[發明專利]一種水性涂料專用納米碳酸鈣的制備方法

在審

• 申請號: 202011416922.2
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112409822A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 趙小英;敖志良;廖勁松
• 申請（專利權）人: 江西華明納米碳酸鈣有限公司
• 主分類號: C09C1/02
• 分類號: C09C1/02;C09C3/08;C09C3/10;C09C3/12;C01F11/18;C09D7/62;C09D175/04
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

本發明一種水性涂料專用納米碳酸鈣的制備方法，采用三聚磷酸鈉、二聚酸鈉、硫酸鋅和蔗糖的混合物為晶型控制劑，松香基三季銨鹽、苯基三乙氧基硅烷和聚乙二醇的混合物為改性劑，通過碳化、表面改性和解聚，制得水性涂料專用納米碳酸鈣，其堆積密度達到0.40g/cm³以下、白度為98%以上，沉降體積70ml/g以上。作為功能填料應用于水性涂料中，本發明納米碳酸鈣抗沉淀能力強，分散性好,具有很好的懸浮性和儲存穩定性，在水性涂料中的添加量大，能部分替代昂貴的鈦白粉，降低產品成本，并賦予涂膜高遮蓋力、附著力，光澤度高，流平性好。

所屬領域

本發明涉及一種水性涂料專用納米碳酸鈣的制備方法，具體屬于納米碳酸鈣制備技術領域。

背景技術

碳酸鈣、二氧化鈦和立德粉是涂料常用的填料。二氧化鈦的白度高，遮蓋力強，是一種重要的白色顏料，但密度較大，一般為3.7～4.3 g/cm³，在涂料膠液中易沉降，使用成本高。立德粉遮蓋力較強，密度同樣也大，一般為4.1～4.3 g/cm³，其折射率和不透明性僅次于二氧化鈦，使用成本也較高。水性涂料對光澤度、流變性和耐久性的要求，需要碳酸鈣更多賦予功能化。碳酸鈣具有空間位阻效應，在水性涂料中，能使水性涂料配方中密度較大的立德粉和鈦白粉懸浮，起到防沉降的作用，可以部分取代鈦白粉和其它顏料，使水性涂料具有良好的開罐效果，降低了水性涂料的成本。一般的碳酸鈣顆粒粒徑較大，同樣存在易沉淀，親水性差等不足，難以有效替代水性涂料中的鈦白粉和立德粉等材料，而雙親改性后的納米碳酸鈣具有親水、親油的特點，在水性涂料中有良好的分散性，而且能夠改善鈦白粉等填料在水性涂料中的抗沉淀性，使水性涂料膠體體系更加穩定。雙親改性納米碳酸鈣的堆積密度較小，一般為0.4%~0.6g/ cm³，白度一般為96%-97%，密度仍然偏大，抗沉淀能力還有待提高。

發明內容

本發明針對水性涂料的現狀，提出一種水性涂料專用納米碳酸鈣的制備方法，通過顆粒粒徑控制和雙親改性, 使納米碳酸鈣具有強的抗沉淀能力，且白度高和分散性好，應用于水性涂料中, 具有良好的懸浮性和儲存穩定性。

本發明一種水性涂料專用納米碳酸鈣的制備方法采用三聚磷酸鈉、二聚酸鈉、硫酸鋅和蔗糖的混合物為晶型控制劑，松香基三季銨鹽、苯基三乙氧基硅烷和聚乙二醇的混合物為改性劑，通過碳化、表面改性和解聚，制得水性涂料專用納米碳酸鈣，具體過程為：

將精制Ca(OH)₂漿料陳化18-24h，再經振動篩和旋液分離器6級除渣，調節其質量濃度至10%~20%、溫度至20~35℃后，加入Ca(OH)₂質量的0.3%～1.5％的晶型控制劑，攪拌混合均勻，之后通入體積濃度為20%～40%的CO₂氣體進行鼓泡碳化反應，直到漿料pH為6.5～7碳化終點，得到質量濃度為10%～20％的熟漿；將熟漿除渣后，邊攪拌邊升溫，溫度到達65~85℃后加入Ca(OH)₂質量的2%～8％的改性劑，調節pH值為7～9，攪拌改性60～90min；得到改性的納米碳酸鈣懸濁液經壓濾脫水、烘干解聚，制得水性涂料專用納米碳酸鈣；

所述的松香基三季銨鹽、苯基三乙氧基硅烷和聚乙二醇的質量比依次為1∶2∶1；晶型控制劑三聚磷酸鈉、二聚酸鈉、硫酸鋅和蔗糖的質量比依次為1∶2∶1∶1。

所述的調節pH的試劑為硫酸鋅、硫酸鋁、氯化鈣、磷酸或乙酸。

本發明的有益效果：

本發明一種水性涂料專用納米碳酸鈣的制備方法通過顆粒粒徑控制和雙親改性, 制備的納米碳酸鈣堆積密度達到0.40g/cm³以下、白度為98%以上，沉降體積70ml/g以上。作為功能填料應用于水性涂料中,納米碳酸鈣抗沉淀能力強，分散性好, 具有很好的懸浮性和儲存穩定性，在水性涂料中的添加量大，能部分替代昂貴的鈦白粉,降低產品成本，并同時賦予涂膜高遮蓋力和附著力，光澤度高，流平性好。