[發明專利]一種PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法

有效

• 申請號: 201210311996.9
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102874856A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 顧慶雷;徐宇坤;顧宗軍;高健健;倪伯祥;張長來;曹繼勇;徐建林;陶沈杰;張小桐
• 申請（專利權）人: 池州凱爾特納米科技有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域：

本發明涉及超細碳酸鈣的制備領域，尤其涉及一種PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法。

背景技術：

PVC是一種用途廣泛的通用塑料，目前在PVC塑料中添加填充料主要是碳酸鈣粉體。由于碳酸鈣的密度大，在PVC中隨著填充量的增加，制成品的密度上升。目前PVC塑料的制造商，一方面要求降低生產成本而增加碳酸鈣的填充量，另一方面又不希望PVC制品的密度增加。因此，在PVC的制造過程中，既要增加無機填料碳酸鈣量，又要不增加PVC制成品的密度，已成為高校、研究所和PVC制成品生產廠家研究的熱點。

河北省石家莊市井陘縣蓋雙鈣業有限公司研制了一種密度降低劑（RDA），在增加碳酸鈣填充量的同時，降低了PVC制成品的密度。它的作用原理是在PVC塑料的形成過程中，使填料碳酸鈣界面和PVC高分子之間形成30~200納米的微孔，實際作用在于有效拉開填料顆粒之間的距離，在降低制品的密度的同時，有效緩沖外來沖擊，進而提高制品的韌性。但該密度降低劑具有不可再生性，若在PVC塑粒第二次成形時，就失去顆粒與PVC高分子之間的微孔，不再具有密度降低的功能。所以該產品的使用受到一定限制。

在PVC中填充低密度多孔性碳酸鈣是最有效的方法之一。專利號ZL03101388.0介紹了一種多孔性碳酸鈣的制備方法，是在氯化鈣的水溶液中加入碳酸氫銨生成多孔碳酸鈣，該法不但生產成本高，而且在生產的過程中，產生大量的副產物氯化銨。專利號ZL200510031091.6介紹了一種多孔性碳酸鈣的制備方法，利用氯化鈣的水溶液和碳酸氫銨水溶液在撞擊流反應器中進行合成反應。撞擊流反應器設備復雜，如何控制在撞擊流反應時兩液相的流速和微觀混合，技術要求高，較難實現工業化生產。同樣該反應產生大量的副產物氯化銨。專利號200810039815.5介紹了一種蜂窩狀碳酸鈣的制備方法和應用，是將二氧化碳通入氫氧化鈣漿料中碳化5~15分鐘，再加入可溶性鋯鹽，繼續碳化至終點，將漿料過濾、洗滌，再加水分散，然后加入碳酸鈣重量的0.2~1.0%的磷酸鈉，最后將漿料過濾、干燥得具有較大孔隙率的蜂窩狀碳酸鈣產品，該蜂窩狀碳酸鈣的生產工藝流程長，操作復雜。

發明內容：

本發明的目的是提供一種PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，克服現有技術在PVC制成過程中，添加普通碳酸鈣，隨著添加量的增加，PVC制成品密度增大；不再具有密度降低的功能；產生大量的副產物；生產工藝流程長，操作復雜的問題。

本發明的技術方案如下：

PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）在濃度為5-15%氫氧化鈣漿料中，在攪拌下通入含有二氧化碳的窯氣碳化，當碳化至碳化率40~70%時，加入可溶性硫酸鹽，可溶性硫酸鹽的加入量為超細碳酸鈣重量的5~10%，經過0.2~1.5h攪拌反應后，在超細碳酸鈣的表面生成二水合硫酸鈣；

（2）在反應液中繼續通入窯氣，窯氣中含有效反應氣體CO₂的體積濃度為25~33%，流量控制為0.5~3m³/min進行碳化至碳化終點，反應使得二水合硫酸鈣的表面生成碳酸鈣，形成夾層含有二水合硫酸鈣的超細碳酸鈣漿料；

（3）將超細碳酸鈣漿料多次過濾，過濾后放置在烘箱內進行干燥，干燥的環境溫度控制在135~145℃，干燥持續時間一般為0.3~1.5h，干燥完成后得到多孔性碳酸鈣粉體。

所述的PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，其特征在于：所述的可溶性硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀或硫酸銨中的一種或一種以上，加入可溶性硫酸鹽的量是碳酸鈣重量的5~10%。

所述的PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，其特征在于：所述的碳化終點是漿料反應結束時的pH值小于7。

所述的PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，其特征在于：所述的窯氣中含有效反應氣體CO₂的體積濃度為25~33%，流量控制為1.0~2.5m³/min。

本發明的優點是：

1、在現有輕質碳酸鈣的生產設備中，增加一個硫酸鹽的溶解槽，不改變現有設備及工藝流程，即可生產，成本低廉。

2、本發明的產品低密度多孔性碳酸鈣，可作為PVC的功能性填料，在相同添加量的情況下，有效降低PVC制成品的密度，或在不增加PVC制成品的密度，可增加碳酸鈣的填充量。

3、本發明的產品顆粒料的多孔性，部分高分子鏈滲入多孔中，增加PVC型材的理化性能。

具體實施方式：