本發(fā)明涉及納米碳酸鈣生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚硫密封膠專用納米碳酸鈣的制備方法。
背景技術(shù)：
聚硫密封膠是以液態(tài)聚硫橡膠為基體，配合增塑劑、填料、偶聯(lián)劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、硫化劑、促進(jìn)劑等助劑而制成。液體聚硫膠主鏈上含有-s-s-鏈，端基為-sh，如使-sh發(fā)生反應(yīng)可產(chǎn)生固化，從而形成高分子量的聚硫橡膠。由于其分子鏈?zhǔn)秋柡偷?，且在主鏈上含有硫原子，因而具有良好的耐老化性能，同時(shí)分子鏈末端含有活潑的硫醇基，常溫下與金屬過氧化物發(fā)生固化反應(yīng)。聚硫密封膠具有固化均勻、耐藥品性強(qiáng)、耐候性好等優(yōu)點(diǎn)，是一類性能優(yōu)異的彈性密封材料。與濕固化的硅酮密封膠、聚氨酯膠相比，可控性好，利于施工操作，因此廣泛用于土木建筑、汽車制造等行業(yè)作為嵌縫、密封材料，還常用于各類油箱、燃料罐、航空機(jī)械、復(fù)合玻璃的密封。
在各類工業(yè)應(yīng)用中，聚硫密封膠需要有良好的觸變性和機(jī)械性能，雖然可以通過化學(xué)改性和加入觸變劑(如白炭黑)的方法來解決此類問題，但是化學(xué)改性工藝復(fù)雜，使制造成本升高，難以大規(guī)?；?；而白炭黑雖然可有效提高膠料觸變性，但與此同時(shí)也會(huì)造成加工困難，生產(chǎn)消耗能量巨大。
選用合適的填料是極有效的物理改性手段，可以保證聚硫膠具有必要的強(qiáng)度，又要確保其經(jīng)濟(jì)性。納米碳酸鈣作為一種經(jīng)濟(jì)型的納米材料，價(jià)格較低，性能優(yōu)良，廣泛用于橡膠、電線、密封膠、油墨、汽車涂料等行業(yè)。但是目前國內(nèi)市售的納米碳酸鈣產(chǎn)品，用于聚硫密封膠時(shí)加工性能和觸變性都不理想，可操作時(shí)間短，力學(xué)性能差，拉伸粘結(jié)性能低，難以滿足高性能的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種硫密封膠專用納米碳酸鈣的制備方法，應(yīng)用本發(fā)明制備的納米碳酸鈣用于聚硫密封膠時(shí)能使其具有更好的觸變特性、補(bǔ)強(qiáng)性能、拉伸性能和加工性能，延長可以操作的工作時(shí)間，提高聚硫密封膠對各種材料的附著力，更好地滿足使用需求。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：聚硫密封膠專用納米碳酸鈣的制備方法，按照以下步驟實(shí)施：
①制漿：將石灰石破碎成直徑為4～8cm的顆粒，經(jīng)煅燒得到氧化鈣，然后加水消化生成ca(oh)2，ca(oh)2經(jīng)過精制陳化12～48h，過篩得到ca(oh)2漿料；
②調(diào)漿：調(diào)節(jié)ca(oh)2漿料的溫度為10～30℃，質(zhì)量百分濃度為9～12％，加入乳化劑op-10，op-10與ca(oh)2漿料的重量比為(0.1～0.3)︰100，然后泵入帶攪拌器的碳化塔中；
③碳化：開啟攪拌，同時(shí)向碳化塔中通入co2體積含量為28～35％的窯氣與ca(oh)2漿料進(jìn)行碳化反應(yīng)，當(dāng)碳化到ph＝7～8時(shí)，停止co2氣體的通入，制得碳酸鈣熟漿；
