本發(fā)明涉及改性碳酸鈣技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑改性的形貌可控納米碳酸鈣粉體及其制備方法。
背景技術(shù)：
碳酸鈣粉體是一種十分常見的無機(jī)材料，其主要應(yīng)用于造紙、橡膠、塑料、涂料、油墨等產(chǎn)品中作為補(bǔ)強(qiáng)填料。在實(shí)際使用過程中采用的碳酸鈣填料多為微米級(jí)甚至納米級(jí)的產(chǎn)品，這些微尺度的碳酸鈣填料具有很高的表面能，在基體中分散性差、容易團(tuán)聚結(jié)塊，從而嚴(yán)重影響填充改性效果，需要對(duì)其進(jìn)行表面改性處理，以提高其使用性能。
目前市售的納米碳酸鈣粉體多采用硬脂酸或脂肪酸鹽進(jìn)行干法包覆改性處理，這些類別的處理方法得到的粉體雖然在分散性、吸油值、活化度等方面均得到一定的改善，但是由于其耐溫性較差，不適用于高溫加工環(huán)境，對(duì)填充的基體材料會(huì)產(chǎn)生不良影響，使用范圍有效?！稄?fù)合改性劑對(duì)納米碳酸鈣的表面改性》一文利用月桂酸與二辛/葵酸甘油酯聚氧乙烯醚共混復(fù)合產(chǎn)品對(duì)納米碳酸鈣進(jìn)行濕法改性處理，改性后的納米碳酸鈣粉體不易團(tuán)聚，表面活化度提高，疏水性提高，耐溫性更佳，避免了硬脂酸類改性劑的缺陷，然而而其引入的月桂酸對(duì)金屬有一定的腐蝕性，改性后的碳酸鈣粉體使用范圍依然受到限制，不是令人滿意的改性處理結(jié)果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑改性的形貌可控納米碳酸鈣粉體及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑改性的形貌可控納米碳酸鈣粉體，該納米碳酸鈣粉體由以下重量份的原料制成：氧化鈣30-50、二氧化碳（工業(yè)純）適量、復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑0.5-1、去離子水200-500、離子液體1-20、十二烷基硫酸鈉0.01-0.02。
所述的復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑由以下重量份的原料制得：堿木質(zhì)素3-5、環(huán)氧乙烷0.5-1.5、烯丙基乙氧基硅烷5-20、四（二甲基乙烯基硅氧基）硅烷5-20、95%乙醇150-300、KOH催化劑0.005-0.01、Pt/C催化劑0.001-0.005、稀鹽酸溶液適量、無水乙醇適量；制備方法為：
（1）先將堿木質(zhì)素與烯丙基乙氧基硅烷投入反應(yīng)容器中，隨后加入95%乙醇，并加入適量的稀鹽酸溶液，調(diào)節(jié)體系pH值為3-5，在60-80℃條件下攪拌反應(yīng)5-8h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽濾、洗滌、真空干燥處理，得烯丙基硅烷接枝堿木質(zhì)素備用；
（2）將烯丙基硅烷接枝堿木質(zhì)素與四（二甲基乙烯基硅氧基）硅烷混合，并加入Pt/C催化劑，在氮?dú)夥諊聦⒎磻?yīng)體系加熱至50-60℃，反應(yīng)5-10h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽濾、醇洗，得超支化聚硅氧烷改性堿木質(zhì)素備用；
（3）將制備的超支化聚硅氧烷改性堿木質(zhì)素、KOH催化劑依次加入高壓反應(yīng)釜中，密閉后開啟加熱和攪拌系統(tǒng)，并通入氮?dú)猓?60-180℃條件下充分?jǐn)嚢杌旌厦撍幚?，處理完畢后控制釜?nèi)壓力為0.01-0.05MPa，接著投入環(huán)氧乙烷，攪拌反應(yīng)5-8h，反應(yīng)結(jié)束后加入適量的稀鹽酸調(diào)節(jié)體系pH呈中性，隨后降溫出料，即得所述的復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑。
所述的離子液體為：1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、1，3-二甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽中的一種或兩種。
所述的一種復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑改性的形貌可控納米碳酸鈣粉體的制備方法包括以下步驟：
（1）先將離子液體、去離子水分別投入反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊聫?qiáng)烈攪拌混合20-30min，隨后將體系加熱至80-85℃，緊接著加入氧化鈣，研磨攪拌消化2-3h，形成氫氧化鈣漿料，陳化10-15h后備用；
