本發明屬于改性碳酸鈣制備技術領域，具體涉及一種橡膠用改性碳酸鈣。
背景技術：
碳酸鈣是一種常用無機填料，因來源廣、價格便宜等，廣泛用于橡膠、塑料、涂料等領域。但碳酸鈣表面親水疏油、比表面積大、表面能高、顆粒間極易團聚，當直接或大量填充有機基體材料中時，不但難以均勻地分散，且與基體的結合力很弱，導致兩相界面缺陷、復合材料的某些性能下降。因此，為了拓寬其應用領域，必須對碳酸鈣表面進行改性，使其表面親油疏水，增強與橡膠的相容性，提高在橡膠中的分散性，改善和提高復合材料的性能。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種橡膠用改性碳酸鈣，以解決現有碳酸鈣親水疏油、分散性不好、易沉降、機械強度不高、與橡膠相容性差等問題。本發明通過對碳酸鈣改性，解決了碳酸鈣親水疏油、分散性不好、易沉降、機械強度不高、與聚合物相容性差無法達到增強作用等問題，提高了碳酸鈣的應用范圍；同時賦予了改性碳酸鈣抗老化、阻燃、消煙等功能。
為了解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案：
一種橡膠用改性碳酸鈣，以重量份為單位，包括以下原料：碳酸鈣162-198份、甘氨酸46-59份、催化劑0.4-0.6份、引發劑0.2-0.4份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀2-5份、碳酸氫鉀1.5-3.8份、架橋劑0.5-0.7份、調節劑0.2-0.4份、交聯劑0.3-0.6份、促進劑0.1-0.2份、苯丙烯6-11份、增塑劑0.4-0.8份、過硫酸鈉2-4份、水溶膠氫氧化鋁4.2-7份、活性白土3.2-6份、相容劑0.3-0.6份、分散劑0.2-0.4份、磷酸二銨1-3份、消煙劑2-3份、紫外線吸收劑0.2-0.4份、光穩劑0.1-0.2份、抗老劑0.3-0.6份、穩定劑0.2-0.5份；
所述催化劑為五氧化二釩；
所述引發劑為叔丁基過氧化氫；
所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑；
所述調節劑為丙烯酸酯類調節劑；
所述交聯劑為聚碳化二亞胺交聯劑；
所述促進劑為辛酸亞錫；
所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；
所述相容劑為丙烯酸型相容劑；
所述分散劑為分散劑NNO；
所述消煙劑為三氫化鉬；
所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；
所述光穩定劑為光穩定劑622；
所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑；
所述穩定劑為二鹽基亞磷酸鉛；
所述橡膠用改性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：將碳酸鈣粉碎，過2000-3000目的篩子，制得碳酸鈣粉碎物；
S2：將碳酸鈣粉碎物配成濃度為4％-6％的漿料，向所述漿料中加入甘氨酸、催化劑、引發劑，在微波功率為100-200W，溫度為75-82℃，轉速為300-600r/min下攪拌0.6-1.2h，制得物料A；
S3：向步驟S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀、碳酸氫鉀、架橋劑、調節劑、交聯劑、促進劑、苯丙烯、增塑劑，在氮氣保護，微波功率為120-180W，溫度為66-72℃，轉速為200-400r/min下攪拌0.6-0.9h，制得物料B；
S4：向步驟S3制得的物料B中加入過硫酸鈉，在微波功率為80-120W，溫度為82-88℃，轉速為300-500r/min下攪拌3-5h，制得物料C；
S5：向步驟S4制得的物料C中加入水溶膠氫氧化鋁、活性白土、相容劑、分散劑，在微波功率為250-270W，溫度為76-80℃，轉速為200-300r/min下攪拌2-4h，制得物料D；
S6：向步驟S5制得的物料D中加入磷酸二銨、消煙劑、紫外線吸收劑、光穩劑、抗老劑、穩定劑，在微波功率為150-180W，溫度為48-55℃，轉速為1000-1200r/min下攪拌0.6-0.8h，接著靜置4.5-5.5h后抽濾制得濕物，所述濕物在82-88℃下干燥至含水量≤3％，再接著研磨成納米粉狀，制得橡膠用改性碳酸鈣。
優選地，步驟S2中所述微波功率為200W，溫度為82℃，轉速為600r/min下攪拌0.6h，制得物料A。
