CN110128852A - 一种用于环氧胶粘剂的纳米碳酸钙制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于环氧胶粘剂的纳米碳酸钙制备方法,其制备方法为在氢氧化钙悬浮液中加入晶形控制剂进行碳化,碳化率达到50~85%时加入分散剂后继续碳化至PH为6.5~7.0后再进行陈化,然后加入表面处理剂水溶液进行包覆处理,再经过滤、烘干、粉碎即得本发明的纳米碳酸钙。本发明制备的纳米碳酸钙晶型完整,呈立方体,平均粒径为60~80nm,比表面积大于23m2/g,粒子分布均匀,分散性好,无团聚现象。在环氧胶粘剂具有良好的分散性和使用效果,可大幅度提高环氧树脂胶触变性、耐温性、粘接强度、韧性、硬度、强度等物理性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于环氧胶粘剂的纳米碳酸钙制备方法,属于纳米材料制备技术领域。
背景技术
环氧树脂胶粘剂是一类由环氧树脂基料、固化剂、稀释剂、促进剂和填料配制而成的工程胶粘剂,应用广泛。碳酸钙是环氧树脂胶粘剂重要填料之一,目前主要采用的是市场上普通纳米钙,纳米粒子小,表面积大,表面能且处于热力学不稳定状态,与环氧树相结合性能差,故易导致粒子团聚而影响了填充效果,存在不足。
发明内容
针对上述不足,本发明提供一种用于环氧胶粘剂的纳米碳酸钙制备方法,本发明所采用的技术方案是:
一种用于环氧胶粘剂的纳米碳酸钙制备方法,其包括以下步骤:
步骤1:将Ca(OH)2浆料配制成质量百分比浓度为90~120%的悬浮液,加入Ca(OH)2浆料重量的0.1~3.0%的晶形控制剂,在15~35℃下通入含有CO2的气体进行碳化,气体中CO2的含量保持在20~35%之间,当碳化率达到50~85%时加入Ca(OH)2浆料重量的0.01~1.5%的分散剂,继续碳化至PH为6.5~7.0;
步骤2:将表面处理剂配制成质量浓度为5~15%的水溶液,升温至60~90℃,得表面处理剂水溶液备用;
步骤3:将碳化后的纳米碳酸钙浆液置于陈化设备中陈化;
步骤4:向陈化后的纳米碳酸钙浆液中加入纳米碳酸钙浆液重量的2.0~6.0%的表面处理剂水溶液,搅拌均匀,进行包覆处理0.5~3.5h;
步骤5:将表面处理后的纳米碳酸钙浆料过滤至含水量小于60%后将滤饼在100~150℃下烘干,烘干至水含量低于0.4%,再经粉碎、过筛即得本发明的纳米碳酸钙。
进一步地,所述晶形控制剂为无机盐、氨盐、柠檬酸、二糖或多糖中的任意一种或任意几种的混合物。
进一步地,所述分散剂为亲水表面活性剂,优选磺酸盐类表面活性剂或/和硫酸酯盐类表面活性剂或/和磷酸酯盐类表面活性剂。
进一步地,所述表面处理剂为脂肪酸、脂肪酸盐及硅烷类表面处理剂的复合物。
按上述方法制备的纳米碳酸钙晶型呈完整立方体,平均粒径为60~80nm,比表面积大于23m2/g,粒子分布均匀,无团聚现象。
本发明的有益效果在于:本发明制备的纳米碳酸钙晶型完整,呈立方体,平均粒径为60~80nm,比表面积大于23m2/g,吸油值达29g/100gCaCO3,粒子分布均匀,分散性好,无团聚现象。在环氧胶粘剂具有良好的分散性和使用效果,可大幅度提高环氧树脂胶触变性、耐温性、粘接强度、韧性、硬度、强度等物理性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述:
实施例1:
一种用于环氧胶粘剂的纳米碳酸钙制备方法:在1立方米的碳化釜中加入0.8立方米质量百分比浓度为90%Ca(OH)2浆料,反应前加入0.06kg碳酸钠和0.2kg糖的混合物,碳化起始温度15℃,通入含有CO2含量在20~30%的窑气进行碳化,窑气流量为7m3/h,碳化1h后加入0.1kg十二烷基苯磺酸钠,再继续碳化至PH值达7,然后置于陈化设备中陈化。
在60L反应釜中加入40L水,升温至85℃,将将1.5kg硬脂酸和0.2kg氢氧化钠加入反应釜中,搅拌20min,再加入1kg棕榈油,搅拌30min,制成表面处理剂液,然后将表面处理剂液加入已升温至90℃的陈化后的纳米碳酸钙浆液中,恒温表面处理1h,将浆料趁热过滤,105℃干燥,水份含量小于0.4%时再粉碎过筛,即得本发明的纳米碳酸钙。
该产的纳米碳酸钙平均粒径在60nm,立方体型,比表面积大于23m2/g。吸油值29g/100gCaCO3,粒子分布均匀,无团聚现象。纳米碳酸钙与环氧胶粘剂基料按1:1的比例用实验室用高速搅拌机配制成纳米改性环氧胶粘剂基料,调好的基料光泽好,分散好,触变性能好,再把纳米改性基料放110℃烘箱中放置8小时取出可以看出纳米改性基料未固化,稳定性好。