④表面處理：將碳酸鈣熟漿輸送至表面處理罐，加熱到60～75℃，然后加入表面處理劑，表面處理劑與熟漿中碳酸鈣固含量的重量比為(3～6)︰100，繼續(xù)攪拌1～2小時(shí)；所述表面處理劑的組成為：按重量百分含量計(jì)，棕櫚仁油40～70％、si-69硅烷偶聯(lián)劑30～60％；所述表面處理劑加入到碳酸鈣熟漿前加熱到80～95℃；
⑤表面處理后的碳酸鈣熟漿經(jīng)壓濾、干燥、粉碎，將bet比表面積控制為15～30m2/g，制得水分≤0.3％的硫密封膠專用納米碳酸鈣。
步驟②中所述op-10與ca(oh)2漿料的重量比優(yōu)選為0.2︰100。
步驟④中所述表面處理劑與熟漿中碳酸鈣固含量的重量比優(yōu)選為4.5︰100，所述表面處理劑的組成優(yōu)選為：按重量百分含量計(jì)，棕櫚仁油60％、si-69硅烷偶聯(lián)劑40％。
本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明在碳化過程中，加入乳化劑op-10，該乳化劑是一種烷基酚與環(huán)氧乙烷的縮合物，屬于非離子型表面活性劑，能增加反應(yīng)界面的表面積，可以提高碳化反應(yīng)速度，使co2和ca(oh)2之間的反應(yīng)劇烈，使溶液在極短的時(shí)間內(nèi)形成很高的飽和度，促進(jìn)了大量的caco3粒子均相成核，成核速度快，而且數(shù)目多，生成的caco3粒子非常細(xì)小且均勻，同時(shí)有包覆作用提高分散性；2、本發(fā)明采用棕櫚仁油和si-69硅烷偶聯(lián)劑的混合物進(jìn)行表面處理，棕櫚仁油主要從棕櫚的內(nèi)核提取，是一類含12-18c的脂肪酸甘油脂，熔點(diǎn)為24～26℃，熔點(diǎn)合適，其碘值(g碘/100g油)為14～22，較棕櫚油低，具有良好的熱穩(wěn)定性，進(jìn)行濕法表面處理時(shí)，有利于在納米碳酸鈣界面包覆，形成定向的排列，提高納米碳酸鈣的分散性，使之不團(tuán)聚，從而增加納米碳酸鈣的分散穩(wěn)定性，降低吸油值，可作為粘度控制劑，提高觸變性，延長可以操作的工作時(shí)間；而si-69硅烷偶聯(lián)劑可以提高聚硫膠的強(qiáng)度和拉伸性能，4個(gè)s原子還可起硫化促進(jìn)作用，提高耐老化性能和貯存穩(wěn)定性；3、本發(fā)明制備的納米碳酸鈣具有良好的加工性能，可以提高聚硫密封膠的觸變性和抗流掛性，而且具有良好的補(bǔ)強(qiáng)和拉伸性能，對各種鋁材、玻璃、水泥等材料具有優(yōu)異的附著力；4、本發(fā)明制備的納米碳酸鈣的bet比表面積控制在15-30m2/g，當(dāng)bet比表面積超過30m2/g時(shí)，比表面積太大，粒子太小，可施工的時(shí)間變短，粘度大，難以操作；當(dāng)bet小于15m2/g時(shí)，比表面積太小，粒子太大，力學(xué)性能變差，觸變性變差。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1：
聚硫密封膠專用納米碳酸鈣的制備方法，按照以下步驟實(shí)施：
①制漿：將石灰石破碎成直徑為4～8cm的顆粒，經(jīng)煅燒得到氧化鈣，然后加水消化生成ca(oh)2，ca(oh)2經(jīng)過精制陳化12h，過篩得到ca(oh)2漿料；
②調(diào)漿：調(diào)節(jié)ca(oh)2漿料的溫度為15℃，質(zhì)量百分濃度為9％，加入乳化劑op-10，op-10與ca(oh)2漿料的重量比為0.1︰100，然后泵入帶攪拌器的碳化塔中；