優選地，步驟S3中所述微波功率為180W，溫度為72℃，轉速為400r/min下攪拌0.6h，制得物料B。
優選地，步驟S4中所述微波功率為120W，溫度為88℃，轉速為500r/min下攪拌3h，制得物料C。
優選地，步驟S5中所述微波功率為270W，溫度為80℃，轉速為300r/min下攪拌2h，制得物料D。
優選地，步驟S6中所述微波功率為180W，溫度為55℃，轉速為1200r/min下攪拌0.6h。
優選地，步驟S6中所述濕物在82℃下干燥至含水量為3％。
本發明具有以下有益效果：
(1)本發明通過對碳酸鈣改性，解決了碳酸鈣親水疏油、分散性不好、易沉降、機械強度不高、與聚合物相容性差無法達到增強作用等問題，提高了碳酸鈣的應用范圍；同時賦予了改性碳酸鈣抗老化、阻燃、消煙等功能；
(2)本發明的橡膠用改性碳酸鈣制備方法簡單、成本低，作為橡膠工業填料具有增強產品各方面性能的作用，值得推廣。
【具體實施方式】
為便于更好地理解本發明，通過以下實例加以說明，這些實例屬于本發明的保護范圍，但不限制本發明的保護范圍。
在實施例中，所述橡膠用改性碳酸鈣，以重量份為單位，包括以下原料：碳酸鈣162-198份、甘氨酸46-59份、催化劑0.4-0.6份、引發劑0.2-0.4份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀2-5份、碳酸氫鉀1.5-3.8份、架橋劑0.5-0.7份、調節劑0.2-0.4份、交聯劑0.3-0.6份、促進劑0.1-0.2份、苯丙烯6-11份、增塑劑0.4-0.8份、過硫酸鈉2-4份、水溶膠氫氧化鋁4.2-7份、活性白土3.2-6份、相容劑0.3-0.6份、分散劑0.2-0.4份、磷酸二銨1-3份、消煙劑2-3份、紫外線吸收劑0.2-0.4份、光穩劑0.1-0.2份、抗老劑0.3-0.6份、穩定劑0.2-0.5份；
所述催化劑為五氧化二釩；
所述引發劑為叔丁基過氧化氫；
所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑；
所述調節劑為丙烯酸酯類調節劑；
所述交聯劑為聚碳化二亞胺交聯劑；
所述促進劑為辛酸亞錫；
所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；
所述相容劑為丙烯酸型相容劑；
所述分散劑為分散劑NNO；
所述消煙劑為三氫化鉬；
所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；
所述光穩定劑為光穩定劑622；
所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑；
所述穩定劑為二鹽基亞磷酸鉛；
所述橡膠用改性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：將碳酸鈣粉碎，過2000-3000目的篩子，制得碳酸鈣粉碎物；
S2：將碳酸鈣粉碎物配成濃度為4％-6％的漿料，向所述漿料中加入甘氨酸、催化劑、引發劑，在微波功率為100-200W，溫度為75-82℃，轉速為300-600r/min下攪拌0.6-1.2h，制得物料A；
S3：向步驟S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀、碳酸氫鉀、架橋劑、調節劑、交聯劑、促進劑、苯丙烯、增塑劑，在氮氣保護，微波功率為120-180W，溫度為66-72℃，轉速為200-400r/min下攪拌0.6-0.9h，制得物料B；
S4：向步驟S3制得的物料B中加入過硫酸鈉，在微波功率為80-120W，溫度為82-88℃，轉速為300-500r/min下攪拌3-5h，制得物料C；
S5：向步驟S4制得的物料C中加入水溶膠氫氧化鋁、活性白土、相容劑、分散劑，在微波功率為250-270W，溫度為76-80℃，轉速為200-300r/min下攪拌2-4h，制得物料D；
S6：向步驟S5制得的物料D中加入磷酸二銨、消煙劑、紫外線吸收劑、光穩劑、抗老劑、穩定劑，在微波功率為150-180W，溫度為48-55℃，轉速為1000-1200r/min下攪拌0.6-0.8h，接著靜置4.5-5.5h后抽濾制得濕物，所述濕物在82-88℃下干燥至含水量≤3％，再接著研磨成納米粉狀，制得橡膠用改性碳酸鈣。
下面通過更具體實施例對本發明進行說明。
實施例1