实施例2:
一种用于环氧胶粘剂的纳米碳酸钙制备方法:在1立方米的碳化釜中加入0.8立方米质量百分比浓度为90%Ca(OH)2浆料,反应前加入0.09kg氯化钠和0.2kg柠檬酸的混合物,碳化起始温度30℃,通入含有CO2含量在20~30%的窑气进行碳化,窑气流量为7m3/h,碳化1h后加入0.07kg十二烷基苯磺酸钠和0.07kg肥皂粉,再继续碳化至PH值达7,然后置于陈化设备中陈化。
在60L反应釜中加入40L水,升温至85℃,将1.7kg硬脂酸和0.21kg氢氧化钠加入反应釜中,搅拌20min,再加入1kg硬脂酸钙,搅拌30min,制成表面处理剂液,然后将表面处理剂液加入已升温至90℃的陈化后的纳米碳酸钙浆液中,恒温表面处理1h,将浆料趁热过滤,105℃干燥,水份含量小于0.4%时再粉碎过筛,即得本发明的纳米碳酸钙。
该产的纳米碳酸钙平均粒径在70nm,立方体型,比表面积大于23m2/g。吸油值28g/100gCaCO3,粒子分布均匀,无团聚现象。
实施例3:
一种用于环氧胶粘剂的纳米碳酸钙制备方法:在1立方米的碳化釜中加入0.8立方米质量百分比浓度为90%Ca(OH)2浆料,反应前加入0.1kg柠檬酸和0.2kg糖的混合物,碳化起始温度35℃,通入含有CO2含量在20~30%的窑气进行碳化,窑气流量为7m3/h,碳化1h后加入0.12kg肥皂粉,再继续碳化至PH值达7,然后置于陈化设备中陈化。
在60L反应釜中加入40L水,升温至85℃,将1.8kg硬脂酸和0.22kg氢氧化钠加入反应釜中,搅拌20min,再加入1kg玉米油,搅拌30min,制成表面处理剂液,然后将表面处理剂液加入已升温至90℃的陈化后的纳米碳酸钙浆液中,恒温表面处理1h,将浆料趁热过滤,105℃干燥,水份含量小于0.4%时再粉碎过筛,即得本发明的纳米碳酸钙。
该产的纳米碳酸钙平均粒径在80nm,立方体型,比表面积大于23m2/g。吸油值26g/100gCaCO3,粒子分布均匀,无团聚现象。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的构思和范围进行限定。本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。
Claims (4)
1.一种用于环氧胶粘剂的纳米碳酸钙制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:将Ca(OH)2浆料配制成质量百分比浓度为90~120%的悬浮液,加入Ca(OH)2浆料重量的0.1~3.0%的晶形控制剂,在15~35℃下通入含有CO2的气体进行碳化,气体中CO2的含量保持在20~35%之间,当碳化率达到50~85%时加入Ca(OH)2浆料重量的0.01~1.5%的分散剂,继续碳化至PH为6.5~7.0;
步骤2:将表面处理剂配制成质量浓度为5~15%的水溶液,升温至60~90℃,得表面处理剂水溶液备用;
步骤3:将碳化后的纳米碳酸钙浆液置于陈化设备中陈化;
步骤4:向陈化后的纳米碳酸钙浆液中加入纳米碳酸钙浆液重量的2.0~6.0%的表面处理剂水溶液,搅拌均匀,进行包覆处理0.5~3.5h;
步骤5:将表面处理后的纳米碳酸钙浆料过滤至含水量小于60%后将滤饼在100~150℃下烘干,烘干至水含量低于0.4%,再经粉碎、过筛即得本发明的纳米碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的一种用于环氧胶粘剂的纳米碳酸钙制备方法,其特征在于:所述晶形控制剂为无机盐、氨盐、柠檬酸、二糖或多糖中的任意一种或任意几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种用于环氧胶粘剂的纳米碳酸钙制备方法,其特征在于:所述分散剂为亲水表面活性剂,选用磺酸盐类表面活性剂或/和硫酸酯盐类表面活性剂或/和磷酸酯盐类表面活性剂。
4.根据权利要求1所述的一种用于环氧胶粘剂的纳米碳酸钙制备方法,其特征在于:所述表面处理剂为脂肪酸、脂肪酸盐及硅烷类表面处理剂的复合物。
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