[发明专利]一种具有良好分散性的改性贝壳粉体制备方法

说明书

本发明提供了一种具有良好分散性的改性贝壳粉体制备方法，包括以下具体步骤：(1)将清洗干净后的贝壳进行机械粉碎，加入适量水制成类砂浆类物质，并通过400目滤网过滤，随后在中低温下干燥，制成贝壳粉体；(2)将贝壳粉体在常温下加水配制成贝壳微粉浆料，在电动搅拌器低速分散条件下，加入稀磷酸，使其充分反应，反应结束后，经过滤、干燥、打散即得无机酸改性生物碳酸钙；(3)将经磷酸溶蚀初步改性后的贝壳粉体低温干燥后，制成质量分数为5％的浆料，随后在搅拌条件下加入有机改性剂。本发明要解决的技术问题是提供一种既可以按照需求定量除去贝壳粉体中的碳酸钙，又可以在有机体系中保持良好的分散性和稳定性的贝壳粉体制备方法。

技术领域

本发明涉及一种贝壳粉制备方法，尤其是一种具有良好分散性的改性贝壳粉体制备方法。

背景技术

我国贝类产量达约1200万吨/年，占世界总产量的接近60％，但长期以来我国对于贝类的利用绝大多数局限于食用部分，对于占贝类质量60％以上的贝壳部分却很少加工利用，产生了大量废弃贝壳，不仅未被有效利用，而且被作为固体废弃物大量堆放在海滩或其他垃圾场，浪费资源，污染环境。如何有效利用贝壳这种以碳酸钙为主体并含少量有机质的生物质材料一直以来是人们所关注的热点。尽管贝壳粉早已作为牲畜饲料添加剂和补钙剂使用，但其实际用量相对较少，无法有效消耗每年产生的大量贝类堆积物。近年来，将贝壳粉体用于材料领域引起了人们广泛兴趣。在相关领域中，将贝壳粉体应用于防腐涂料已成为目前的重要产业。

为了制备高性能防腐涂料，相关人员采用在防腐涂料体系中加入适量的颜填料、助剂等方式来提高涂料的性能，其中碳酸钙和玻璃鳞片是目前防腐涂料领域最为常用的填料，但无机碳酸钙粉体和玻璃鳞片均具有显著的亲水疏油特性和强极性，导致其与树脂粘结不良，相容性差，在有机介质中分散不均匀，铺展困难，使得涂膜内部产生缺陷，降低性能。与上述材料相比贝壳珍珠层是由碳酸钙和生物大分子构成的典型生物矿物材料，是一种天然的无机-有机复合材料，同时贝壳本身具有典型的片层结构，通过对贝壳结构、无机-有机相调控和改性，开发应用于涂料的生物活性碳酸钙，附加值高，需求量大，应用前景广阔，与传统的无机碳酸钙和玻璃鳞片填料相比，在腐蚀与防护领域具有直接的应用前景。因此将水产养殖等相关产业产生的废弃贝壳通过改性应用于海洋防腐涂料行业与国内外所提倡的绿色发展、低碳循环的发展思路相得益彰。这其中采取合适的办法调节和控制贝壳源碳酸钙粉体的成分和有机基团的活性就成为这一领域的重要研究方向。

国家知识产权局公开了一种贝壳粉改性方法(CN201710183429.2)，具体为通过高温煅烧和研磨的方法制备一种直径约为10um的贝壳粉体。该方法经过两次高温煅烧，最高煅烧温度达到1200℃，在这样的高温下贝壳本身所含有的有机活性集团基本完全消失，得到的产物几乎为纯无机相的碳酸钙粉体，失去了贝壳这一天然无机-有机复合材料的特性，不利于后续在涂料、树脂等体系中的分散与应用。

国家知识产权局公开了一种贝壳粉体的制备方法(CN201610697737.2)，具体为通过浸泡清洗并在中高温(约450-550℃)进行烘干干燥，并进行研磨。该方法使用单纯的物理粉碎和中温灼烧法制备贝壳粉体，虽然保留了表面的活性有机基团，但不能够较为准确的控制粉体中的无机、有机成分的比例，同时没有进行表面进一步改性，粉体在涂料等有机体系中的分散性和稳定性仍有待进一步提高。

国家知识产权局公开了一种贝壳粉改性碳酸钙的制备方法(CN201710499629.9)，具体为：将贝壳粉碎并研磨至粒径3mm以下，随后高温焙烧，加入适量的分散剂和水，研磨，过滤，与微米级的碳酸钙粉末共溶于水中，高速搅拌，过滤，干燥。该方法的目的是通过将贝壳粉体吸附在微小的碳酸钙粉体表面，达到其良好的抗菌和吸附污染物的作用，但该方法得到的改性贝壳粉体过程复杂，成本高，且高温煅烧将贝壳粉体的有机活性基团破坏，不利于在涂料、树脂等油性体系中的分散。