專利名稱：：一種碳酸鈣復(fù)合粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種碳酸鈣粒子的制備技術(shù)，尤其涉及一種可廣泛用在多行業(yè)中作為無(wú)機(jī)填料等應(yīng)用的碳酸4丐復(fù)合粒子的制備方法。
背景技術(shù)：
：碳酸鈣具有原材料來(lái)源易，價(jià)格較低，毒性小，白度高，填充量大及混煉加工性能好的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于橡膠、涂料、造紙、塑料等行業(yè)中，是一種重要的無(wú)機(jī)填料。但碳酸4丐表面具有很強(qiáng)的極性，應(yīng)用到那些低極性的聚合物中時(shí)，需要進(jìn)行表面改性，以改善填料-填料和填料-聚合物的作用，利于碳酸鈣在聚合物基體中的分散。常用的反應(yīng)性偶聯(lián)劑，如硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑，應(yīng)用于粉體進(jìn)行表面改性時(shí)，粉體表面應(yīng)該有反應(yīng)活性點(diǎn)。鈦酸酯容易與碳酸4丐作用，硅烷偶聯(lián)劑與碳酸鉤直接作用較弱?，F(xiàn)有技術(shù)中也有對(duì)碳酸鈣的處理方法，這些處理方法有溶膠-凝膠法(如硅酸酯的水解反應(yīng))和化學(xué)沉淀法(如硅酸鈉與酸的反應(yīng))?，F(xiàn)有技術(shù)中采用硅酸鈉與酸直接反應(yīng)生成沉淀的方法，受到酸的影響，Si02膠凝太快，會(huì)自身成核，產(chǎn)生Si02顆粒，則碳酸4丐顆粒里混有Si02顆粒；如果膠凝太慢，則Si02難于在碳酸釣顆粒表面成膜，碳酸釣表面包覆不緊密。采用硅酸酯的水解形成溶膠-凝膠的方法，存在處理時(shí)間長(zhǎng)，沉淀難過(guò)濾、難干燥，需要大量有機(jī)溶劑等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實(shí)施方式提供一種碳酸鈣復(fù)合粒子的制備方法，通過(guò)在表面包覆Si0』莫的方式，得到一種耐酸能力強(qiáng)、可廣泛應(yīng)用的碳酸鈣粒子。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明實(shí)施方式提供一種碳酸鈣復(fù)合粒子的制備方法，該方法包括在濃度為5%~20%的碳酸鈣漿液中加入水玻璃混合，將混合后的所述漿液加熱到8090。C,在1000轉(zhuǎn)/分~1500轉(zhuǎn)/分的攪拌狀態(tài)下反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.5~1小時(shí)，并加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)所述漿液的酸堿度為711,反應(yīng)后在溫度為8090。C下陳化，陳化時(shí)間為25小時(shí)，陳化后在溫度12014(TC下進(jìn)4亍干燥，干燥后粉碎即得到碳酸4丐復(fù)合粒子。所述方法還包括在所述碳酸4丐漿液中還加入分散助劑。所述分散助劑為低分子量的二元醇、一元醇、聚氧乙烯醚類表面活性劑、鋁鹽中的任一種。所述分散助劑的加入量為碳酸鈣漿液中CaC03質(zhì)量的0.1~3°/。。所述碳酸鈣漿液與水玻璃為同時(shí)加入反應(yīng)容器中，然后加入pH調(diào)節(jié)劑控制所述混合漿液的酸堿度。所述加入的pH調(diào)節(jié)劑為強(qiáng)酸、酸性氣體或酯類中的任一種。所述碳酸4丐漿液的濃度為5%~20%。所述加入的水玻璃溶液中Si02與所述碳酸鈣漿液中CaC03的質(zhì)量比為5y。25%。所述干燥時(shí)間為30120分鐘。由上述本發(fā)明實(shí)施方式提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施方式通過(guò)控制適當(dāng)?shù)奶妓後灊{液濃度、漿液的酸堿度、陳化時(shí)間、漿液中碳酸4丐分散程度、水玻璃用量等條件，制得包覆完好Si02膜的碳酸鈣復(fù)合粒子。使碳酸鈣與偶聯(lián)劑的作用改善，碳酸鈣表面的pH值降低，得到的碳酸鈣粒子耐酸能力提高，極大的拓寬碳酸鈣的應(yīng)用領(lǐng)域或者是增強(qiáng)它的應(yīng)用效果，簡(jiǎn)化了合成碳酸鈣復(fù)合粒子的工藝過(guò)程。該方法采用pH調(diào)節(jié)劑能夠較好地控制溶液pH值變化，有效地控制Si02成膜速率，使Si02均勻地在碳酸4丐表面成膜。采用水玻璃水解在碳酸鈣表面形成結(jié)合緊密的水合二氧化硅層，其具有操作條件筒單，制備的碳酸釣復(fù)合粒子結(jié)構(gòu)致密，耐酸能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。