[发明专利]一种造纸涂布用片状超细碳酸钙的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及造纸涂布加工技术，尤其涉及一种造纸涂布用片状超细碳酸钙的制备方法。

背景技术：

碳酸钙是一种重要的无机化工产品，是目前用途最广的无机填充料之一，广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨等化工产品。随着工业的迅速发展，各行各业对碳酸钙的形貌和粒度大小提出了越来越高的要求，必须大量生产各种规格的产品以满足不同市场的需求。碳酸钙产品超细化、系列化、功能化已成为碳酸钙工业发展的方向。

片状超细碳酸钙填料在造纸行业中，能提高纸张表面的平整度和光洁度，特别是可用来替代价格较贵的片状高岭土。对片状超细碳酸钙的研制始于20世纪80年代。由于碳酸钙的稳定晶形一般是链状、纺锤体和立方体状，而不是片状。因此对于片状超细碳酸钙的研究已成为人们研究的热点。一般片状超细碳酸钙的制备由物理研磨法和化学合成法。

上海东升新材料有限公司申请的发明专利（申请号200810204979.9）介绍了用纤维状轻质碳酸钙（长径比为20∶1～80∶1）配成浓度为65-75%的浆料，然后加入助磨剂研磨得粒径在0.2～0.6微米 的片状碳酸钙，径厚比为10∶1～30∶1。该法首先要通过化学法合成纤维状轻质碳酸钙，然后再通过机械法研磨，工艺流程长，生产能耗大。

山东大学公开了一种拟六方片状碳酸钙亚稳态晶型(文石)颗粒及其制备方法(申请号：200910019852.4)，产品平均粒径为1～2μm。由该法合成的片状碳酸钙粒径大，达不到高档纸张涂料对片状超细碳酸钙的粒度大小要求。

河北工业大学发明了一种长程有序层状纳米结构碳酸钙多晶粉体及其制备方法（申请号：200910069268.X）。该粉体具有由表面活性剂十二烷基磺酸钠所形成的双层单元与片状碳酸钙纳米晶单元交替排列成层状纳米结构，它不同于层状高岭土，不能完全替代层状高岭土作为造纸涂布用填料。

  对于高档造纸涂布填料用片状超细碳酸钙，其径厚比大于4，粒径在1微米左右，该产品未见工业化生产报导。

发明内容：

本发明的目的是提供一种造纸涂布用片状超细碳酸钙的制备方法，以克服现有技术在碳酸钙的生产过程中，一般所得产品主要是纺锤形、链状或立方形，不适用于替代片状高岭土作为造纸涂布料用的问题。

本发明的技术方案如下：

造纸涂布用片状超细碳酸钙的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

（1）准备配制好的重量浓度为8～15%的氢氧化钙浆料待用，控制初始碳化温度在25～30℃，然后在搅拌下通入含有二氧化碳气体体积浓度为20～35%的石灰窑气进行碳化，当碳化率达到5～10%时停止碳化，形成含有碳酸钙的碳化混合液。

（2）在碳化混合液中加入酸性混合液，搅拌反应5～10分钟，在碳酸钙的晶核表面异相成核生成丙酸钙和乳酸钙；

 其中酸性混合液由丙酸和乳酸构成：丙酸的加入量是碳酸钙重量的0.5～2.0%，乳酸的加入量是碳酸钙重量2.0～0.5%。

（3）然后在搅拌下通入石灰窑气，再次碳化1～3h至pH检测值为6.5～7，并控制碳化反应的最高温度不超过45℃，即得粒径在1微米左右，径厚比大于4的片状超细碳酸钙浆料。

（4）片状超细碳酸钙浆料过滤至含水量小于50%的滤饼，可直接用于配制成造纸涂布料，或在80～110℃烘干，即得片状超细碳酸钙粉体。

所述的造纸涂布用片状超细碳酸钙的制备方法，其特征在于：所述的碳化过程中通入含有二氧化碳气体体积浓度为20～35%的石灰窑气的速率控制在4m³/min～10 m³/min。

本发明的优点是：

本发明生产出来的片状超细碳酸钙平均直径为小，厚度为薄，白度和吸油值达到达到国家标准，克服了现有技术在碳酸钙的生产所得产品主要是纺锤形、链状或立方形，可完全替代高岭土作为造纸涂布用填料，给企业带来了经济效益。

具体实施方式：

造纸涂布用片状超细碳酸钙的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

（1）准备配制好的重量浓度为8～15%的氢氧化钙浆料待用，控制初始碳化温度在25～30℃，然后在搅拌下通入含有二氧化碳气体体积浓度为20～35%的石灰窑气进行碳化，当碳化率达到5～10%时停止碳化，形成含有碳酸钙的碳化混合液。

（2）在碳化混合液中加入酸性混合液，搅拌反应5～10分钟，在碳酸钙的晶核表面异相成核生成丙酸钙和乳酸钙；