[發明專利]一種高穩定性納米碳酸鈣的制備方法

在審

• 申請號: 202210600928.8
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114853049A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 楊愛梅;朱勇;黃志欽;王珠先
• 申請（專利權）人: 廣西華納新材料股份有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18
• 代理公司: 南寧勝榮專利代理事務所(特殊普通合伙) 45126
• 代理人: 韋慕婉

本發明公開了一種高穩定性納米碳酸鈣的制備方法，包括以下步驟：S1：在碳酸化反應過程中，向氫氧化鈣懸浮液通入CO₂與空氣的混合氣體；當碳酸化反應體系中電導率為2～4mS/cm時，加入硅酸鈉和氯化鎂的混合物；反應至電導率最低點時，添加聚環氧琥珀酸；繼續反應至電導率出現回升后3～5min，停止碳酸化反應，得到納米碳酸鈣懸浮液；S2：在高速攪拌狀態下，將納米碳酸鈣懸浮液加熱，然后加入表面改性劑進行表面處理；S3：表面處理后的懸浮液經壓濾、烘干、破碎、包裝，即得高穩定性納米碳酸鈣產品。本發明解決了納米碳酸鈣在表面處理過程中因加熱發生陳化導致顆粒長大的問題，提高納米碳酸鈣產品在后期儲存過程中的穩定性。

技術領域

本發明屬于碳酸鈣制備技術領域，具體涉及一種高穩定性納米碳酸鈣的制備方法。

背景技術

碳酸鈣是用量大、使用范圍廣泛的一種無機填充劑。主要用于涂料、橡膠、塑料、油墨、造紙、化妝品、醫藥等方面。而納米碳酸鈣作為一種附加值很高的專用功能型無機材料，由于粒子的超細化，其晶體結構和表面電子結構發生了變化，產生了普通碳酸鈣所不能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，在比表面積、力學性能、磁性、光熱阻和熔點等方面與常規材料相比顯示出優越性能，廣泛應用于橡膠、塑料、涂料、油漆、油墨、印刷、造紙、電纜、食品、醫藥、化妝品、牙膏、飼料、潤滑油等眾多領域，具有低成本、高性能、無毒無味、色澤好、白度高等優點，是一種優質填料和白色顏料。采用機械化學合成的納米碳酸鈣商業產品與普通碳酸鈣產品相比，具有粒子細、比表面積大、高表面活化率、高補強性、高白度、觸變性好等特點，是目前能夠工業化生產與應用的納米材料之一，可取代價格昂貴的白炭黑和鈦白粉，具有廣闊的市場前景。

碳酸鈣分子式為CaCO₃，在18～25℃下，在水中的溶解度為0.0015g/100g，屬難溶性碳酸鹽，升高溫度對其溶解度的影響較小，但是升高溫度，溶液中離子移動的速度以及碰撞概率增加，會促進碳酸鈣在溶液的溶解再結晶過程，也就是陳化過程。碳酸鈣的陳化遵守奧斯特瓦爾德熟化理論。因此，雖然碳酸鈣是難溶性鹽，但是通過高溫加熱能使其顆粒長大。

李糾、陳華雄(硅酸鹽學報，2005，33(9)：1153-1156)；馬俊、劉華彥、陳銀飛(無機材料學報，2011，26(11)：1199-1204)；王宇斌、王望泊、朱新鋒、荀婧雯、黨煒犇(無機鹽工業，2020，52(3)：35-37)；利用氯化鎂作晶型控制劑，通過不同方法制備的碳酸鈣晶須。

中國專利(CN101225245)公開了一種核殼型二氧化硅包覆納米碳酸鈣的制備方法，在納米碳酸鈣的表面，包覆一層經水解析出的硅溶膠，從而改善納米碳酸鈣的耐酸性，然后再進行偶聯劑和有機酸表面處理，改善產品在聚合物中的分散性，所獲得的產品，具有良好的耐酸性和分散性，并顯著提高產品理化性能。

中國專利(CN100335567C)公開了CaCO₃/SiO₂·nH₂O納米復合顆粒和空心SiO₂·nH₂O納米材料及其制備方法，以碳酸鈣為模板，表面均勻包覆一層納米級厚度的SiO₂·nH₂O，從而制得CaCO₃/SiO₂·nH₂O復合顆粒。此種復合粒子具有白炭黑的某些性質，尤其當碳酸鈣的粒徑小于100納米時，可部分或全部替代白炭黑作為橡膠的補強填料，納米復合粉體經過焙燒、酸溶等處理過程可制備具有空心結構納米材料或具有空心結構的納米介孔材料。

中國專利(CN113549341A)公開了一種核殼型二氧化硅包覆納米碳酸鈣的制備方法，先將生石灰消化精制成氫氧化鈣漿料通入含有二氧化碳的窖氣，然后精制形成納米碳酸鈣懸浮液；然后向體系中加入硅酸鹽，攪拌反應；隨著碳化反應的進行生成核殼型二氧化硅包覆納米碳酸鈣，然后加熱并加入包覆劑進行包覆處理，繼續碳化反應時間2～3h結束；使反應體系陳化，然后將所得漿液過濾、洗滌、干燥即得到核殼型二氧化硅包覆納米碳酸鈣。獲得的產品，具有良好的耐酸性和分散性。