圖1為本發(fā)明實(shí)施例的制備方法的工藝流程圖2為本發(fā)明實(shí)施例制備的Si02/CaC03質(zhì)量比為2(T/。的碳酸鈣復(fù)合粒子包覆后的放大5萬(wàn)倍TEM照片。圖3為本發(fā)明實(shí)施例制備的SiO2/CaCO3質(zhì)量比為20y。的碳酸鈣復(fù)合粒子包覆后的放大10萬(wàn)倍TEM照片。具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施方式是一種碳酸鈣復(fù)合粒子的制備方法，可以制備耐酸能力強(qiáng)的碳酸釣粒子，具體制備方法包括在碳酸鉤漿液中加入分散助劑與水玻璃混合，激烈攪拌下，加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)混合后的所述漿液的pH值，控制溫度和酸堿度，陳化一段時(shí)間，干燥后即得到碳酸鈣復(fù)合粒子。該碳酸鈣復(fù)合粒子耐酸能力強(qiáng)，可以更廣泛的應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域。為便于理解，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施過(guò)程作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例一本實(shí)施例提供一種合成碳酸鈣復(fù)合粒子的制備方法，可以制備得到一種耐酸能力強(qiáng)的碳酸釣粒子，如圖l所示，具體制備方法如下在濃度為5%~20%的碳酸鈣漿液中，加入水玻璃溶液，加入的水玻璃溶液中Si02與該石灰酸鈣漿液中CaC03的質(zhì)量比為5~25%,還可以同時(shí)在石灰酸鈣漿液加入分散助劑，分散助劑加入量為所述碳酸釣漿液重量的O.1~3%，將所述混合后的漿液加熱到809(TC，在激烈攪拌狀態(tài)(一般指攪拌裝置達(dá)到1000轉(zhuǎn)/分1500轉(zhuǎn)/分的攪拌狀態(tài))下反應(yīng)11.5小時(shí)，反應(yīng)后加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)所述漿液的pH值為8~10，保持溫度在80~90°C,在恒溫下陳化2~5小時(shí)，陳化后進(jìn)行洗滌過(guò)濾，洗滌過(guò)濾后在130。C溫度下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為30~120分鐘，即得到碳酸鉤復(fù)合粒子。上述方法通過(guò)控制適當(dāng)?shù)奶妓徕洕{液濃度、漿液的酸堿度、陳化時(shí)間、漿液中碳酸4丐分散程度、水玻璃用量等條件，可以制得包覆完好SiO』莫的碳酸鈣復(fù)合粒子。通過(guò)使用酸稀釋劑，簡(jiǎn)化了合成碳酸鈣復(fù)合粒子的工藝過(guò)程，而且使得控制Si02在碳酸釣表面的成膜反應(yīng)簡(jiǎn)單化，并且還具有除了化+離子外，甚少帶入其它雜質(zhì)離子的優(yōu)點(diǎn)。該方法使得碳酸鈣表面的pH值降低，使制得的碳酸釣復(fù)合粒子的耐酸能力提高，碳酸鈣與偶聯(lián)劑的作用改善，極大的拓寬了碳酸鉤的應(yīng)用領(lǐng)域，并且也增強(qiáng)了碳酸4丐的應(yīng)用效果。實(shí)施例二本實(shí)施例提供一種碳酸鉤復(fù)合粒子的制備方法，可以制備耐酸性能力強(qiáng)的碳酸4丐粒子，該碳酸鈣復(fù)合粒子可以更廣的范圍內(nèi)使用，具體制備過(guò)程如下在濃度為15%的碳酸鈣漿液中，加入水玻璃溶液，加入水玻璃溶液的用量以水玻璃溶液中的Si02與所述碳酸鈣漿液中的CaC03的質(zhì)量比為15。/n,將所述混合后的漿液加熱至85。C，在激烈攪拌下(一般指用1000轉(zhuǎn)/分~1500轉(zhuǎn)/分的狀態(tài)進(jìn)行攪拌)，用作為pH調(diào)節(jié)劑的乙酸乙酯調(diào)節(jié)所述漿液的pH值為8.5,在85。C溫度下陳化3小時(shí)，進(jìn)行洗滌過(guò)濾，洗滌后在130。C的溫度下進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為60分鐘，干燥后粉碎即得到碳酸鈣復(fù)合粒子。實(shí)施例三本實(shí)施例提供一種碳酸鈣復(fù)合粒子的制備方法，可以很好的制備耐酸能力強(qiáng)的碳酸釣粒子，具體制備過(guò)程如下在濃度為20。/。的碳酸鈣漿液中，加入水玻璃溶液，加入水玻璃溶液的用量以水玻璃溶液中的Si02與所述碳酸鈣漿液中的CaC03的質(zhì)量比為5。/。，將所述混合后的漿液加熱至80。