[发明专利]一种高岭土复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，特别涉及一种用纳米碳酸钙包覆高岭土的复合材料及其制备方法。

背景技术

高岭土作为造纸的涂布颜料，有着较好的运行性能，在极低涂布量时有着良好的覆盖率，以及较高的印刷光泽度。然而，由于高岭土薄片之间形成的空隙小于最佳光散射所需的尺寸，纸页不透明度差；同时，还可引起“封闭性”涂布(即涂布面比较紧密)，致使纸张在印刷时，在印刷机的干燥装置中产生“鼓泡”现象而造成麻烦；另由于其白度不高，致使涂布面的白度较低。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种高岭土复合材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法制备得到的高岭土复合材料。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高岭土复合材料的制备方法，包括以下操作步骤：将高岭土加入到氢氧化钙溶液中，分散形成悬浮液；控制悬浮液温度在3～60℃之间，随后向悬浮液中加入添加剂，同时通入二氧化碳，在上述温度下搅拌进行碳化反应；当检测到悬浮液pH值达到7.8～8.2时停止通入二氧化碳，终止反应，然后对悬浮液进行过滤，干燥，分散，得到纳米碳酸钙包覆的高岭土复合材料。

所述高岭土为粒径小于100μm的颗粒，较优选择粒径小于2μm的颗粒的质量含量不低于90％。

所述氢氧化钙溶液的质量百分浓度为1～20％，浓度越低，碳化得到的纳米碳酸钙粒径越小。

所述高岭土与氢氧化钙溶液中氢氧化钙的质量比为1∶1～20∶1。

所述添加剂为有机多聚磷酸盐，优选自三聚磷酸钠、三聚磷酸钾、五聚磷酸钠和四聚磷酸铵中的一种以上。

所述添加剂的加入量为氢氧化钙溶液中氢氧化钙质量的0.01～3％。

所述二氧化碳的通入量为氢氧化钙溶液中氢氧化钙质量的1～80％，二氧化碳用量越多，碳化得到的纳米碳酸钙粒径越大。

所述搅拌的速度为1000～3000r/min，搅拌速度越高，碳化得到的纳米碳酸钙粒径越小。

碳化反应过程中，生成白度较高的纳米碳酸钙在高岭土表面成核、长大，得到一种核为高岭土、壳为碳酸钙的“核-壳”结构的高岭土复合材料。

一种高岭土复合材料，是根据上述方法制备的。

一种纸张涂布用的颜料，含有上述高岭土复合材料。

本发明相对现有技术具有如下的优点及有益效果：本发明高岭土复合材料，白度高，表面开放，用它作造纸的涂布颜料，除提高其白度外，还能通过增加涂层的松厚度和微孔容积，以改善涂层的“封闭性”。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

将粒径小于2μm的质量含量不低于95％的高岭土颗粒1500g，加入到4000g质量百分浓度为15％的氢氧化钙溶液中，分散形成悬浮液；控制悬浮液温度在10～12℃之间，随后向悬浮液中加入5g三聚磷酸钠，同时通入二氧化碳，在搅拌速度为2500rpm下进行碳化反应；当检测到悬浮液pH值达到8时停止通入二氧化碳，终止反应。然后将悬浮液进行过滤，干燥，分散，得到纳米碳酸钙包覆的高岭土复合材料。该复合材料(ISO)白度指标比包覆前增加2％，比表面积(m²/g)指标比包覆前增加20％。

实施例2：

将粒径小于2μm的质量含量不低于96％的高岭土颗粒1500g，加入到4000g质量百分浓度为17％的氢氧化钙溶液中，分散形成悬浮液；控制悬浮液温度在12～15℃之间，随后向悬浮液中加入10g三聚磷酸钾，同时通入二氧化碳，在搅拌速度为2800rpm下进行碳化反应；当检测到悬浮液pH值达到7.8时停止通入二氧化碳，终止反应。然后将悬浮液进行过滤，干燥，分散，得到纳米碳酸钙包覆的高岭土复合材料。该复合材料(ISO)白度指标比包覆前增加3％，比表面积(m²/g)指标比包覆前增加25％。

实施例3：