[发明专利]一种纳米碳酸钙晶须/瓜尔胶导电微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米碳酸钙晶须/瓜尔胶导电微球的制备方法，其特征是先利用助剂引导取向法制备碳酸钙纳米棒组装微球，进一步使碳酸钙纳米棒组装微球发生晶体二次生长得到纳米碳酸钙晶须组装微球，然后加入微乳液和瓜尔胶/导电单体混合溶液并进行原位聚合和交联，最终得到纳米碳酸钙晶须/瓜尔胶导电微球。本发明克服了现有碳酸钙粉体作为聚合物基体添加剂使用时存在的相容性差、团聚现象明显、分散困难等问题。本发明中，以交联瓜尔胶作为有序空间中的第二相填充增强，大大提高了碳酸钙微球的力学性能和内外部相容性；同时，通过原位聚合赋予了良好的导电性，能够作为特种添加剂满足于航空、航天设备中塑料组件的添加要求。

技术领域

本发明涉及一种纳米碳酸钙晶须/瓜尔胶导电微球的制备方法，属于精细化工技术领域。

背景技术

碳酸钙作为一种惰性无机粉体，广泛应用于建筑、造纸、油漆、化工等领域，随着精细化化工材料的快速发展，碳酸钙也朝着深加工方向逐渐转移。碳酸钙的深加工利用主要是通过制备超细碳酸钙、改性碳酸钙、改性超细碳酸钙三个方向来实现的。组装微球，即通过单元结构在三维空间有序堆叠而成的三维有序结构；一般来说，三维组装结构的无机材料内部提供了一定有序空间，能大大增加与其它物质的相容性。

梁小红等在《分级碳酸钙微球的自组装制备及其吸附性能研究》中，以油-水为界面，通过纳米颗粒介导作用制备具有分级功能的组装分子层材料，得到了具有分级结构的稳定方解石晶型碳酸钙微球。该方法存在的问题是：需要分子界面作为成核衬底，操作复杂，不利于工业化实施；纳米颗粒简单的组装会存在力学性能差，缺乏第二有机相进行增强，后续作为添加使用时抗压强度、韧性差。张群等在《超细碳酸钙的制备》中利用过饱和析出得到了碳酸钙微球，虽然制备工艺简单可行，但碳酸钙微球只是由纳米球无序堆积而成，缺乏有序排列结构，其力学性能更会大大下降。

中国专利（申请号 201310565382.8）公开了一种酪蛋白-碳酸钙微球改性聚乳酸膜材料及其制备方法和应用。该发明得到了有机膜改性碳酸钙的微球结构，但是碳酸钙微球是非组装结构，内部无有序空间提供给第二相进行填充增强，无法实现碳酸钙微球的导电功能；更重要的是，有机膜只完成表面包覆和改性，缺乏体相改性，用作特种添加剂会对基体材料的性能造成很大影响。

可见，目前对于碳酸钙的改性仅仅是基于碳酸钙表面包覆和改性，缺乏体相改性（即通过自组装结构赋予碳酸钙内部有序空间，通过第二相进行填充增强），作为聚合物基体添加剂使用时存在相容性差、团聚现象明显、分散困难。同时，现有的改性碳酸钙没有赋予导电功能性，不能满足于航空、航天设备中导电塑料组件的添加要求。

发明内容

本发明的目的是，为了解决现有碳酸钙粉体作为聚合物基体添加剂使用时存在相容性差、团聚现象明显、分散困难、导电性差的问题，公开了一种纳米碳酸钙晶须/瓜尔胶导电微球的制备方法。

本发明的纳米碳酸钙晶须/瓜尔胶导电微球的制备方法，其特征在于依次包含以下步骤：

一种纳米碳酸钙晶须/瓜尔胶导电微球的制备方法，其特征在于依次包含以下步骤：

（1）碳酸钙纳米棒组装微球的制备：先将四水合硝酸钙、取向剂四聚偏磷酸盐、生长助剂盐酸多巴胺、针状碳酸钙单晶、碳酸钠加入到去离子水中，按重量百分比四水合硝酸钙占15%~20%、取向剂四聚偏磷酸盐占2%~3.5%、生长助剂盐酸多巴胺占1%~1.5%、针状碳酸钙单晶占2%~3%、碳酸钠占12%~18%，其余为去离子水；以300~400rad/min的转速在75~85℃油浴条件下搅拌2~3h，然后无搅拌条件下进一步在75~85℃油浴24~30h，溶液中陈化产物经离心、分离最终得到碳酸钙纳米棒组装微球。