C,在激烈攪拌下，通入加入作為pH調(diào)節(jié)劑的C02調(diào)節(jié)所述漿液的pH值為9~10，在8(TC溫度下恒溫陳化3小時(shí)，進(jìn)行洗滌過(guò)濾，洗滌后在130。C溫度干燥50分鐘，干燥后粉碎即得到碳酸釣復(fù)合粒子。實(shí)施例四本實(shí)施例提供一種碳酸4丐復(fù)合粒子的制備方法，可以制備出耐酸能力強(qiáng)的碳酸4丐粒子，具體制備過(guò)程如下在濃度為6%的碳酸鈣漿液中，加入作為分散助劑的乙二醇和水玻璃溶液，其中，乙二醇的加入量為占所述碳酸鉤漿液中CaC03重量的1。/。，加入水玻璃溶液的用量以水玻璃溶液中的Si02與所述碳酸4丐漿液中的CaC03的質(zhì)量比為20%，將所述混合后的漿液加熱至90。C,在激烈攪拌下用作為pH調(diào)節(jié)劑的乙酸乙酯調(diào)節(jié)漿液pH值為8.5,在90。C溫度下陳化3小時(shí)，進(jìn)行洗滌過(guò)濾，洗滌過(guò)濾后在12(TC溫度下進(jìn)行干燥處理100分鐘，粉碎后即得到碳酸鈣復(fù)合粒子。實(shí)施例五本實(shí)施例提供一種碳酸鈣復(fù)合粒子的制備方法，可以制備出耐酸能力強(qiáng)的碳酸釣粒子，具體制備過(guò)程如下在濃度為16%的碳酸鈣漿液中，加入作為分散助劑的Tween80和水玻璃溶液，其中，Tween80的加入量為占所述石友酸4丐漿液中CaC03重量的3。/。，加入水玻璃溶液的用量以水玻璃溶液中的Si02與所述碳酸4丐漿液中的CaC03的質(zhì)量比為25°/。，加熱所述混合后的漿液至9(TC，在激烈攪拌下用作為pH調(diào)節(jié)劑的稀硫酸調(diào)節(jié)漿液pH值為8.5，在90。C溫度下陳化3小時(shí)，洗滌過(guò)濾，洗滌過(guò)濾后在130。C溫度下進(jìn)行干燥8Q分鐘，粉碎即得到碳酸鉀復(fù)合粒子。實(shí)施例六本實(shí)施例提供一種碳酸4丐復(fù)合粒子的制備方法，可以制備出耐酸能力強(qiáng)的碳酸釣粒子，具體制備過(guò)程如下在濃度為10°/。的碳酸鈣漿液中，加入分散助劑AlCh和水玻璃溶液，將漿液加熱到80。C，其中，AlCh的加入量為占所述石友酸4丐漿液中CaC03重量的2%,加入水玻璃溶液的用量以水玻璃溶液中的Si02與所述碳酸釣漿液中的CaC03的質(zhì)量比為10。/Q,在激烈攪拌下用作為pH調(diào)節(jié)劑的乙酸乙酯調(diào)節(jié)漿液pH值為8.5，在80。C溫度下恒溫陳化3小時(shí)，進(jìn)行洗滌過(guò)濾，洗滌過(guò)濾后在140。C溫度下千燥50分鐘，干燥后粉碎即得到碳酸鈣復(fù)合粒子。實(shí)施例七本實(shí)施例提供一種碳酸《丐復(fù)合粒子的制備方法，通過(guò)該方法可以制備出一種耐酸性能力強(qiáng)的碳酸4丐粒子，具體制備過(guò)程如下在濃度為20。/。的碳酸鈣漿液中，加入分散助劑乙二醇和水玻璃溶液，加熱漿液到85。C，其中，乙二醇的加入量為占所述碳酸鈣漿液中CaC03重量的0.3%,加入水玻璃溶液的用量以水玻璃溶液中的Si02與所述石友酸4丐漿液中的CaC03的質(zhì)量比為5~25%，激烈攪拌下用作為pH調(diào)節(jié)劑的乙酸乙酯調(diào)節(jié)所述漿液的pH值為8.5,在85。C溫度下恒溫陳化3小時(shí)，洗滌過(guò)濾，在130。C溫度下干燥12O分鐘，干燥后粉碎即得到碳酸鈣復(fù)合粒子。下面以上述實(shí)施例七中制備得到的碳酸鈣復(fù)合粒子為原料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，具體纟企驗(yàn)如下準(zhǔn)確稱取O.200g制備的碳酸釣復(fù)合粒子配成iy。的水溶液，在激烈攪拌下，加入O.36mol/lHCL，在25。C溫度下，記錄15分鐘內(nèi)保持溶液pH為5.5時(shí)消耗的鹽酸體積。鹽酸消耗量越小表明碳酸4丐復(fù)合粒子抗酸能力越強(qiáng)。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用本發(fā)明實(shí)施例所制得的碳酸鈣復(fù)合粒子，在15分鐘內(nèi)保持溶液pH為5.5時(shí)消耗的鹽酸體積很小，說(shuō)明該碳酸鈣復(fù)合粒子具有很強(qiáng)的抗酸能力。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可知，并且也可以預(yù)見(jiàn)上述實(shí)馬全僅以實(shí)施例七中制備的碳酸鈣復(fù)合粒子為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，而利用本發(fā)明實(shí)施例中的制備方法制備的碳酸4丐復(fù)合粒子(如實(shí)施例二、四、六和七中制備的碳酸鈣復(fù)合粒子)，均可以達(dá)到相同的效果。