[发明专利]一种活性纳米碳酸钙的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于碳酸钙的制备技术领域，尤其涉及一种活性纳米碳酸钙的制备方法。

背景技术

纳米碳酸钙是指粒径小于100纳米的超细微粉体，纳米活性碳酸钙是指碳酸钙经表面有机处理后由亲水性变成亲油性的化工产品，产品可广泛应用于汽车底漆、橡胶、塑料等行业。超细化、粒径分布窄、晶体形貌稳定和产品品质重现性高是该产品的一个基本要求。

目前纳米碳酸钙的制备方法有喷雾碳化法、超重力法、低温碳化沉淀法等。喷雾碳化法在放大的过程中涉及到喷嘴的设计如何保证雾滴的均匀分布，碳化度的准确控制等问题，实现工业化的正常生产要求条件较高，仍有不完善之处；超重力法涉及设备放大后如何保持小试过程中原有的力场分布等因素地影响，对工业化生产的操作条件要求较高；而低温碳化沉淀法由于合成的粒子形状不规则，有立方形、纺锤形和棒状形，尤其是粒径分布宽。特别是纳米碳酸钙在表面处理时，由于粒子的团聚性，处理时并非在单分散性的情况下进行，所以处理效果不够理想，影响了该产品的优良应用性能。专利CN1162568A通过加入添加剂得到平均直径为0.07μm、平均长度为0.5μm的胶态碳酸钙，该产品不是立方形，不能满足某些材料对碳酸钙形貌的要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种一种活性纳米碳酸钙的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种活性纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：

(1)向氢氧化钙乳液中添加晶型控制剂，进行碳化反应，得到立方体碳酸钙浆液；

(2)将无规则碳酸钙浆液加入到步骤(1)制备得到的立方体碳酸钙浆液中，加入晶型分散剂，在动态混合器中反应1-3小时，然后在50-80℃下保温反应30-50小时后，压滤、干燥、粉碎、过筛，即可。

优选地，所述氢氧化钙乳液的浓度为5-15％，温度为15-35℃。

优选地，所述晶型控制剂的添加量为氢氧化钙乳液中氢氧化钙重量的0.2-3％。

优选地，所述晶型控制剂为酸和多糖按重量比为1-3:1-3的混合物。在使用前，将酸和多糖按比例加入一定量水中溶解后，加入的氢氧化钙乳液中。

进一步优选地，所述酸选自盐酸、硫酸、醋酸、柠檬酸中的至少一种；所述多糖为淀粉、纤维素和果胶中的至少一种。

优选地，所述立方体碳酸钙浆液中碳酸钙粒径为15-30nm。

优选地，所述碳化反应为通入CO₂气体的流量大小为20-38m³/min，温度控制在20-50℃，反应到终点pH＝8-9。

优选地，所述无规则碳酸钙浆液的浓度为5-15％，温度为15-35℃，其中碳酸钙的粒径为300-500nm。

优选地，所述无规则碳酸钙浆液与立方体碳酸钙浆液中的碳酸钙的质量比为1-2：1；所述晶型分散剂的添加量为无规则晶型的碳酸钙浆液中碳酸钙重量的0.2-1.2％。

优选地，所述晶型分散剂为偏磷酸盐或聚丙烯酸盐。

进一步优选地，所述偏磷酸盐选自二聚偏磷酸盐、四聚偏磷酸盐和多聚磷酸盐中的至少一种。

进一步优选地，所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠。

本发明的有益效果：

本发明的方法制备得到的活性纳米碳酸钙的晶型可控，具有良好的分散性以及优异的光泽性。本发明的纳米碳酸钙的BET为25±2㎡/g，DOP吸油值：45ml/100g。

具体实施方式

实施例1

一种活性纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：

(1)向20℃，浓度为10％的氢氧化钙乳液中添加晶型控制剂，进行碳化反应，通入CO₂气体的流量大小为38m³/min，温度控制在40℃，反应到终点pH＝8-9，得到立方体碳酸钙浆液；

(2)将35℃，浓度为10％的无规则碳酸钙浆液加入到步骤(1)制备得到的立方体碳酸钙浆液中，并加入晶型分散剂，在动态混合器中反应2小时，然后放入密封性能良好的反应罐中在70℃下保温反应48小时，压滤、干燥、粉碎、过筛，即可。

优选地，所述晶型控制剂的添加量为氢氧化钙乳液中氢氧化钙重量的2％。

优选地，所述晶型控制剂为磷酸和纤维素按重量比为1:2的混合物。

优选地，所述无规则碳酸钙浆液与立方体碳酸钙浆液中的碳酸钙的质量比为2：1。

优选地，所述晶型分散剂的添加量为无规则晶型的碳酸钙浆液中碳酸钙重量的0.8％。