一種橡膠用改性碳酸鈣，以重量份為單位，包括以下原料：碳酸鈣180份、甘氨酸52份、催化劑0.5份、引發劑0.5份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀3份、碳酸氫鉀2.5份、架橋劑0.6份、調節劑0.3份、交聯劑0.5份、促進劑0.1份、苯丙烯8份、增塑劑0.6份、過硫酸鈉3份、水溶膠氫氧化鋁5.6份、活性白土4.8份、相容劑0.5份、分散劑0.3份、磷酸二銨2份、消煙劑2.5份、紫外線吸收劑0.3份、光穩劑0.1份、抗老劑0.5份、穩定劑0.4份；
所述催化劑為五氧化二釩；
所述引發劑為叔丁基過氧化氫；
所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑；
所述調節劑為丙烯酸酯類調節劑；
所述交聯劑為聚碳化二亞胺交聯劑；
所述促進劑為辛酸亞錫；
所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；
所述相容劑為丙烯酸型相容劑；
所述分散劑為分散劑NNO；
所述消煙劑為三氫化鉬；
所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；
所述光穩定劑為光穩定劑622；
所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑；
所述穩定劑為二鹽基亞磷酸鉛；
所述橡膠用改性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：將碳酸鈣粉碎，過2500目的篩子，制得碳酸鈣粉碎物；
S2：將碳酸鈣粉碎物配成濃度為5％的漿料，向所述漿料中加入甘氨酸、催化劑、引發劑，在微波功率為150W，溫度為80℃，轉速為500r/min下攪拌0.9h，制得物料A；
S3：向步驟S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀、碳酸氫鉀、架橋劑、調節劑、交聯劑、促進劑、苯丙烯、增塑劑，在氮氣保護，微波功率為150W，溫度為68℃，轉速為300r/min下攪拌0.8h，制得物料B；
S4：向步驟S3制得的物料B中加入過硫酸鈉，在微波功率為100W，溫度為85℃，轉速為400r/min下攪拌4h，制得物料C；
S5：向步驟S4制得的物料C中加入水溶膠氫氧化鋁、活性白土、相容劑、分散劑，在微波功率為260W，溫度為78℃，轉速為250r/min下攪拌3h，制得物料D；
S6：向步驟S5制得的物料D中加入磷酸二銨、消煙劑、紫外線吸收劑、光穩劑、抗老劑、穩定劑，在微波功率為165W，溫度為52℃，轉速為1100r/min下攪拌0.7h，接著靜置5h后抽濾制得濕物，所述濕物在85℃下干燥至含水量為2.6％，再接著研磨成納米粉狀，制得橡膠用改性碳酸鈣。
實施例2
一種橡膠用改性碳酸鈣，以重量份為單位，包括以下原料：碳酸鈣162份、甘氨酸46份、催化劑0.4份、引發劑0.2份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀2份、碳酸氫鉀1.5份、架橋劑0.5份、調節劑0.2份、交聯劑0.3份、促進劑0.1份、苯丙烯6份、增塑劑0.4份、過硫酸鈉2份、水溶膠氫氧化鋁4.2份、活性白土3.2份、相容劑0.3份、分散劑0.2份、磷酸二銨1份、消煙劑2份、紫外線吸收劑0.2份、光穩劑0.1份、抗老劑0.3份、穩定劑0.2份；
所述催化劑為五氧化二釩；
所述引發劑為叔丁基過氧化氫；
所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑；
所述調節劑為丙烯酸酯類調節劑；
所述交聯劑為聚碳化二亞胺交聯劑；
所述促進劑為辛酸亞錫；
所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；
所述相容劑為丙烯酸型相容劑；
所述分散劑為分散劑NNO；
所述消煙劑為三氫化鉬；
所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；
所述光穩定劑為光穩定劑622；
所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑；
所述穩定劑為二鹽基亞磷酸鉛；
所述橡膠用改性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：將碳酸鈣粉碎，過2000目的篩子，制得碳酸鈣粉碎物；
S2：將碳酸鈣粉碎物配成濃度為4％的漿料，向所述漿料中加入甘氨酸、催化劑、引發劑，在微波功率為100W，溫度為76℃，轉速為300r/min下攪拌1h，制得物料A；
