[发明专利]一种塑料用亚微米级米粒形碳酸钙的制备方法

说明书

本发明公开了一种塑料用亚微米级米粒形碳酸钙的制备方法，将石灰石破碎，煅烧得生石灰，将生石灰进行消化反应得石灰浆，过80目筛除去废渣，将石灰浆进行24小时陈化得到精制石灰乳，备用；将精制石灰乳引入鼓泡碳酸化反应釜中，控制石灰乳起始碳酸化温度在30‑45℃，开启搅拌，添加聚马来酸酐，通入含CO₂浓度的混合气体进行碳酸化反应，在碳酸化过程分批引入氯化铵，碳化末期45~60min加入聚丙烯酸钠，至反应体系pH为7.5时停止通气，终止碳酸化反应，得到碳酸钙悬浮液；经脱水，干燥，经粉碎后，得到比表面积为9~16m²/g碳酸钙产品。本方法制得的碳酸钙粒径分布窄、形貌均一、颗粒大小均匀，颗粒大小均匀的亚微米级米粒形沉淀碳酸钙，应用于塑料，可显著提高其力学性能。

技术领域

本发明涉及碳酸钙技术领域，具体是一种塑料用亚微米级米粒形碳酸钙的制备方法。

背景技术

碳酸钙是重要的无机材料和典型的生物矿物，它化学性质稳定，生物相容性好，已被广泛应用造纸、塑料、油墨、医药、化妆品等众多行业。在塑料加工中加入适量的无机填料碳酸钙，可以赋予塑料高强度、高硬度、耐磨、耐老化、难燃、耐腐蚀、易染色等特性，并可降低生产成本。但一般情况下，由于碳酸钙产品分散性差，粒径大，使得添加后的塑料产品物理机械性能下降、色差不稳定、波动大。

不同形态的碳酸钙产品，其应用领域和功能不同。其功能好坏，主要取决于碳酸钙产品的化学组成、形态特征、粒度大小等参数，其中最重要的是碳酸钙粒子的晶形和粒度分布。目前，通过人为地控制碳酸钙结晶，制得特殊晶形碳酸钙产品，从而赋予产品更高的应用性能和附加值仍然是碳酸钙行业开发的热点。在各种特殊晶形的纳米碳酸钙产品中，米粒形碳酸钙结构较简单、堆集体积较小、吸油值较低，因而主要用于塑料等行业。此外，米粒形碳酸钙具有良好的平滑性、流动性等特点，可应用于橡胶、涂料和高档油墨等行业中，米粒形碳酸钙还可以添加到润滑油中，使其润滑性能大大提高。

中国专利CN 102796401A公开了一种适用于塑料的改性碳酸钙填料及其制备方法，利用三甲氧基硅烷偶联剂、丙二醇单硬脂酸酯偶联剂、二甘醇二苯甲酸酯增塑剂等改性剂对碳酸钙进行表面改性处理，使碳酸钙粉体作为塑料制品的填料时，具有较好的分散、交联性。但该法表面处理工艺过程过于复杂，成本高，不利于工业化生产。

中国专利CN 108084491A提供了一种功能性碳酸钙的制备方法，在碳化反应器中配置的重质碳酸钙悬浊液，保持温度不变，向碳酸化反应器中加入氢氧化钙溶液进行碳酸化反应，再将得到的混合碳酸钙悬浊液加入螯合型钛酸酯偶联剂进行改性处理。但该法由于大量引入了重钙，且产品粒径分布宽，填充塑料时易导致收缩率大、表面粗糙等问题。

中国专利CN 101209851A介绍了一种米粒状沉淀碳酸钙的制造方法。该法通过在氢氧化钙悬浊液添加可溶性碳酸盐作晶形控制剂，制备出了米粒状沉淀碳酸钙，但所得产品的粒径太大，在4-6μm之间大，用于填充塑料补强效果差。专利CN 1239932A，介绍了制备碳酸钙的方法。该法采用苛化步骤制备便宜的纺锤状或米粒状碳酸钙混合形貌的碳酸钙，但该法所得产品的粒径分布宽且晶体形貌不均，一般只能得到小直径为0.3-1.5um和大直径为0.7-7um的纺锤形或米粒状碳酸钙，不利于提高塑料产品性能。

综上所述，目前沉淀碳酸钙的生产主要面临的是生产工艺复杂，成本高，晶形控制难、产品的粒径分布宽，粒径大小不一的难题，这极大地影响了沉淀碳酸钙后期的应用。在塑料行业中会由于填充劣质碳酸钙产品而导致塑料制品力学性能严重下降，因此如何制备出粒径分布窄、均匀性及分散性好的沉淀碳酸钙也就成为了研究的重点。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容