③碳化：開啟攪拌，同時(shí)向碳化塔中通入co2體積含量為28％的窯氣與ca(oh)2漿料進(jìn)行碳化反應(yīng)，當(dāng)碳化到ph＝7～8時(shí)，停止co2氣體的通入，制得碳酸鈣熟漿；
④表面處理：將碳酸鈣熟漿輸送至表面處理罐，加熱到60～75℃，然后加入表面處理劑，表面處理劑與熟漿中碳酸鈣固含量的重量比為3︰100，繼續(xù)攪拌1小時(shí)；所述表面處理劑的組成為：按重量百分含量計(jì)，棕櫚仁油40％、si-69硅烷偶聯(lián)劑60％；所述表面處理劑加入到碳酸鈣熟漿前加熱到80～95℃；
⑤表面處理后的碳酸鈣熟漿經(jīng)壓濾、干燥、粉碎，制得bet比表面積為18.58m2/g,水分≤0.3％的硫密封膠專用納米碳酸鈣。
實(shí)施例2
聚硫密封膠專用納米碳酸鈣的制備方法，按照以下步驟實(shí)施：
①制漿：將石灰石破碎成直徑為4～8cm的顆粒，經(jīng)煅燒得到氧化鈣，然后加水消化生成ca(oh)2，ca(oh)2經(jīng)過精制陳化48h，過篩得到ca(oh)2漿料；
②調(diào)漿：調(diào)節(jié)ca(oh)2漿料的溫度為30℃，質(zhì)量百分濃度為12％，加入乳化劑op-10，op-10與ca(oh)2漿料的重量比為0.3︰100，然后泵入帶攪拌器的碳化塔中；
③碳化：開啟攪拌，同時(shí)向碳化塔中通入co2體積含量為35％的窯氣與ca(oh)2漿料進(jìn)行碳化反應(yīng)，當(dāng)碳化到ph＝7～8時(shí)，停止co2氣體的通入，制得碳酸鈣熟漿；
④表面處理：將碳酸鈣熟漿輸送至表面處理罐，加熱到60～75℃，然后加入表面處理劑，表面處理劑與熟漿中碳酸鈣固含量的重量比為6︰100，繼續(xù)攪拌2小時(shí)；所述表面處理劑的組成為：按重量百分含量計(jì)，棕櫚仁油70％、si-69硅烷偶聯(lián)劑30％；所述表面處理劑加入到碳酸鈣熟漿前加熱到80～95℃；
⑤表面處理后的碳酸鈣熟漿經(jīng)壓濾、干燥、粉碎，制得bet比表面積為26.62m2/g、水分≤0.3％的硫密封膠專用納米碳酸鈣。
實(shí)施例3
聚硫密封膠專用納米碳酸鈣的制備方法，按照以下步驟實(shí)施：
①制漿：將石灰石破碎成直徑為4～8cm的顆粒，經(jīng)煅燒得到氧化鈣，然后加水消化生成ca(oh)2，ca(oh)2經(jīng)過精制陳化30h，過篩得到ca(oh)2漿料；
②調(diào)漿：調(diào)節(jié)ca(oh)2漿料的溫度為20℃，質(zhì)量百分濃度為11％，加入乳化劑op-10，op-10與ca(oh)2漿料的重量比為0.2︰100，然后泵入帶攪拌器的碳化塔中；
③碳化：開啟攪拌，同時(shí)向碳化塔中通入co2體積含量為31％的窯氣與ca(oh)2漿料進(jìn)行碳化反應(yīng)，當(dāng)碳化到ph＝7～8時(shí)，停止co2氣體的通入，制得碳酸鈣熟漿；
④表面處理：將碳酸鈣熟漿輸送至表面處理罐，加熱到60～75℃，然后加入表面處理劑，表面處理劑與熟漿中碳酸鈣固含量的重量比為4.5︰100，繼續(xù)攪拌1.5小時(shí)；所述表面處理劑的組成為：按重量百分含量計(jì)，棕櫚仁油60、si-69硅烷偶聯(lián)劑40％；所述表面處理劑加入到碳酸鈣熟漿前加熱到80～95℃；
⑤表面處理后的碳酸鈣熟漿經(jīng)壓濾、干燥、粉碎，制得bet比表面積為22.4m2/g、水分≤0.3％的硫密封膠專用納米碳酸鈣。