[发明专利]一种纳米椭球形碳酸钙颗粒的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米椭球形碳酸钙颗粒的制备方法，将氧化钙溶于非水溶剂中，配制Ca(OH)₂悬浮液，再将悬浮液经冰浴冷却至5‑15℃；将冷却后的Ca(OH)₂悬浮液输送至碳化反应器，无需加热，将二氧化碳以200‑400mL/min的大流速从碳化反应器的底部鼓入，当pH=7‑7.5时停止通入CO₂，然后转移至蒸馏器，常压下不断搅拌、或减压蒸馏回收溶剂，得纳米碳酸钙固体颗粒；将碳酸钙固体颗粒经过常规方法粉碎，即得纳米椭球形碳酸钙产品。本发明方法是以氧化钙和二氧化碳为原料，在非水溶剂体系、无需晶型控制剂和表面活性剂下合成纳米椭球形碳酸钙颗粒，提高了碳酸钙的应用效果，并为开发碳酸钙新用途提供新途径。

技术领域

本发明属于无机粉体制备技术领域，具体是一种纳米椭球形碳酸钙颗粒的制备方法。

背景技术

碳酸钙已经被广泛应用于橡胶、造纸、涂料、医药、化妆品等各个行业和部门。尽管不同行业对碳酸钙的形态、混晶颗粒大小和表面性质要求不同，但对合成形貌、结构可控的碳酸钙材料是当今研究的热点之一，借助于各种添加剂，利用溶液合成的方法可以制备出形态、大小和结构可控的碳酸钙。

目前关于球形形貌碳酸钙的制备，均有大量的文献报道，但一般都局限于水溶液体系，通过改变晶型添加剂控制碳酸钙的形貌。如中国专利CN1753836A通过向含有氢氧化钙的水性悬浊液中通入二氧化碳气体或含二氧化碳气体反应而制造球状碳酸钙时，在反应开始后，当碳酸化率达到2～10％时，向反应液中添加水溶性磷酸或其水溶性盐的水溶液或悬浊液，以1.0NL以下的低气体通入量进一步进行工序(a)反应，接着，向反应液中添加含有氢氧化钙的水性悬浊液和水溶性磷酸或其水溶性盐的水溶液或悬浊液，导入二氧化碳气体或者含二氧化碳气体使其反应，制造平均粒径10μm以上的球状碳酸钙。该制造工序中，从反应开始后直到工序(a)结束时都在高速旋转下进行。由此，可以提供白度高、摩擦系数小、比较接近正球形，平均粒径10μm以上的方解石型球状碳酸钙。中国专利 CN105329929A 制备了一种球状碳酸钙颗粒，直径为400～800nm，多尺度粒径呈现正态分布，表面具有多孔结构，其晶型为球霰石。制备方法如下：1)分别配置聚苯乙烯磺酸钠(PSS)溶液，钙盐溶液和碳酸盐溶液；2)将钙盐溶液快速加入到PSS溶液中得到混合溶液，将碳酸盐溶液快速加入到PSS溶液中得到混合溶液；3)将PSS-钙盐混合溶液逐滴加入到PSS-碳酸盐混合溶液中；4)离心，洗涤，干燥收集球状碳酸钙颗粒。CN201510362987.6 采用PASP与Mg2+作为复合调控制备出球状方解石型碳酸钙。 王百年（化学工业与工程技术, 2014, 35(2):55-60）以D-葡萄糖酸钠作为晶形控制剂、石灰乳液碳化法制备类球状纳米碳酸钙的工艺条件,以及十二烷基磺酸钠为改性剂的湿法改性工艺条件。XRD,TEM等表征结果表明:在温度50℃、搅拌转速800 r/min、晶形控制剂质量分数1.5%、Ca(OH)2初始质量分数7%、CO2气体流速60 mL/min时,制备的纳米碳酸钙样品属于方解石型六方晶系,形貌类似球状,粒径均匀(50~100 nm)。

中国专利CN 201310645644 公开了一种碳酸钙粉体的制备方法，是将十二烷基苯磺酸钠、晶型控制剂完全溶解到无水乙醇溶液中，然后在搅拌条件下，缓慢同时滴加碳酸钠和氯化钙溶液，反应得到碳酸钙粉体。该方法采用有机溶剂的则是碳酸钠和氯化钙反应体系，且需要添加晶型控制剂和表面活性剂。然而，目前尚未有在非水溶剂中无需晶型控制剂、表面活性剂制备纳米椭球形碳酸钙颗粒的报道。

发明内容

本发明针对现有纳米碳酸钙制备存在的问题，提供一种纳米椭球形碳酸钙颗粒的制备方法。本方法是以氧化钙和二氧化碳为原料，在非水溶剂体系、无需晶型控制剂和表面活性剂合成纳米椭球形碳酸钙颗粒，提高了碳酸钙的应用效果，并为开发碳酸钙新用途提供新途径。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种纳米椭球形碳酸钙颗粒的制备方法，包括氧化钙经溶剂化反应后，再与二氧化碳反应碳化反应，粉碎工序；其具体工艺步骤如下：