S3：向步驟S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀、碳酸氫鉀、架橋劑、調節劑、交聯劑、促進劑、苯丙烯、增塑劑，在氮氣保護，微波功率為120W，溫度為66℃，轉速為200r/min下攪拌0.9h，制得物料B；
S4：向步驟S3制得的物料B中加入過硫酸鈉，在微波功率為80W，溫度為82℃，轉速為300r/min下攪拌5h，制得物料C；
S5：向步驟S4制得的物料C中加入水溶膠氫氧化鋁、活性白土、相容劑、分散劑，在微波功率為250W，溫度為76℃，轉速為200r/min下攪拌4h，制得物料D；
S6：向步驟S5制得的物料D中加入磷酸二銨、消煙劑、紫外線吸收劑、光穩劑、抗老劑、穩定劑，在微波功率為150W，溫度為48℃，轉速為1000r/min下攪拌0.8h，接著靜置4.5h后抽濾制得濕物，所述濕物在82℃下干燥至含水量為3％，再接著研磨成納米粉狀，制得橡膠用改性碳酸鈣。
實施例3
一種橡膠用改性碳酸鈣，以重量份為單位，包括以下原料：碳酸鈣198份、甘氨酸59份、催化劑0.6份、引發劑0.4份、聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀5份、碳酸氫鉀3.8份、架橋劑0.7份、調節劑0.4份、交聯劑0.6份、促進劑0.2份、苯丙烯11份、增塑劑0.8份、過硫酸鈉4份、水溶膠氫氧化鋁7份、活性白土6份、相容劑0.6份、分散劑0.4份、磷酸二銨3份、消煙劑3份、紫外線吸收劑0.4份、光穩劑0.2份、抗老劑0.6份、穩定劑0.5份；
所述催化劑為五氧化二釩；
所述引發劑為叔丁基過氧化氫；
所述架橋劑為丙烯酸型架橋劑；
所述調節劑為丙烯酸酯類調節劑；
所述交聯劑為聚碳化二亞胺交聯劑；
所述促進劑為辛酸亞錫；
所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯；
所述相容劑為丙烯酸型相容劑；
所述分散劑為分散劑NNO；
所述消煙劑為三氫化鉬；
所述紫外線吸收劑為2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮；
所述光穩定劑為光穩定劑622；
所述抗老劑為巴斯夫UV-234抗老劑；
所述穩定劑為二鹽基亞磷酸鉛；
所述橡膠用改性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：將碳酸鈣粉碎，過3000目的篩子，制得碳酸鈣粉碎物；
S2：將碳酸鈣粉碎物配成濃度為6％的漿料，向所述漿料中加入甘氨酸、催化劑、引發劑，在微波功率為270W，溫度為80℃，轉速為600r/min下攪拌0.6h，制得物料A；
S3：向步驟S2制得的物料A中加入聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鉀、碳酸氫鉀、架橋劑、調節劑、交聯劑、促進劑、苯丙烯、增塑劑，在氮氣保護，微波功率為180W，溫度為72℃，轉速為400r/min下攪拌0.6h，制得物料B；
S4：向步驟S3制得的物料B中加入過硫酸鈉，在微波功率為120W，溫度為88℃，轉速為500r/min下攪拌3h，制得物料C；
S5：向步驟S4制得的物料C中加入水溶膠氫氧化鋁、活性白土、相容劑、分散劑，在微波功率為260W，溫度為82℃，轉速為300r/min下攪拌2h，制得物料D；
S6：向步驟S5制得的物料D中加入磷酸二銨、消煙劑、紫外線吸收劑、光穩劑、抗老劑、穩定劑，在微波功率為180W，溫度為55℃，轉速為1200r/min下攪拌0.6h，接著靜置4.5h后抽濾制得濕物，所述濕物在88℃下干燥至含水量為2.2％，再接著研磨成納米粉狀，制得橡膠用改性碳酸鈣。
對本發明實施例1-3生產的橡膠用改性碳酸鈣和未改性的碳酸鈣性能進行比較，得到改性碳酸鈣比未改性的碳酸鈣吸油值降低了54.75％-55.89％，沉降體積降低了63.46％-67.51％，粘度降低了60.34％-64.59％，堆積密度降低了22.06％-23.79％，活化率提高了37.43％-40.54％，說明改性后的碳酸鈣親油疏水，與橡膠相容性好，并且堆積密度變小，說明碳酸鈣分散性能好，不易團聚。
以上內容不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明，對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。