本發(fā)明屬于碳酸鈣改性領(lǐng)域，具體涉及一種油漆類專用改性碳酸鈣及其制備方法。

背景技術(shù)：

碳酸鈣是一種廉價的填充材料，在塑料、橡膠、涂料、造紙等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。但由于其表面能高，親水疏油，極易團(tuán)聚，與高分子聚合物的相容性很差。因此，在填充進(jìn)入高分子聚合物時，需要對其進(jìn)行表面改性，以提高其在聚合物中的分散以及相容性，降低成本，改善性能。目前碳酸鈣的改性技術(shù)存在改性溫度高，活化度不足，吸油值不低，專一性不強(qiáng)。改性溫度低則降低了能耗，吸油值低在填充過程中，減少了高分子聚合物用量而其性能不變則降低了成本。很多改性劑無法在低溫條件下在碳酸鈣表面充分反應(yīng)包覆，以至于活化率不高。環(huán)輥磨的膛內(nèi)溫度一般都是低于80℃，因此很多改性劑無法在研磨設(shè)備中與碳酸鈣礦石一起研磨改性。涂料方面的碳酸鈣改性方法，我們查到如下專利：

1、申請?zhí)枺?01610100450.7，發(fā)明名稱：一種油漆涂料專用改性重質(zhì)碳酸鈣及其制備方法和裝置，其產(chǎn)品吸油值雖然可以低至17-20g油/100g，但在制備過程中，其包覆溫度為95-100℃，溫度較高，耗能較大，并且由于要求的包覆溫度高于80℃，無法在研磨設(shè)備中與碳酸鈣礦石一起研磨改性。

2、申請?zhí)枺?01610914887.4，發(fā)明名稱：一種自分散性聚合物-馬來酸酐接枝改性的碳酸鈣粉體及其制備方法，其包覆溫度為80-90℃，耗能較大，并且其方法得到的碳酸鈣粉體吸油值為0.42ml/g，換算以g/100g為單位，為42g/100g，吸油值偏高。

3、申請?zhí)枺?01610914825.3，發(fā)明名稱：一種抗腐蝕的改性碳酸鈣粉體及其制備方法，其雖然能進(jìn)行研磨改性，但是其方法得到的碳酸鈣粉體吸油值為0.32ml/g，換算以g/100g為單位，為32g/100g，吸油值偏高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述技術(shù)問題，提供一種改性溫度為50～80℃、改性劑可以在該溫度下進(jìn)行自交聯(lián)且產(chǎn)品吸油值低于20g/100g的油漆類專用改性碳酸鈣及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種油漆類專用改性碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟：

(1)改性劑的制備：將油酸、苯乙烯和馬來酸酐按質(zhì)量百分比(90～95)：(5～9)：(1～5)放入反應(yīng)器中，攪拌反應(yīng)后，冷卻，再加入產(chǎn)物質(zhì)量0.03～0.1％的對苯二酚，即得到改性劑；

(2)將改性劑加入原料碳酸鈣中改性，所述原料碳酸鈣為重質(zhì)碳酸鈣或碳酸鈣礦石，即得到油漆類專用改性碳酸鈣。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，以上所述油酸、苯乙烯、馬來酸酐和對苯二酚的質(zhì)量百分比為95：6：1，所述對苯二酚添加量為產(chǎn)物質(zhì)量的0.1％。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，以上所述攪拌反應(yīng)的溫度為45～60℃，攪拌反應(yīng)時間為3～5h，冷卻溫度為室溫。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，步驟(2)中所述的將改性劑加入碳酸鈣中改性，是將粒度不小于1250目的重質(zhì)碳酸鈣加入高速混合分散機(jī)中，在50～80℃條件下，加入占重質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量不高于1％的改性劑，充分混合攪拌交聯(lián)包覆10～20分鐘，即得到油漆類專用改性碳酸鈣。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟(1)和步驟(2)之間，還增加了改性劑的乳化步驟，具體是按質(zhì)量百分比1:1，向改性劑中添加乳化劑；待改性劑完全乳化后，再進(jìn)行步驟(2)，步驟(2)中所述的將改性劑加入碳酸鈣中改性，是將完全乳化后的改性劑用恒流泵滴加在碳酸鈣礦石表面，乳化后改性劑的添加量為碳酸鈣礦石質(zhì)量的0.6％～1.6％，再送入研磨機(jī)中研磨成不小于1250目的碳酸鈣，即得到油漆類專用改性碳酸鈣。

