[发明专利]一种制备纳米包覆复合碳酸钙的方法及其设备

说明书

本发明公开了一种制备纳米包覆复合碳酸钙的方法及其设备，方法包括如下步骤：S01、配制氢氧化钙浆料；S02、将氢氧化钙浆料加入到加工容器中，对氢氧化钙浆料进行持续搅拌，然后将含二氧化碳的介质加入至氢氧化钙浆料的下层液位，制得悬浮有纳米级轻质碳酸钙的碳酸钙浆料；S03、抽取经碳化处理的碳酸钙浆料，然后将其转移至另一加工容器中，继而往碳酸钙浆料中加入重质碳酸钙，然后对混合物料进行持续搅拌处理10～30min，在搅拌3～5min时，将含二氧化碳的介质加入至混合物料的下层液位中，制得复合碳酸钙浆料；S04、将复合碳酸钙浆料进行过滤、干燥和粉碎打散制得纳米包覆复合碳酸钙，本方案制备可靠且操作便利和加工稳定。

技术领域

本发明涉及复合碳酸钙制备技术领域，尤其是一种制备纳米包覆复合碳酸钙的方法及其设备。

背景技术

碳酸钙作为高分子复合材料中应用最为广泛的无机填料之一，其被广泛用于塑料、橡胶、胶粘剂、油墨等生产中，由于不同粒度的碳酸钙所对应的应用性能不同，而且轻质碳酸钙和重质碳酸钙所具有的性能亦有所差异，其中，重质碳酸钙的加工主要是通过机械破碎、研磨的方法实现的；轻质碳酸钙的生产是通过化学反应沉淀后制取的；从产品的细度来说，轻质碳酸钙的粒度比重质碳酸钙细得多，轻质碳酸钙应用在塑胶料中时，其能均匀分布，分散性要好于重质碳酸钙，使得胶料的颜色均布性，胶料的强度、韧性、抗疲劳性等综合机械性能均得到提高，胶料生产造粒过程中的摩擦系数也小，使得塑胶的造粒能力强，同时塑胶产品表面光滑，成型能力也会加强。但由于分子之间的吸附力的作用，高细度的填充料之间容易发生团聚作用，反而会降低填充料的均布性以及综合机械能；另外，轻质碳酸钙的沉降体积比重质碳酸钙大，在塑胶中可以增加体积，减小重量；而重质碳酸钙在抗沉降、增强结构硬度方面的性能由于轻质碳酸钙，因此，若是能够综合重质碳酸钙和轻质碳酸钙颗粒的优缺点，扬长避短，将二者进行复合制成颗粒，使其既具有重质碳酸钙颗粒的低成本特性，同时其表面又被纳米的轻质碳酸钙所改性形成表面复合结构，从而具有与聚合物良好的结合性，那么其将会具有更为广阔的应用前景。

发明内容

针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种包覆效果佳、制备可靠且操作便利和加工稳定的制备纳米包覆复合碳酸钙的方法及其设备。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种制备纳米包覆复合碳酸钙的方法，其包括如下步骤：

S01、配制质量分数浓度为18％～23％的氢氧化钙浆料；

S02、将氢氧化钙浆料加入到加工容器中，通过300～600转/min的搅拌处理速度对氢氧化钙浆料进行持续搅拌，然后将含二氧化碳的介质加入至氢氧化钙浆料的下层液位，令其进行持续鼓泡处理20～30min，使氢氧化钙被碳化处理，制得悬浮有纳米级轻质碳酸钙的碳酸钙浆料；

S03、以碳酸钙浆料下层液位中心作为物料移取点位进行抽取70％～80％体积量经碳化处理的碳酸钙浆料，然后将其转移至另一加工容器中，继而按碳酸钙浆料、重质碳酸钙的体积份数比为10∶0.6～0.8的比例往碳酸钙浆料中加入重质碳酸钙，然后通过500～700转/min的搅拌速度对混合物料进行持续搅拌处理10～30min，在搅拌3～5min时，将含二氧化碳的介质加入至混合物料的下层液位中，制得复合碳酸钙浆料；

S04、将复合碳酸钙浆料进行过滤、干燥和粉碎打散制得纳米包覆复合碳酸钙。

其中，步骤S01中，氢氧化钙浆料作为后续制备碳酸钙的原料，其浓度直接影响了后续通入二氧化碳与其反应而产生纳米级轻质碳酸钙的含量，若氢氧化钙浆料的浓度大于23％，而可能因为浓度过高，而使得后续与二氧化碳结合产生的碳酸钙含量较高，从而引发团聚增大现象，令悬浮在浆料中的纳米级碳酸钙的含量下降；若氢氧化钙浆料的浓度小于18％，则可能因为含量低而造成后续通入二氧化碳而产生的纳米级碳酸钙的总量较低，使得反应加工的产率低，导致产能受到制约；因此，本方案中氢氧化钙浆料的质量分数浓度为18％～23％为佳，优选为19％～21％。