一種花椒籽脂肪酸改性重質碳酸鈣的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明公開了一種花椒籽脂肪酸改性重質碳酸鈣的制備方法，屬于碳酸鈣制備技術領域。
【背景技術】
[0002]重質碳酸鈣也簡稱為“重鈣”，通常用作填料，是由天然碳酸鹽礦物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。廣泛用于橡膠、塑料、造紙、涂料、電纜、建筑用品、食品、醫(yī)藥、紡織等行業(yè)，作填充劑起到增加產品的體積，降低生產成本。
[0003]目前重質碳酸鈣的生產工藝流程有兩種，分別為干法生產工藝流程和濕法生產工藝流程。其中干法生產工藝流程是指首先手選從采石場運來的方解石、石灰石、白堊、貝殼等，以除去脈石，然后用破碎機對石灰石進行粗破碎，再用雷蒙(擺式)磨粉碎得到細石灰石粉，最后用分級機對磨粉進行分級，符合粒度要求的粉末作為產品包裝入庫，否則返回磨粉機再次磨粉，該方法操作比較復雜，成本比較高；另外的濕法生產工藝流程是指先將干法細粉制成懸浮液置于磨機內進一步粉碎，經脫水、干燥后便制得超細重質碳酸鈣，雖然該方法操作比干法操作簡單，但是制成的重質碳酸鈣顆粒極易二次團聚，分散性差，影響產品的應用性能。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術問題:針對目前重質碳酸鈣在生產的過程中，干法生產操作比較復雜，成本高，而濕法生產操作雖然擺脫了干法復雜的操作流程，但還是存在分散性差、顆粒極易成團、相容性差的現(xiàn)狀，提供了一種通過從花椒籽油中提取脂肪酸對重質碳酸鈣進行改性，改變重質碳酸鈣表面性質，使其與有機高聚物具有更好的相容性的方法。該方法操作簡單易行，既解決了常規(guī)重質碳酸鈣與有機高聚物相容性差的缺陷，又通過改性，提高了重質碳酸鈣產品的應用性能。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:
(1)稱取4?5kg花椒籽放入鍋中，焙炒30?40min后，自然冷卻至室溫后，用紗布包裹好后，放入高壓擠壓機的壓板下，以0.2?0.3MPa的壓力進行壓制，收集擠壓出的花椒籽油；
(2)量取200?300mL上述壓制得到的花椒籽油裝入500mL帶有攪拌器、回流裝置滴液漏斗和溫度計的四口燒瓶中，向里加入30?50mL濃度為lmol/L的氫氧化鈉溶液，啟動攪摔器以300?400r/min的轉速攬摔10?20min ；
(3)攪拌后按乙醇和花椒籽油體積比為1:4向燒瓶中逐滴滴加質量濃度為75%的乙醇溶液，移入水浴鍋中，加熱升溫至60?70°C，回流反應1?2h后放置在搖床上振蕩30?40min，再移入4?6°C的冰水浴中，靜置冷卻9?12h，使皂化產物完全析出；
(4)將析出皂化產物的混合液移入布氏漏斗，抽濾去除乙醇后，將皂化產物溶于200?300mL溫度為50?70°C的熱水中，用0.02mol/L的鹽酸溶液調節(jié)pH至3?4，最后將混合液通過裝有無水亞硫酸鈉的漏斗，分離得到花椒籽油脂肪酸；
(5)將0.05mol上述得到的花椒籽油脂肪酸和0.lOmol的馬來酸酐加入到帶有攪拌器的燒瓶中，加入50?60mL甲苯和20?30mL質量濃度為10%的甲苯磺酸，啟動攪拌器以400?500r/min的轉速攪拌并升溫至80?90°C，恒溫反應7?9h ; (6)反應結束后用去離子水洗滌混合液收集油相，將油相置于旋轉蒸發(fā)器中，以50?60°C的溫度旋蒸去除甲苯，得到黃褐色透明粘稠液；
(7)稱取300?500g重質碳酸鈣先用磁力攪拌機機械攪拌活化10?15min，再量取100?200mL上述制得的黃褐色透明粘稠液溶于500?600mL無水乙醇中，將混合液通過高壓噴嘴噴灑進高速攪拌中的重質碳酸I丐中，攪拌速度為1000?1200r/min，最后放入恒溫箱中，在90?100°C下保溫攪拌30?40min后出料，冷卻后包裝即得一種花椒籽脂肪酸改性重質碳酸鈣。
