[發明專利]一種分散劑、其制備方法及其在納米碳酸鈣分散中的應用

有效

• 申請號: 201410730168.8
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN104474967A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 張茜;冉千平;楊勇;舒鑫;黃振;劉加平
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇博特新材料股份有限公司
• 主分類號: B01F17/52
• 分類號: B01F17/52;C08F220/34;C08F220/06;C09C1/02;C09C3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于新材料、分散技術領域，具體涉及了一種分散劑及其制備方法，以及其在納米碳酸鈣分散中的應用。

背景技術

納米材料是近年來興起的一種全新功能材料，它以微小的粒徑和獨特的效應而具有與眾不同的性質，在很多領域都有良好的應用前景。納米碳酸鈣是指碳酸鈣粉體至少有一維粒度控制在1～100nm之間的碳酸鈣分子聚合體，其粒子尺度處于團簇分子和宏觀物體交替的過渡區域，單個的納米碳酸鈣原生粒子(也稱一次粒子)用肉眼甚至用普通的光學顯微鏡都是無法看到的，必須使用高分辨率的電子顯微鏡才能看清楚其結構與形狀。納米碳酸鈣所具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應，在磁性、催化性、光熱阻和熔點等方面表現出與普通輕質碳酸鈣不同的或反常的物理、化學特性，例如：增韌性、補強性、透明性、觸變性、流平性和消毒殺菌等應用方面的特殊性能。隨著對納米碳酸鈣應用研究的深入而逐漸被人們撩開了其神秘面紗，極大地激發了國內外廣大科技人員的研究興趣。

與此同時納米碳酸鈣是目前少數幾種能規模化工業生產的納米材料之一，其產量大，價格相對較低，因而為其實際應用創造了條件。但由于納米碳酸鈣粒子的超細化，其表面極性大，表面能高，容易吸附而發生團聚，形成二次粒子，其粒徑變大而最終失去納米粒子所具有的特殊功能。這些不利的團聚現象嚴重影響了其作為納米粒子優點的發揮，對納米碳酸鈣的實際應用造成了很大的局限性。因此，急需開發出一種分散劑來解決納米碳酸鈣的分散問題。

中國發明專利“高固含量低粘度納米碳酸鈣懸浮和再懸浮制備方法”(CN101967000A)公開了一種高固含量低粘度納米碳酸鈣懸浮和再懸浮制備方法。此發明使用經表面改性的活性納米碳酸鈣為原料，制備高固含量低粘度的陽離子型、陰離子型納米碳酸鈣懸浮漿料，高固含量漿料加水稀釋可以制得任意低濃度的懸浮穩定漿料，采用特殊的工藝將高固含量懸浮漿料干燥、粉碎后可以得到在水中可再懸浮的納米碳酸鈣粉體。所得產品制備工藝簡單，儲存穩定性好，可以按客戶需求定制，使用范圍廣泛。但該專利并未提及納米碳酸鈣粉體材料在水溶液中分散后的納米碳酸鈣的粒徑大小，且該專利實施起來比較復雜，還需要皂化等反應。

中國發明專利“納米碳酸鈣的包覆改性材料及其改性方法”(CN?101671493B)公開了羧基聚合物對納米碳酸鈣的包覆改性方法，此發明采用羧基丁苯聚合物或羧基聚丁二烯，通過直接共混的方法對納米CaCO3進行包覆改性，包覆后的漿料過濾，濾餅烘干，即可獲得產品。包覆后的粒子棱角鈍化并且接近球形，不容團聚，穩定性好。表面由親水變為親油，在非極性溶劑中的分散性得到改善。該發明是對納米碳酸鈣進行表面改性或包覆，工藝較為復雜，要用到球磨機等機器，且該發明并未提及納米碳酸鈣粉體材料在水溶液中分散后的納米碳酸鈣的粒徑大小。

中國發明專利“水性高含量納米碳酸鈣分散體及其制備方法”(申請號：201110448717.9)公開了一種水性高含量納米碳酸鈣分散體及其制備方法，其由以下按總質量百分比計的各組分組成：納米碳酸鈣含量為40.0～60.0wt.％，表面改性劑含量為5.0～10.0wt.％，潤濕劑含量為2.0～6.0wt.％，分散劑含量為6.0～15.0wt.％，功能添加劑含量為5.0～10.0wt.％，pH值調節劑含量為0.2～0.5wt.％和余量去離子水；其分散劑由三種單體相互聚合反應而成。在涂料領域納米碳酸鈣粉末可被該分散體等質量取代，并且極易分散，提高了涂料的耐堿性、耐水性、耐沾污性、耐洗刷性等多方面性能。但此發明得到的是水溶性高含量納米碳酸鈣分散體。

中國發明專利“一種在水溶液中分散納米碳酸鈣粉體材料的方法”(申請號：201310270211.2)公開了一種在水溶液中分散納米碳酸鈣粉體材料的方法，由1～2：2～4：2～4的質量比稱取十二烷基硫酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉中的一種或兩種的混合物、OP-10乳化劑或OP-7乳化劑和十六烷基三甲基溴化銨，由以上三者共同組成分散劑；再將納米碳酸鈣粉體1～50、生物聚合物3～5和高粘羧甲基纖維素、復合分散劑5～10在攪拌下按照上述質量比加入水中，攪拌20min后超聲此水溶液，得到的納米碳酸鈣粉體粒徑在100nm以內。但此發明應用的分散劑配比較復雜，同時還需添加穩定劑，這么多種分散劑的復配應用將會導致納米碳酸鈣水體系出現大量氣泡，為今后的應用造成了阻礙。

發明內容

針對現有技術中納米碳酸鈣分散工藝復雜，分散后因各種添加劑的引入，影響后續使用，以及分散后粒徑仍未達到納米級別等問題。本發明提供了一種分散劑、其制備方法及其在納米碳酸鈣分散中的應用。