[發明專利]一種大小立方分散沉淀碳酸鈣的制備方法

有效

• 申請號: 202111664054.4
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114291835B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 李仁才;朱勇;文慶福;黃媛珍;詹慶銣;楊愛梅
• 申請（專利權）人: 廣西華納新材料科技有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;C04B2/04
• 代理公司: 南寧東之智專利代理有限公司 45128
• 代理人: 楊秋慧

本發明公開了一種大小立方分散沉淀碳酸鈣的制備方法，先往石灰漿中加入六偏磷酸鈉或焦磷酸鈉與可溶性鋇鹽復配的晶型控制劑，碳酸化反應至pH為8.0時停止通氣，得到棒狀沉淀碳酸鈣懸浮液；往石灰漿中加入晶型控制劑，反應體系pH為7.5時停止通氣，得到立方狀沉淀碳酸鈣懸浮液；將棒狀沉淀碳酸鈣懸浮液和立方狀沉淀碳酸鈣懸浮液按比例混合，加入山崳酸混合均勻，再經過硬脂酸皂化液進行表面處理，壓濾，烘干，過篩，即可得到大小立方分散沉淀碳酸鈣粉體。本發明制備的沉淀碳酸鈣具有單分散形貌特征，大顆粒徑表面平滑，吸油值低等優點；作為密封膠制品填料時具有較好的相容性，在保證小立徑納米碳酸鈣補強性能的同時，大大改善了密封膠的流動性能。

技術領域

本發明涉及無機材料技術領域，具體是一種大小立方分散沉淀碳酸鈣的制備方法。

背景技術

沉淀碳酸鈣是一種通過化學反應生成沉淀的無機材料。沉淀碳酸鈣在各種行業中被廣泛用作填充劑或增量劑，例如紙張，油漆，塑料，聚合物，食品，食品材料，藥物和化妝品等。沉淀法制備的沉淀碳酸鈣有方解石，文石和球霰石三種無水晶型體，其中方解石是室溫常壓下熱力學最穩定的晶型，文石是半穩定的狀態，而球霰石是不穩定的，在礦化最終階段都會變成穩定的方解石，而在工業上，文石和球霰石也會轉變為更穩定的方解石。在這三種結晶形式中，工業上能規模生產的僅有文石和方解石，文石屬于正交晶(針狀)的晶體結構，而方解石呈六邊形-菱面體結構，可以是300多種不同形式中的任何一種。在沉淀碳酸鈣中，可能出現菱形(立方)，截頭棱柱形，斜角(菱形)，球狀和鏈狀團聚等形態。

沉淀碳酸鈣可以通過多種方式生產，例如石灰蘇打法，復分解法和碳酸化法，后者是唯一將沉淀碳酸鈣視為主要產品的方法，在石灰蘇打法和復分解法中，PCC都是副產物，在所有方法中，直接或間接使用石灰石原料作為鈣源。如今，多相(氣-固-液)碳酸化是生產沉淀碳酸鈣的最常用方法，在此過程中，通過將含CO₂混合氣體鼓入石灰漿懸浮液中生產沉淀碳酸鈣。

目前在密封膠中，主要用納米碳酸鈣(粒徑小于100nm的沉淀碳酸鈣)作為填充材料，納米碳酸鈣的填充往往能大大提高密封膠的黏度和拉伸強度，但是在賦予了密封膠優異的強度的同時大大折損了觸變性和流動性，很多工業上的解決辦法一部分是加入較多昂貴的觸變劑和增塑劑，另一部分是加入重質碳酸鈣(GCC)以調整流變性能，由于重質碳酸鈣，比表面積低，吸油值較低，所以具有良好的流動性，增加重鈣的比例將減少高剪切粘度，減少擠出時間，這一定程度上與納米碳酸鈣的效果相沖突。此外，重質碳酸鈣還因為表面親水，大大降低了密封膠的儲存時間。相對于重質碳酸鈣，沉淀碳酸鈣比天然和研磨的碳酸鈣更有利。例如，它具有亞微米粒徑，有組織的結晶形式，狹窄的粒徑分布范圍和高純度等獨有特性。若在填料中，把重質碳酸鈣替換為低比表面積的大立方方解石沉淀碳酸鈣，是否能保證納米碳酸鈣補強的同時，兼具提高觸變性和流動性，是一項比較有意義的研究。文石型碳酸鈣，因其不穩定，容易轉變為方解石，但是類似的報道大都是在對巖土礦物或生物礦化進行研究，從文石轉變為方解石的工業化方法及轉變后的應用效果鮮有報道。工業上制備的文石型碳酸鈣，是比較穩定的，文石向方解石的轉變需要特殊的處理方法。

專利CN104087029B公開了一種硅酮密封膠專用活性碳酸鈣的制備方法，主要經過級配將納米碳酸鈣和棒狀碳酸鈣漿料混合，再經過二次表面處理后壓濾干燥得到納米立方與棒狀的混合粉體。該方法所得的粉體為簡單的混合，不涉及晶型轉變。

專利CN110451545A公開了一種PE透氣膜用棒狀碳酸鈣的制備方法，將石灰石在1100℃-1250℃下煅燒變成生石灰，生石灰經消化得到Ca(OH)2，將精煉后的Ca(OH)2配置成比重為1.030-1.050的Ca(OH)2懸浮液；將Ca(OH)2懸浮液送至碳酸化反應釜中，加入焦磷酸四鈉溶液，開啟攪拌，通入含二氧化碳的混合氣體，當反應體系pH值降到10.5時，加入吐溫-20，繼續反應，直至反應體系pH值降至6.5-7.0，碳酸化反應結束，碳酸鈣漿液；將碳酸鈣漿液在60-80℃下陳化5-8小時，經過硬質酸鈉進行表面處理，分別經過干燥，粉碎，分級，包裝，即得棒狀碳酸鈣。該方法制備的棒狀碳酸鈣比較穩定，不存在轉化為方解石的現象。