[0006]本發(fā)明的應用方法是:在制作水性涂料的過程中，加入水性涂料質量20?50%本發(fā)明制得的花椒籽脂肪酸改性重質碳酸鈣，作為填充劑，以150?180r/min的轉速攪拌3?5 min，使其完全混合均勻，即可。經檢測，可發(fā)現(xiàn)，添加了本發(fā)明制得的花椒籽脂肪酸改性重質碳酸鈣的涂料不沉降、易分散、光澤性也比未添加花椒籽脂肪酸改性重質碳酸鈣的涂料好。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明生產工藝較簡單，生產成本較低；
(2)本發(fā)明通過合理的工藝，不僅解決了常規(guī)重質碳酸鈣與有機高聚物相容性差的缺陷，而且通過改性，提高了重質碳酸鈣產品的應用性能。
【具體實施方式】
[0008]首先稱取4?5kg花椒籽放入鍋中，焙炒30?40min后，自然冷卻至室溫后，用紗布包裹好后，放入高壓擠壓機的壓板下，以0.2?0.3MPa的壓力進行壓制，收集擠壓出的花椒籽油；然后量取200?300mL上述壓制得到的花椒籽油裝入500mL帶有攪拌器、回流裝置滴液漏斗和溫度計的四口燒瓶中，向里加入30?50mL濃度為lmol/L的氫氧化鈉溶液，啟動攪拌器以300?400r/min的轉速攪拌10?20min ;隨后攪拌后按乙醇和花椒籽油體積比為1:4向燒瓶中逐滴滴加質量濃度為75%的乙醇溶液，移入水浴鍋中，加熱升溫至60?70°C，回流反應1?2h后放置在搖床上振蕩30?40min，再移入4?6°C的冰水浴中，靜置冷卻9?12h，使皂化產物完全析出；將析出皂化產物的混合液移入布氏漏斗，抽濾去除乙醇后，將皂化產物溶于200?300mL溫度為50?70°C的熱水中，用0.02mol/L的鹽酸溶液調節(jié)pH至3?4，最后將混合液通過裝有無水亞硫酸鈉的漏斗，分離得到花椒籽油脂肪酸；接下來將0.05mol上述得到的花椒籽油脂肪酸和0.lOmol的馬來酸酐加入到帶有攪拌器的燒瓶中，加入50?60mL甲苯和20?30mL質量濃度為10%的甲苯磺酸，啟動攪拌器以400?500r/min的轉速攪拌并升溫至80?90°C，恒溫反應7?9h ;反應結束后用去離子水洗滌混合液收集油相，將油相置于旋轉蒸發(fā)器中，以50?60°C的溫度旋蒸去除甲苯，得到黃褐色透明粘稠液；最后稱取300?500g重質碳酸|丐先用磁力攪拌機機械攪拌活化10?15min，再量取100?200mL上述制得的黃褐色透明粘稠液溶于500?600mL無水乙醇中，將混合液通過高壓噴嘴噴灑進高速攪拌中的重質碳酸I丐中，攪拌速度為1000?1200r/min，最后放入恒溫箱中，在90?100°C下保溫攪拌30?40min后出料，冷卻后包裝即得一種花椒籽脂肪酸改性重質碳酸鈣。
[0009]實例1
首先稱取4kg花椒籽放入鍋中，焙炒30min后，自然冷卻至室溫后，用紗布包裹好后，放入高壓擠壓機的壓板下，以0.2MPa的壓力進行壓制，收集擠壓出的花椒籽油；然后量取200mL上述壓制得到的花椒籽油裝入500mL帶有攪拌器、回流裝置滴液漏斗和溫度計的四口燒瓶中，向里加入30mL濃度為lmol/L的氫氧化鈉溶液，啟動攪拌器以300r/min的轉速攪拌lOmin ;隨后攪拌后按乙醇和花椒籽油體積比為1:4向燒瓶中逐滴滴加質量濃度為75%的乙醇溶液，移入水浴鍋中，加熱升溫至60°C，回流反應lh后放置在搖床上振蕩30min，再移入4°C的冰水浴中，靜置冷卻9h，使皂化產物完全析出；將析出皂化產物的混合液移入布氏漏斗，抽濾去除乙醇后，將皂化產物溶于200mL溫度為50°C的熱水中，用0.02mol/L的鹽酸溶液調節(jié)pH至3，最后將混合液通過裝有無水亞硫酸鈉的漏斗，分離得到花椒籽油脂肪酸；接下來將0.05mol上述得到的花椒籽油脂肪酸和0.lOmol的馬來酸酐加入到帶有攪拌器的燒瓶中，加入50mL甲苯和20mL質量濃度為10%的甲苯磺酸，啟動攪拌器以400r/min的轉速攪拌并升溫至80°C，恒溫反應7h ;反應結束后用去離子水洗滌混合液收集油相，將油相置于旋轉蒸發(fā)器中，以50°C的溫度旋蒸去除甲苯，得到黃褐色透明粘稠液；最后稱取300g重質碳酸|丐先用磁力攪拌機機械攪拌活化lOmin，再量