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)在表面包覆SiOJ莫后，使碳酸釣與偶聯(lián)劑的作用改善，碳酸鈣表面的pH值降低，進(jìn)而得到的碳酸鈣粒子耐酸能力提高，從而極大的拓寬了碳酸4丐的應(yīng)用領(lǐng)域，也有效增強(qiáng)了碳酸4丐粒子的應(yīng)用效果。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，也不因各實(shí)施例的前后次序?qū)Ρ景l(fā)明的保護(hù)范圍造成任何限制，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1、一種碳酸鈣復(fù)合粒子的制備方法，其特征在于，該方法包括在濃度為5％～20％的碳酸鈣漿液中加入水玻璃混合，將混合后的所述漿液加熱到80～90℃，在1000轉(zhuǎn)/分～1500轉(zhuǎn)/分的攪拌狀態(tài)下反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.5～1小時(shí)，并加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)所述漿液的酸堿度為7～11，反應(yīng)后在溫度為80～90℃下陳化，陳化時(shí)間為2～5小時(shí)，陳化后在溫度120～140℃下進(jìn)行干燥，干燥后粉碎即得到碳酸鈣復(fù)合粒子。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述碳酸鉤漿液中還加入分散助劑。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述分散助劑為低分子量的二元醇、一元醇、聚氧乙烯醚類表面活性劑、鋁鹽中的任一種。4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述分散助劑的加入量為碳酸鈣漿液中CaC03質(zhì)量的0.1~3%。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述碳酸4丐漿液與水玻璃為同時(shí)加入反應(yīng)容器中，然后加入pH調(diào)節(jié)劑控制所述混合漿液的酸石咸度。6、根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述加入的pH調(diào)節(jié)劑為強(qiáng)酸、酸性氣體或酯類中的任一種。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述碳酸4丐漿液的濃度為5%~20%。8、根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述加入的水玻璃溶液中Si02與所述碳酸鈣漿液中CaC03的質(zhì)量比為5。/。25%。9、才艮據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述干燥時(shí)間為30120分全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種碳酸鈣復(fù)合粒子的制備方法，該方法包括在濃度為5％～20％的碳酸鈣漿液中加入水玻璃混合，將混合后的所述漿液加熱到80～90℃，在1000轉(zhuǎn)/分～1500轉(zhuǎn)/分的攪拌狀態(tài)下反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0.5～1小時(shí)，并加入pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)所述漿液的酸堿度為7～11，反應(yīng)后在溫度為80～90℃下陳化，陳化時(shí)間為2～5小時(shí)，陳化后在溫度120～140℃下進(jìn)行干燥，干燥后粉碎即得到碳酸鈣復(fù)合粒子。該方法采用pH調(diào)節(jié)劑能夠較好地控制溶液pH值變化，有效地控制SiO₂成膜速率，使SiO₂均勻地在碳酸鈣表面成膜。采用水玻璃水解在碳酸鈣表面形成結(jié)合緊密的水合二氧化硅層，其具有操作條件簡(jiǎn)單，制備的碳酸鈣復(fù)合粒子結(jié)構(gòu)致密，耐酸能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)C09C3/06GK101353486SQ200810222650公開(kāi)日2009年1月28日申請(qǐng)日期2008年9月19日優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日發(fā)明者莉劉,吳利民,潘慧銘,王躍林,光石,羅穗蓮,陳義唐申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)