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。
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CaCO3，其热
变形温度可提高20ºC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CaCO3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CaCO3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CaCO3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CaCO3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%。
[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5%~8%
硬脂酸丁酯8%~11%
单硬脂酸甘油酯10%~16%
脂肪酸酯60%~70%
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9%~15%
硬脂酸丁酯12%~15%
单硬脂酸甘油酯18%~25%
脂肪酸酯50%~59%
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9%~13%
硬脂酸丁酯10%~12%
单硬脂酸甘油酯12%~21%
脂肪酸酯55%~65%
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： C3H5O3（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℃~90℃，同时以40~60r/min的转速搅拌30~40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。
[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2%~10%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5%~8%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CaCO3粉体进行包覆，改变CaCO3粉体表面的极性；抗氧剂作为辅料使用。本发明增强CaCO3粉体与有机树脂界面的相容性，浸润并润湿CaCO3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。
[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，100℃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1mol/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CaCO3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CaCO3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CaCO3粉体，与PE材料更加容易塑化，加工流动性好，收缩率稳定，提高产量；
6）经本发明处理的不同形状CaCO3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CaCO3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。
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℃，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℃，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℃，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℃，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℃，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1~5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1~5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] 一种应用实施例1~5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（CaCO3母粒）填充PE的力学平均性能测试表。
[0050]。
[0051] 备注：PE =LLDPE(7042) 4份+LDPE（2426H）1份。
[0052] 由上表可知，本发明制备的碳酸钙母粒（CaCO3母粒）填充PE后，拉伸强度、
屈服强度弹性模量及抗冲击性能都有显著提高。
[0053] 应用示例一。
[0054] 取本发明的实施例1~5任意一实施例制备的高分子复合脂粉体表面处理剂4kg，与75kg的碳酸钙粉体、9kg的 PE7042高速混合，然后进入双螺杆
挤出机挤出即可。
[0055] 本发明制备的高分子复合脂粉体表面处理剂，与PE塑料一起挤出生产时，仅需要添加三种原料即可进入双
螺杆挤出机挤出，与现有技术的至少需要添加钛酯偶联剂、PE蜡、硬脂酸、EBS、硬脂酸锌、扩散油等多种原料相比，大大地减少了由于人工操作添加多种原料而导致的误差，进一步减少了由于人工操作添加多种原料而造成的产品质量不稳定的状况。
[0056] 应用示例二。
[0057] 取本发明的实施例6~8任意一实施例制备的碳酸钙母粒25kg，与75kg的PE7042混合，即可进入吹膜机进行吹膜。本发明制备的高分子复合脂粉体表面处理剂制备的碳酸钙母粒，与PE塑料一起吹膜生产时，仅需要添加两种原料即可进入吹膜机进行吹膜，与现有技术的至少需要添加钛酯偶联剂、PE蜡、硬脂酸、EBS、硬脂酸锌、扩散油等多种原料相比，大大地减少了由于人工操作添加多种原料而导致的误差，进一步减少了由于人工操作添加多种原料而造成的产品质量不稳定的状况。
[0058] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，因此依本发明
申请专利范围所作的等同变化，都包含在本发明的保护范围之内。
