[发明专利]一种低粘度活性纳米碳酸钙的制备方法

说明书

本发明公开了一种低粘度活性纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：(1)将氢氧化钙悬浮液碳化，加入晶形调节剂，得到纳米碳酸钙浆料；(2)静置，待其pH稳定；(3)向稳定后的纳米碳酸钙浆料中通入二氧化碳，加入脂肪酸或脂肪酸衍生物改性，搅拌，保持1～3h；(4)脱水、干燥、粉碎；(5)与复合改性剂混合搅拌加热，研磨；(6)与去离子水混合，搅拌并加入乳化剂，超声振荡，脱水、干燥、粉碎、过筛。本发明可显著降低纳米碳酸钙的粘度，平均粒径小，粒径分布窄，与水性体系有很好的相容性和稳定性。

技术领域

本发明涉及碳酸钙制备术领域，特别涉及一种低粘度活性纳米碳酸钙的制备方法。

背景技术

纳米碳酸钙是目前工业生产中十分重要的的功能性纳米材料，其在胶粘剂、涂料、塑料、橡胶、造纸、生物材料等多个领域有着广泛的应用。

近年来，由于国家对环保质量把控非常严格，胶粘剂和涂料都开始向水性体系发展研发。纳米碳酸钙由于其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通碳酸钙所不具有的小尺寸效应和表面效应。纳米碳酸钙在水性涂料中不仅可作为增白的体质颜料，增容降低成本，提高涂料油漆的光泽，提高产品的光泽度、干燥性和遮盖力，同时还具有补强作用。而纳米碳酸钙应用于水性胶黏剂材料中，与胶料有很好的亲和性，可以加速胶的交联反应，大大改善体系的触变性，增强尺寸稳定性，提高胶的机械性能，且添加量大，达到填充及补强双重作用。同时它能使胶料表面光滑细腻。即使大量添加后，密封胶的性能也基本不受影响。

但是，由于纳米碳酸钙粒度小，具有极大的比表面积和较高的比表面能，极易发生粒子团聚使粒径变大，使得纳米碳酸钙在水中分散性差、易团聚、粘度大，这些特性都不利于纳米碳酸钙在水性胶粘剂和涂料领域的应用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种低粘度活性纳米碳酸钙的制备方法，具体技术方案如下：

一种低粘度活性纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：

(1)向浓度为20％的氢氧化钙悬浮液中通入带有二氧化碳的窑气，控制温度25～45℃进行碳化，并同时加入氢氧化钙质量0.5～5％的晶形调节剂，直至浆料pH＝7.0，得到纳米碳酸钙浆料；

(2)将制得的纳米碳酸钙浆料静置，待纳米碳酸钙浆料的pH稳定；

(3)向稳定后的纳米碳酸钙浆料中通入温度为50～70℃带有二氧化碳的窑气，并同时向纳米碳酸钙浆料中加入氢氧化钙质量5～10％的脂肪酸或脂肪酸衍生物改性剂对纳米碳酸钙进行表面改性，以500～800r/min的速度搅拌，保持1～3h；

(4)将经过表面改性后的纳米碳酸钙浆料经压滤脱水、干燥、粉碎；

(5)将粉碎后的纳米碳酸钙与复合改性剂按质量比为6:(1～3)混合搅拌加热至200～300℃，转入球磨机中研磨45～60min；

(6)将研磨后的混合粉末与去离子水混合，搅拌并加入聚氧乙烯醚作为乳化剂，超声振荡30～45min，结束后经脱水、干燥、粉碎、过筛即得低粘度活性纳米碳酸钙。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(1)中晶形调节剂为十二烷基苯磺酸钠与聚乙烯吡咯烷酮的混合物。

作为本发明的进一步改进，所述十二烷基苯磺酸钠与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:(50～100)。

作为本发明的进一步改进，所述步骤(3)中脂肪酸或脂肪酸衍生物的碳链长度为8～18个碳原子。

作为本发明的进一步改进，所述脂肪酸为亚油酸、棕榈酸、亚麻酸中的至少一种。