[发明专利]轻质或纳米级彩色活性碳酸钙及其生产方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及到一种无机非金属复合新材料及其制作方法和用途，尤其是指一种轻质或纳米级彩色活性碳酸钙及其制作方法和用途，主要用于彩色塑料、彩色橡胶、彩色涂料、彩色纸张、彩色油墨等材料制备中作为彩色填料，也可直接用于制作彩色粉体，属于化工材料及其制作技术领域。

背景技术：

碳酸钙（化学式为CaCO3）是一种用量最大、用途最广的新型无机填料，广泛应用于橡胶、塑料、涂料、造纸、电线电缆等领域。纳米碳酸钙是碳酸钙行业的后起之秀，是一种新型高档功能性填料。由于纳米碳酸钙粒子的超细化，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具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，且粒径小、粒度分布窄、比表面积大、表面活性及分散性好、表面能高，在实际使用中体现了很多普通碳酸钙材料所不具备的优异性能，用途更为广泛。纳米碳酸钙产品的高附加值，引起了世界各国的普遍关注，现已成为无机非金属材料研究和企业竞争投资的热点。因此，纳米碳酸钙是一种功能性无机填料，它不但具有增加产品体积、降低产品成本的作用，而且还拥有优良的补强性能。

另一方面，在现代的生活和生产中，需要大量的彩色的塑料、橡胶等有机高分子材料。在这些彩色塑料、彩色橡胶、彩色涂料、彩色纸张、彩色油墨等材料制备中，往往都是通过添加染料来着色的。现在彩色的塑料等有机高分子材料着色多采用干法混炼着色实现，然而这种干法混炼着色，需要在干法混炼过程中添加各种染料才能制得各种彩色制品。在彩色塑料等有机高分子材料干法混炼过程中，通常会添加的碳酸钙作为填料，但所添加的碳酸钙只能是普通轻质碳酸钙或重质碳酸钙，因为即使是一次原生粒子是纳米碳酸钙，也因团聚而只能显示出二次粒子为微米粒子的性能，因而不能具备纳米特性。而且现在的碳酸钙应用于塑料等有机高分子材料领域时，是一种白色粉末，在彩色塑料等有机高分子材料干法混炼着色过程中还需添加染料，染料的添加量通常为基料的5~10%，而染料单价在2万~100万元/吨，这样使得传统生产方式生产的彩色的塑料、橡胶等有机高分子材料质次而价高。以彩色塑料制品生产工艺为例，将塑料母粒、填料碳酸钙、偶联剂、染料、增塑剂等助剂按一定比例混配，加热的条件下在混炼机中制成，而这个过程所制出的彩色塑料制品往往到不到理想的效果，不仅质量难以保证，而且色差也较大。因此市场急需一种彩色塑料等有机高分子材料制备的新方法。

另外，在彩色跑（也称彩虹派对、彩色趴）领域，一直以来都采用彩色玉米粉作为喷洒娱乐载体，彩色玉米粉采用玉米粉和可食用染色剂调色而成，价格达10~18元/公斤，无毒无味，彩色跑在大城市颇为盛行。专家指出，这些标榜使用玉米粉加上可食用级色素制成的缤纷彩色粉雾，让活动嗨翻天，民众开心之余，却忘了这些易燃粉末一遇火源，恐引发“粉尘爆炸”，杀伤力更甚煤气罐。而如果用彩色轻质碳酸钙代替彩色玉米粉，一是成本低，售价在5~10元/公斤仍然利润可观；二是碳酸钙无毒无味，选用可食用染色剂，对人体和环境无害；三是碳酸钙没有任何粉尘爆炸危险，非常安全。因此，彩色碳酸钙代替彩色玉米粉是一种理想的选择。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN200510100330.9，名称为“彩色的水泥碳酸钙石膏粉的制造方法” 的发明专利，该专利公开了一种彩色的水泥碳酸钙石膏粉的制造方法，其包括以下步骤：步骤一：提供白水泥、碳酸钙、石膏粉中的任一种，作为主料；步骤二：提供至少一种具有颜色的金属铬合染料；步骤三：提供乙醇、甲醇中任一种，作为溶剂；步骤四：在一定量的溶剂中加入一定量的含有金属铬合染料成份的染料，组成一种有色溶液；步骤五：在一定量的主料中加入一定量的有色溶液，充分搅拌直到主料成为一种有色产品，烘干后包装。本发明方法采用液体染色，工艺简单、成本低廉，采用金属铬合染料生产的产品色调明亮、色泽鲜艳、具有优良的耐候性与稳定性。