入矿石质量0.9％的钛酸脂偶联剂和矿石质量 0.7％的聚丙烯酰胺调成膏状进入立磨机研磨设备研磨，研磨时磨辊油压为7MPa，经过转速分级机分级，转速分级机转速为420-430r/min，收集得到粒度分布 (D97＝60-70μm，D50＝4-5μm)适合于人造石填料的表面改性重质碳酸钙。
[0046] 对比例1
[0047] 一种适合于人造石填料的表面改性重质碳酸钙，包括以下原料：矿石、聚丙烯酰胺，其制备方法，包括以下步骤：矿石清洗后进行破碎至颗粒小于29mm，在螺旋输送机中加入矿石质量0.7％的聚丙烯酰胺调成膏状进入环
辊磨机研磨设备研磨，经过转速分级机分级，转速分级机转速为600-650r/min，收集得到改性重质碳酸钙。
[0048] 本发明实施1-3生产的人造石填料的表面改性重质碳酸钙和未改性的碳酸钙性能进行比较，得到改性重质碳酸钙比未改性的碳酸钙吸油值至少降低了 40.56％，
粘度至少降低了51.74％，活化率至少提高了82.97％；本发明实施1-3 生产的人造石填料的表面改性重质碳酸钙和对比例1改性的碳酸钙性能进行比较，由于对比例1是使用普通环辊磨设备得到的碳酸钙，其粒度分布较窄，故虽然进行了改性，但本发明实施1-3得到改性重质碳酸钙比对比例1改性的碳酸钙吸油值至少降低了16.39％，粘度至少降低了14.31％，活化率至少提高了12.08％，说明改性后的碳酸钙亲油疏水，与人造石其他原料相容性好，碳酸钙填充量占人造石材质量的80％以上，而对比例1改性的碳酸钙填充量仅占人造石材质量的 42％，可见本发明改性碳酸钙生产成本与现有技术相比得到极大降低。
[0049] 以上内容不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的
权利要求书确定的
专利保护范围。