作為進(jìn)一步的技術(shù)方案，以上所述乳化劑由十六烷基磺酸鈉和水組成，所述十六烷基磺酸鈉占所述水質(zhì)量的0.1～1％。

以上所述制備方法得到的油漆類專用改性碳酸鈣，其改性碳酸鈣的活化率為92.8～99.5％，吸油值為15.3～19.8g/100g，接觸角為131～150°。

本發(fā)明的反應(yīng)原理為：本發(fā)明的油酸、苯乙烯和馬來酸酐都含有雙鍵，可以在低溫下進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，同時油酸、馬來酸酐能與碳酸鈣表面化學(xué)吸附，對碳酸鈣表面進(jìn)行改性。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明方法采用油酸、苯乙烯和馬來酸酐按照特定的配比作為改性劑，使得碳酸鈣可在低溫(50～80℃)下進(jìn)行交聯(lián)包覆，既降低了能耗，又能對重質(zhì)碳酸鈣和碳酸鈣礦石進(jìn)行研磨改性，提高了原料的利用；由此方法得到的產(chǎn)品活化率為92.8～99.5％，吸油值為15.3～19.8g/100g，接觸角為131～150°，活化率高，吸油值低且與高分子聚合物的相容性好。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不局限于實(shí)施例表示的范圍。

實(shí)施例1：

一種油漆類專用改性碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟：

(1)改性劑的制備：將油酸、苯乙烯和馬來酸酐按質(zhì)量百分比90：9：1放入反應(yīng)器中，攪拌反應(yīng)后，冷卻，再加入產(chǎn)物質(zhì)量0.03％的對苯二酚，即得到改性劑；所述攪拌反應(yīng)的溫度為60℃，攪拌反應(yīng)時間為3h，冷卻溫度為室溫；

(2)將1000kg、粒度不小于1250目的重質(zhì)碳酸鈣加入高速混合分散機(jī)中，在50℃條件下，加入重質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量0.3％的改性劑，充分混合攪拌交聯(lián)包覆10分鐘，即得到油漆類專用改性碳酸鈣。

實(shí)施例2：

一種油漆類專用改性碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟：

(1)改性劑的制備：將油酸、苯乙烯和馬來酸酐按質(zhì)量百分比90：5：5放入反應(yīng)器中，攪拌反應(yīng)后，冷卻，再加入產(chǎn)物質(zhì)量0.1％的對苯二酚，即得到改性劑；所述攪拌反應(yīng)的溫度為55℃，攪拌反應(yīng)時間為4h，冷卻溫度為室溫；

(2)將1000kg、粒度不小于1250目的重質(zhì)碳酸鈣加入高速混合分散機(jī)中，在70℃條件下，加入重質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量0.6％的改性劑，充分混合攪拌交聯(lián)包覆15分鐘，即得到油漆類專用改性碳酸鈣。

實(shí)施例3：

一種油漆類專用改性碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟：

(1)改性劑的制備：將油酸、苯乙烯和馬來酸酐按質(zhì)量百分比95：6：1放入反應(yīng)器中，攪拌反應(yīng)后，冷卻，再加入產(chǎn)物質(zhì)量0.1％的對苯二酚，即得到改性劑；所述攪拌反應(yīng)的溫度為45℃，攪拌反應(yīng)時間為3h，冷卻溫度為室溫；