（2）取40-50重量份去離子水，先加入復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑、十二烷基硫酸鈉，高速攪拌至物料溶解分散后所得乳液注入步驟（1）制備的漿液中，攪拌混合均勻，保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，向體系中通入二氧化碳?xì)怏w，至體系pH值穩(wěn)定為中性時(shí)停止通氣，并繼續(xù)攪拌混合60-80min，反應(yīng)結(jié)束后體系過濾，過濾物經(jīng)洗滌、真空干燥、分散即得所述納米碳酸鈣粉體。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下
（1）在碳酸鈣粉體的制備過程中，以去離子水/離子液體混合作為溶劑體系，利用離子液體對(duì)二氧化碳的吸附性來提高溶劑中二氧化碳的濃度，達(dá)到高效生產(chǎn)的目的，同時(shí)通過改變離子液體和二氧化碳的量可實(shí)現(xiàn)碳酸鈣粉體的形貌可控合成。
（2）利用硅氫加成反應(yīng)，制備了一種新型的超支化聚硅氧烷接枝堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚復(fù)合表面活性劑，這種活性劑將有機(jī)硅烷基團(tuán)引入堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚中，獲得具有良好兩親性和吸附性的產(chǎn)品，對(duì)碳酸鈣粉體有長效的改性效果，其改性后的納米碳酸鈣粉體表現(xiàn)出良好的分散性和熱穩(wěn)定性，在有機(jī)體系和水性體系中均能均勻分散，對(duì)填充體系無不良影響。
具體實(shí)施方式
一種復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑改性的形貌可控納米碳酸鈣粉體，該納米碳酸鈣粉體由以下重量份的原料制成：氧化鈣30、二氧化碳（工業(yè)純）適量、復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑0.5、去離子水200、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽1、十二烷基硫酸鈉0.01。
其中復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑由以下重量份的原料制得：堿木質(zhì)素3、環(huán)氧乙烷0.5、烯丙基乙氧基硅烷5、四（二甲基乙烯基硅氧基）硅烷5、95%乙醇150、KOH催化劑0.005、Pt/C催化劑0.001、稀鹽酸溶液適量、無水乙醇適量；制備方法為：
（1）先將堿木質(zhì)素與烯丙基乙氧基硅烷投入反應(yīng)容器中，隨后加入95%乙醇，并加入適量的稀鹽酸溶液，調(diào)節(jié)體系pH值為3，在60℃條件下攪拌反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽濾、洗滌、真空干燥處理，得烯丙基硅烷接枝堿木質(zhì)素備用；
（2）將烯丙基硅烷接枝堿木質(zhì)素與四（二甲基乙烯基硅氧基）硅烷混合，并加入Pt/C催化劑，在氮?dú)夥諊聦⒎磻?yīng)體系加熱至50℃，反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)抽濾、醇洗，得超支化聚硅氧烷改性堿木質(zhì)素備用；
（3）將制備的超支化聚硅氧烷改性堿木質(zhì)素、KOH催化劑依次加入高壓反應(yīng)釜中，密閉后開啟加熱和攪拌系統(tǒng)，并通入氮?dú)?，?60℃條件下充分?jǐn)嚢杌旌厦撍幚?，處理完畢后控制釜?nèi)壓力為0.01MPa，接著投入環(huán)氧乙烷，攪拌反應(yīng)5h，反應(yīng)結(jié)束后加入適量的稀鹽酸調(diào)節(jié)體系pH呈中性，隨后降溫出料，即得所述的復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑。
該實(shí)施例納米碳酸鈣制備方法包括以下步驟：
（1）先將離子液體、去離子水分別投入反應(yīng)容器中，在氮?dú)夥諊聫?qiáng)烈攪拌混合20min，隨后將體系加熱至80℃，緊接著加入氧化鈣，研磨攪拌消化2h，形成氫氧化鈣漿料，陳化10h后備用；
（2）取40重量份去離子水，先加入復(fù)合堿木質(zhì)素聚氧乙烯醚活性劑、十二烷基硫酸鈉，高速攪拌至物料溶解分散后所得乳液注入步驟（1）制備的漿液中，攪拌混合均勻，保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，向體系中通入二氧化碳?xì)怏w，至體系pH值穩(wěn)定為中性時(shí)停止通氣，并繼續(xù)攪拌混合60min，反應(yīng)結(jié)束后體系過濾，過濾物經(jīng)洗滌、真空干燥、分散即得所述納米碳酸鈣粉體。
制得的納米碳酸鈣粉體性能測(cè)試結(jié)果為：
粒度D50：125nm；粘度：20.5mPa.s；活化度：100%；吸油值：20.4；沉降體積：0.62ml/g。