[发明专利]一种超细NaHCO3粒子及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及超细化合物领域，特别涉及一种超细NaHCO₃粒子及其制备方法和应用。

背景技术

微孔发泡材料是指泡孔尺寸为0.1～10μm、泡孔密度为10⁹～10¹²个/cm³的发泡材料。与普通发泡材料相比，微孔发泡材料具有密度低、隔热性能优良、隔音效果好以及比强度高的特点。

当前，微孔发泡材料的制备方法主要有间歇成型法、超临界CO₂连续挤出成型法、超临界CO₂注射成型法和常规发泡方法。间歇成型法可以获得高质量的泡孔结构，但存在生产周期很长、产品体积和形状受限等缺点，难以实际应用。超临界CO₂连续挤出成型和注射成型法可以连续生产，但存在专用设备特别昂贵、泡孔较大、泡孔大小较难以控制等缺点，限制了微孔发泡材料大规模推广和应用。

常规发泡方法是采用普通化学发泡剂制备微孔发泡材料，设备相对简单，但是发泡效果不理想。碳酸氢钠(NaHCO₃)作为一种典型的无机化学发泡剂，具有原料易得、价格低廉、分解时吸热、产物CO₂在聚合物中易溶解扩散等优点，尤其是它没有毒性，更加适合将其应用于发泡食品包装等领域。但是市售的NaHCO₃粒子尺寸比较大，一般为几百微米；现有技术中一般通过机械粉碎法、冷冻干燥法、喷雾干燥法对NaHCO₃粒子进行细化处理，但是采用这些方法细化后的NaHCO₃粒子尺寸仍较大，一般为几微米，用作发泡剂制备微孔发泡材料时的发泡效果依旧不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超细NaHCO₃粒子及其制备方法和应用。采用本发明提供的方法制备的超细NaHCO₃粒子的粒度尺寸小且均匀，能够有效提高微孔发泡材料的力学性能。

本发明提供了一种超细NaHCO₃粒子的制备方法，包括以下步骤：

(1)将原料NaHCO₃、分散剂和水混合，得到混合溶液；

(2)将所述步骤(1)得到的混合溶液加入到乙醇中进行重结晶，得到超细NaHCO₃粒子。

优选的，所述步骤(1)中NaHCO₃、分散剂和水的质量比为(4～10)：(0.4～1)： 100。

优选的，所述步骤(1)中分散剂包括十二烷基硫酸钠或聚乙烯醇。

优选的，所述步骤(2)中乙醇与步骤(1)中水的体积比为(8～14)：1。

优选的，所述步骤(2)中将混合溶液加入到乙醇中是在搅拌速率为 800～1400r/min的条件下进行。

优选的，所述步骤(2)中将混合溶液加入到乙醇中是在-8～40℃的条件下进行。

优选的，所述步骤(2)中将混合溶液加入到乙醇中的入料速度为1～4mL/min。

本发明提供了上述制备方法制备的超细NaHCO₃粒子，粒度为100～200nm 的超细NaHCO₃粒子占超细NaHCO₃粒子总数的94％～97％。

本发明提供了上述制备方法制备的超细NaHCO₃粒子或上述技术方案所述的超细NaHCO₃粒子在微孔发泡材料中的应用。

优选的，采用改性剂将所述超细NaHCO₃粒子进行改性后用于制备微孔发泡材料；

其中，所述改性剂包括硬脂酸、硬脂酸镁、尿素、硬脂酸钙或硫酸锌。

本发明提供了一种超细NaHCO₃粒子的制备方法，将NaHCO₃、分散剂和水混合，得到混合溶液；然后将所述混合溶液加入到乙醇中进行重结晶，得到超细NaHCO₃粒子。采用本发明提供的方法制备的超细NaHCO₃粒子的粒度尺寸小且尺寸分布较窄，本发明实施例1表明，采用本发明提供的方法制备的超细 NaHCO₃粒子的平均粒度为143.2nm，粒子尺寸大都分布在100～200nm范围内，粒度为100～200nm的超细NaHCO₃粒子占超细NaHCO₃粒子总数的94％～97％。