[发明专利]一种纳米碳酸钙及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201710233044.2 申请日: 2017-04-11
公开(公告)号: CN107032382B 公开(公告)日: 2020-03-10
发明(设计)人: 童丽燕;施德龙;寿铁锋 申请(专利权)人: 宁波环洋新材料股份有限公司
主分类号: C01F11/18 分类号: C01F11/18;B82Y40/00
代理公司: 北京君智知识产权代理事务所(普通合伙) 11305 代理人: 吕世静
地址: 315812 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 纳米 碳酸钙 及其 制备 方法
【说明书】:

发明涉及一种纳米碳酸钙及其生产方法,该生产方法包括吸氨、碳化、过滤洗涤与干燥步骤等。本发明利用甘油法生产环氧氯丙烷过程中产生的氯化钙溶液制备出完全符合GB/T19590‑2011纳米碳酸钙质量标准的纳米碳酸钙,本发明生产方法具有工艺流程简便,易于操作和控制,装置结构紧凑、节能、环境友好的特点。

【技术领域】

本发明属于精细化学品生产技术领域。更具体地,本发明涉及一种纳米碳酸钙,还涉及所述纳米碳酸钙的生产方法。

【背景技术】

碳酸钙工业作为非金属矿工业的一个分支,在我国发展迅猛,已成为非金属矿工业的重要产业。碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨等技术领域,其主要作用是增加产品体积,降低生产成本,改善产品加工性能等。近年来,随着纳米技术发展,碳酸钙制备朝着超细化、结构复杂化及表面改性技术的方向发展,这极大地提高了它的应用价值。纳米碳酸钙粒径范围一般小于100nm,是一种白色粉末,其主要特点是粒径小、比表面积大,其性能优于普通轻质碳酸钙。由于纳米碳酸钙粒子超细化,其晶体结构和表面电子结构发生变化,产生了普通碳酸钙所不能达到的量子效应、小尺寸效应和表面效应,它的一些物理化学性质也随之发生了变化。据报道,粒径为10~100nm的纳米碳酸钙对橡胶、塑料等具有补强作用;5~20nm超微细碳酸钙的补强效果与白炭黑相当;100~1000nm微细碳酸钙具有半补强作用;1~3μm沉淀碳酸钙只能起填充剂作用。

纳米碳酸钙可用作涂布加工纸,特别是高级铜版纸的原料。由于它分散性能好、粘度低,可替代部分陶土,能有效地提高纸的白度和不透明度,改进纸的平滑度、柔软度,改善油墨的吸收性能、提高保留率。

纳米碳酸钙作为补钙剂、增加饲料含钙量用于饲料行业中;因其纯度高、白度好、粒度细,它能够替代钛白粉而用于化妆品中。

目前,碳酸钙制备方法主要是物理法和化学法。物理法制备的碳酸钙因其表观密度比化学法制备的要大,故称为重质碳酸钙,而化学法制备的碳酸钙称为轻质碳酸钙或沉淀碳酸钙。

物理法是指从原材料到粒子的整个制备过程没有化学反应参与的制备方法,例如高碳酸钙含量的天然石灰石等矿石进行机械物理粉碎而得到碳酸钙产品的方法。但是使用粉碎机将这些矿石粉碎到1μm以下是相当困难的,只有采用特殊的方法和机械才有可能达到0.1μm以下。

化学法包括复分解法和碳化法。复分解法是以水溶性钙盐(如CaCl2)和水溶性碳酸盐(如Na2CO3、(NH4)2CO3)为原料,在适宜条件下反应而制得纳米碳酸钙的方法。这种方法通过控制反应物浓度及生成碳酸钙的过饱和度,并加入适当添加剂,得到球形的、粒径极小、比表面积很大的碳酸钙。但是,吸附在碳酸钙上的大量氯离子很难除尽,生产中使用的倾析法往往消耗大量时间和洗涤用水。

碳化法是一种在目前市场上比较普遍的纳米碳酸钙生产方法。这种方法是精选石灰石煅烧得到氧化钙和窑气,将氧化钙消化,生成的悬浮氢氧化钙在高剪切力作用下粉碎,多级旋液分离除去颗粒及杂质,得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浮液;然后通入CO2气体在适当晶型控制剂存在下碳化至终点,得到碳酸钙浆液;再进行脱水、干燥、表面处理,得到纳米碳酸钙。这种方法生产效率低、气液接触差、碳化时间长。石灰乳碳化属于多相反应,由于气、液、固三相中存在气膜扩散阻力、液膜扩散阻力、化学反应阻力和固体粒子溶解阻力,使纳米碳酸钙合成及表面改性存在一定的难度,对产品质量影响较大。

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