(2)將1000kg、粒度不小于1250目的重質(zhì)碳酸鈣加入高速混合分散機(jī)中，在80℃條件下，加入重質(zhì)碳酸鈣質(zhì)量0.8％的改性劑，充分混合攪拌交聯(lián)包覆20分鐘，即得到油漆類專用改性碳酸鈣。

實(shí)施例4：

一種油漆類專用改性碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟：

(1)改性劑的制備：將油酸、苯乙烯和馬來酸酐按質(zhì)量百分比95：6：1放入反應(yīng)器中，攪拌反應(yīng)后，冷卻，再加入產(chǎn)物質(zhì)量0.1％的對苯二酚，即得到改性劑；所述攪拌反應(yīng)的溫度為60℃，攪拌反應(yīng)時間為5h，冷卻溫度為室溫；

(2)改性劑的乳化：按質(zhì)量百分比1:1，向改性劑中添加乳化劑，所述乳化劑由十六烷基磺酸鈉和水組成，所述十六烷基磺酸鈉占所述水質(zhì)量的0.1％；

(3)是將完全乳化后的改性劑用恒流泵滴加在碳酸鈣礦石表面，乳化后改性劑的添加量為碳酸鈣礦石質(zhì)量的0.6％，再送入研磨機(jī)中研磨成不小于1250目的碳酸鈣，即得到油漆類專用改性碳酸鈣。

實(shí)施例5：

一種油漆類專用改性碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟：

(1)改性劑的制備：將油酸、苯乙烯和馬來酸酐按質(zhì)量百分比95：6：1放入反應(yīng)器中，攪拌反應(yīng)后，冷卻，再加入產(chǎn)物質(zhì)量0.1％的對苯二酚，即得到改性劑；所述攪拌反應(yīng)的溫度為60℃，攪拌反應(yīng)時間為5h，冷卻溫度為室溫；

(2)改性劑的乳化：按質(zhì)量百分比1:1，向改性劑中添加乳化劑，所述乳化劑由十六烷基磺酸鈉和水組成，所述十六烷基磺酸鈉占所述水質(zhì)量的0.5％；

(3)是將完全乳化后的改性劑用恒流泵滴加在碳酸鈣礦石表面，乳化后改性劑的添加量為碳酸鈣礦石質(zhì)量的1.2％，再送入研磨機(jī)中研磨成不小于1250目的碳酸鈣，即得到油漆類專用改性碳酸鈣。。

實(shí)施例6：

一種油漆類專用改性碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟：

(1)改性劑的制備：將油酸、苯乙烯和馬來酸酐按質(zhì)量百分比95：6：1放入反應(yīng)器中，攪拌反應(yīng)后，冷卻，再加入產(chǎn)物質(zhì)量0.1％的對苯二酚，即得到改性劑；所述攪拌反應(yīng)的溫度為60℃，攪拌反應(yīng)時間為5h，冷卻溫度為室溫；

(2)改性劑的乳化：按質(zhì)量百分比1:1，向改性劑中添加乳化劑，所述乳化劑由十六烷基磺酸鈉和水組成，所述十六烷基磺酸鈉占所述水質(zhì)量的1％；

(3)是將完全乳化后的改性劑用恒流泵滴加在碳酸鈣礦石表面，乳化后改性劑的添加量為碳酸鈣礦石質(zhì)量的1.6％，再送入研磨機(jī)中研磨成不小于1250目的碳酸鈣，即得到油漆類專用改性碳酸鈣。

由實(shí)施例1-6制備出的油漆類專用改性碳酸鈣產(chǎn)品指標(biāo)如表1所示：

表1

表1說明本發(fā)明制得的產(chǎn)品活化率高，吸油值低且與高分子聚合物的相容性好。

上述實(shí)施例，僅為對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說明的具體個例，本發(fā)明并非限定于此。凡在本發(fā)明公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。