[發(fā)明專利]一種提高半水硫酸鈣晶須穩(wěn)定性的常溫改性方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810054309.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN108360070B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳暢;李國(guó)新;史思濤;郭政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C30B33/00
• 分類號(hào): C30B33/00;C30B29/62;C30B29/46
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種提高半水硫酸鈣晶須穩(wěn)定性的常溫改性方法，采用單摻草酸鈉、氟化鈉和海藻酸鈉作為改性劑，無水乙醇和去離子水作為復(fù)合改性介質(zhì)，基于溶度積原理，選用生成沉淀溶度積遠(yuǎn)小于硫酸鈣且能溶于復(fù)合介質(zhì)中的改性劑，控制復(fù)合介質(zhì)體積比，使溶液介電常數(shù)下降，降低半水硫酸鈣溶解度，通過沉淀轉(zhuǎn)化的方式對(duì)半水硫酸鈣晶須進(jìn)行表面改性，本發(fā)明是在常溫狀態(tài)下得到了與無機(jī)基體相容性良好的改性半水硫酸鈣晶須，改性制備成本低，改性介質(zhì)可重復(fù)利用，對(duì)半水硫酸鈣晶須的廣泛應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計(jì)硫酸鈣晶須的改性，特別涉及一種提高半水硫酸鈣晶須穩(wěn)定性的常溫改性方法。

背景技術(shù)

硫酸鈣晶須分為無水硫酸鈣晶須、半水硫酸鈣晶須和二水硫酸鈣晶須三種。二水硫酸鈣晶須在110℃以上失去增強(qiáng)作用，半水和無水硫酸鈣晶須則具有較高的強(qiáng)度和使用價(jià)值。此外，二水石膏在150℃左右干燥得到半水硫酸鈣晶須，180℃以上干燥得到無水硫酸鈣晶須。工業(yè)生產(chǎn)無水硫酸鈣晶須需要經(jīng)過脫水、煅燒等工藝處理，消耗大量的能源，并且?guī)憝h(huán)境污染問題。相比之下，生產(chǎn)半水硫酸鈣晶須能耗較低，沒有環(huán)境污染。

由于半水硫酸鈣晶須與水接觸或在潮濕環(huán)境中會(huì)導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)破壞和性能喪失，因此需要對(duì)半水硫酸鈣晶須進(jìn)行穩(wěn)定化處理。東北大學(xué)王宇斌等人的研究表明，半水硫酸鈣晶須穩(wěn)定化處理的關(guān)鍵在于消除其內(nèi)部孔道和覆蓋其表面羥基化活性點(diǎn)。青海大學(xué)袁文進(jìn)等人采用戊二醛交聯(lián)聚乙烯醇改性硫酸鈣晶須/PVC復(fù)合材料具有極強(qiáng)的界面相互作用和良好的機(jī)械性能。華東理工大學(xué)崔嘉陽(yáng)等人將戊二醛交聯(lián)殼聚糖作為硫酸鈣晶須表面涂層得到了熱性能良好的聚氯乙烯復(fù)合材料。改性硫酸鈣晶須在聚合物基體中取得了良好的應(yīng)用，但是以往的半水硫酸鈣晶須表面改性方法也存在著改性半水硫酸鈣晶須與無機(jī)材料基體相容性差的弊端。在水溶液中，當(dāng)溫度高于107℃時(shí)，二水硫酸鈣的溶解度大于半水硫酸鈣的溶解度，半水硫酸鈣才會(huì)結(jié)晶析出。醇類等有機(jī)溶劑加入水中，可以使水的介電常數(shù)降低，無機(jī)物的溶解度隨溶劑介電常數(shù)降低而減少。因此本發(fā)明基于溶度積原理，選用生成沉淀溶度積遠(yuǎn)小于硫酸鈣且能溶于復(fù)合介質(zhì)中的改性劑，控制復(fù)合介質(zhì)體積比，使溶液介電常數(shù)下降，降低半水硫酸鈣溶解度，通過沉淀轉(zhuǎn)化的方式對(duì)半水硫酸鈣晶須進(jìn)行表面改性，得到了與無機(jī)基體相容性良好的改性半水硫酸鈣晶須，對(duì)半水硫酸鈣晶須的應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種提高半水硫酸鈣晶須穩(wěn)定性的常溫改性方法，三種改性劑均可與鈣離子生成極難溶沉淀，結(jié)合于半水硫酸鈣晶須表面，而且過程中無熱源，環(huán)保節(jié)能，復(fù)合改性介質(zhì)可重復(fù)利用。改性后的半水硫酸鈣晶須在水中溶解度降低并且能夠保持晶體結(jié)構(gòu)和性能的穩(wěn)定，且其改性制備成本低，能夠被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種提高半水硫酸鈣晶須穩(wěn)定性的常溫改性方法，將改性劑與半水硫酸鈣晶須加入復(fù)合改性介質(zhì)中，在常溫下通過沉淀轉(zhuǎn)化的方式對(duì)半水硫酸鈣晶須進(jìn)行表面改性。過程中可進(jìn)行攪拌，攪拌速率300r/min，改性時(shí)間5min。其中所述改性劑與鈣離子生成沉淀的溶解度遠(yuǎn)小于硫酸鈣，且能夠溶于復(fù)合改性介質(zhì)中。

可通過控制復(fù)合介質(zhì)體積比，使溶液介電常數(shù)下降，降低半水硫酸鈣溶解度。

所述改性劑為海藻酸鈉((C₆H₇NaO₆)_x)、草酸鈉(C₂Na₂O₄)或氟化鈉(NaF₂)。

所述海藻酸鈉為白色或淡黃色粉末，純度99.5％以上，細(xì)度200目以下，含水率小于0.1％；所述草酸鈉為白色結(jié)晶性粉末，純度99.5％以上，細(xì)度200目以下，含水率小于0.1％；所述氟化鈉為無色晶體或白色粉末，純度99.5％以上，細(xì)度200目以下，含水率小于0.1％。

所述改性劑與半水硫酸鈣晶須的質(zhì)量比為1～4:20。