[發(fā)明專利]一種方形與簇狀共生一體的微米級(jí)碳酸鈣的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210024322.4
• 申請(qǐng)日: 2022-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN114455620B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋河遠(yuǎn);馬一童;王農(nóng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C01F11/18
• 分類號(hào): C01F11/18
• 代理公司: 蘭州錦知源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 62204
• 代理人: 鐘國(guó)

本發(fā)明公開了一種方形與簇狀共生一體的微米級(jí)碳酸鈣的制備方法，該方法包括以下步驟：1)將CTAB、正丁醇、正己烷和氯化鈣水溶液混合，配制成CaCl₂反相微乳液；2)將CTAB、正己醇、正己烷、蔗糖和碳酸鈉水溶液混合，配制成Na₂CO₃反相微乳液；3)按Na₂CO₃與CaCl₂的摩爾比為2~4:1，將Na₂CO₃反相微乳液加入到CaCl₂反相微乳液中，加入完畢后，陳化，得到所述的方形與簇狀共生一體的微米級(jí)碳酸鈣。與現(xiàn)有方形碳酸鈣相比，本發(fā)明的碳酸鈣作為填料在紙張、涂料、油漆和塑料中具更好的抗掉粉性能和抗沉降性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于碳酸鈣領(lǐng)域，具體涉及一種方形與簇狀共生一體的微米級(jí)碳酸鈣的制備方法。

背景技術(shù)

碳酸鈣 (CaCO₃) 是一種無(wú)機(jī)化合物，通常被稱為石灰石、大理石等，其摩爾質(zhì)量為 100.09 g/mol，密度為 2.93 g/cm³，熔點(diǎn)為 825 ℃。常溫下，微溶于水 (Ksp = 2.9×10^-9)，有文石、方解石和球霰石三種晶型。此外碳酸鈣還是地球上儲(chǔ)存量最多的物質(zhì)之一。因?yàn)樘妓徕}成本低、性能好、廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、涂料、醫(yī)藥、油墨、食品、牙膏、化妝品等的生產(chǎn)、加工和應(yīng)用中。

不同形狀的碳酸鈣有不同的用處，例如立方形碳酸鈣在紙張中表現(xiàn)出高白度和不透明度。它作為填料劑加入塑料中，可以改善塑料制品的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能、阻燃耐熱性能、耐沖擊腐蝕性能等；它還可以代替白炭黑，使塑料制品表面光亮、抗張力強(qiáng)、耐彎曲性好、抗龜裂性好，是優(yōu)良的白色補(bǔ)強(qiáng)劑。球形碳酸鈣有很好的不透明性、平滑性和流動(dòng)性，可以應(yīng)用到各種潤(rùn)滑油中，使?jié)櫥偷臐?rùn)滑性能大大提高。亦可用于牙膏、化妝品和電子陶瓷的生產(chǎn)中。紡錘形碳酸鈣類似于微生物纖維，因此可以賦予紙張松厚性、不透明性、平滑度、以及可印刷性等優(yōu)良使用性能。還可以廣泛用做橡膠和塑料中的密封劑、壓敏膠黏劑等產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中。鏈狀碳酸鈣被廣泛用于合成橡膠中，由于在橡膠合成中，這些鏈狀碳酸鈣會(huì)受到機(jī)械振動(dòng)和研磨，這將導(dǎo)致某些連接點(diǎn)斷裂，從而形成具有較高活性的斷點(diǎn)。這些斷點(diǎn)可以使之與合成橡膠基體之間發(fā)生鍵連，使連接更加緊密，從而提高了合成橡膠的理化性能。片狀碳酸鈣由于其分散性能好、光學(xué)性能和印刷性能優(yōu)良、表面涂覆功能強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用于涂料和造紙中。片狀碳酸鈣加入涂料中，可以使涂料具有良好的流動(dòng)性和分散性；加入紙張中表現(xiàn)出比紡錘狀碳酸鈣更好的光潔度和松厚度，因此可以代替漸少的片狀高嶺土。

微乳液最早由 Schulman等提出，它是一種由水相、油相、兩親性化合物等組成的分散體系，根據(jù)分散介質(zhì)不同可將微乳液分為水包油型 (O/W) 和油包水型 (W/O)。反相微乳液即油包水型微乳液 (W/O)，它以非極性溶劑 (油相) 為分散相，將水溶液均勻地分散在油相中，被兩親性化合物包裹，形成直徑為 5 ~ 100 nm 的 “微水池” (也稱作液滴)。可通過調(diào)節(jié)表面活性劑與水的摩爾比，將 “液滴” 大小控制在一定范圍之間，這種特殊的微水池是多種化學(xué)反應(yīng)和物理排列共同作用下形成的。目前，微乳液法因其操作簡(jiǎn)單且無(wú)需高溫高壓設(shè)備，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于微納米材料的制備中，如制備復(fù)合催化劑、半導(dǎo)體，超導(dǎo)體材料以及磁性納米粒子等。

在此之前發(fā)明人采用反相微乳法對(duì)微納級(jí)碳酸鈣的制備做了系列研究（CN11592026A、CN111484061A、CN102583481A、CN111592025A、CN111675235A、CN111675234A，以上專利文獻(xiàn)以全文引用的方式并入本文），結(jié)果表明采用不同的油相、表面活性劑、助表面活性劑等構(gòu)建反相微乳體系對(duì)碳酸鈣的形貌具有顯著的影響。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提供一種方形與簇狀共生一體的微米級(jí)碳酸鈣的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種方形與簇狀共生一體的微米級(jí)碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟：