CN107055585B - 一种阻燃型大直径片状碳酸钙的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种阻燃型大直径片状碳酸钙的制备方法，在传统的片状碳酸钙的制备方法基础上，调整了纤维状的轻质碳酸钙的长径比，加入了石墨烯，在研磨过程中，以石墨烯为基平面，得到的片状碳酸钙不但直径得到显著提高，径厚比也相应增大，同时保持了传统方法颗粒均匀、粒径分布窄的优点，该比阻燃型大直径片状碳酸钙表面积大、遮盖力强；加入粒径为50‑200μm的铝镁水滑石共同研磨，一方面石墨烯平铺在铝镁水滑石的层状表面，碳酸钙的径厚比得到进一步的提高，同时研磨过程中，铝镁水滑石形成纳米级的小颗粒，分散到片状碳酸钙表面，制备的片状碳酸钙具备一定的阻燃功效。
Description
技术领域
本发明涉及碳酸钙技术领域，尤其涉及一种阻燃型大直径片状碳酸钙的制备方法。
背景技术
碳酸钙是一种无机化合物，俗称：灰石、石灰石、石粉、大理石等。主要成分：方解石，化学式是CaCO3，呈中性，基本上不溶于水，溶于盐酸。它是地球上常见物质，存在于霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰华等岩石内，亦为动物骨骼或外壳的主要成分。碳酸钙是重要的建筑材料，工业上用途甚广。碳酸钙是由钙离子和碳酸根离子结合生成的，所以既是钙盐也是碳酸盐。
根据碳酸钙生产方法的不同，一般可以将碳酸钙分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。
重质碳酸钙是用机械方法（用雷蒙磨或其它高压磨）直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等就可以制得。由于重质碳酸钙的沉降体积比轻质碳酸钙的沉降体积小，所以称之为重质碳酸钙。性质：白色粉末。无臭、无味。露置空气中无变化，比重2.710。熔点1339℃。几乎不溶于水在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解，不溶于醇。遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。加热分解为氧化钙(CaO)和二氧化碳(CO2)。
轻质碳酸钙又称沉淀碳酸钙，简称轻钙，是将石灰石等原料煅烧生成石灰（主要成分为氧化钙）和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分为氢氧化钙），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，最后经脱水、干燥和粉碎而制得。
一般的碳酸钙由于比表面积小、表面渗透性差等缺陷造成其在橡胶、塑料、纸质等产品中的填充受到限制，然而片状碳酸钙具有比表面积大、遮盖力强的优点，填充在产品中具有优异的机械性能和更大的添加量，因为具有更广阔的市场前景。
中国发明专利CN101514533A公开了一种片状碳酸钙及其制备方法和应用，该方法使用简单的机械研磨法就得到了片状碳酸钙，且颗粒均匀、粒径分布窄，但是该方法得到的片状碳酸钙的直径为0.2-0.6μm，径厚比为（10-30）:1，其遮盖力仍有待提高，故有必要研究一种阻燃型大直径片状碳酸钙的制备方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提供了一种阻燃型大直径片状碳酸钙的制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种阻燃型大直径片状碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
A、将纤维状的轻质碳酸钙加入水中；
B、向水中加入复合助磨剂，分散剂、铝镁水滑石和石墨烯，分散均匀后得到浆料；
C、对浆料进行研磨，得到阻燃型大直径片状碳酸钙。
优选的，所述的纤维状的轻质碳酸钙，长径比为（60-120）：1。
优选的，复合助磨剂为聚丙烯酸钠和六偏磷酸钠。
优选的，所述的分散剂为石墨烯专用分散剂。
进一步优选的，所述的石墨烯专用分散剂为维波斯新材料(潍坊)有限公司生产的winsperse4900石墨烯分散剂。
优选的，所述的步骤B中，复合助磨剂，分散剂、铝镁水滑石和石墨烯的加入量分别为轻质碳酸钙绝干重量的0.2-1%、0.01-0.03%、0.2-1%和0.001-0.005%。
优选的，所述的铝镁水滑石的粒径为50-200μm。
优选的，所述的步骤C中，研磨结束后，在浆料中加入植物纤维并高速分散5-10min，石墨烯缠绕在植物纤维上，可以回收。
优选的，所述的阻燃型大直径片状碳酸钙的直径为8-15μm，径厚比为（35-70):1。
本发明在实施中的难点在于如何让石墨烯均匀的分散在浆料体系中，从而使研磨时，纤维状的轻质碳酸钙得到充分的平铺，经过多次不同的分散剂选取实验，最终选取维波斯新材料(潍坊)有限公司生产的winsperse4900石墨烯分散剂，效果最佳。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的阻燃型大直径片状碳酸钙，在传统的片状碳酸钙的制备方法基础上，调整了纤维状的轻质碳酸钙的长径比，加入了石墨烯，在研磨过程中，以石墨烯为基平面，得到的片状碳酸钙不但直径得到显著提高，径厚比也相应增大，同时保持了传统方法颗粒均匀、粒径分布窄的优点，该比阻燃型大直径片状碳酸钙表面积大、遮盖力强；加入粒径为50-200μm的铝镁水滑石共同研磨，一方面石墨烯平铺在铝镁水滑石的层状表面，碳酸钙的径厚比得到进一步的提高，同时研磨过程中，铝镁水滑石形成纳米级的小颗粒，分散到片状碳酸钙表面，制备的片状碳酸钙具备一定的阻燃功效。
具体实施方式：
下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
一种阻燃型大直径片状碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
A、将纤维状的轻质碳酸钙加入水中；
B、向水中加入复合助磨剂，分散剂、铝镁水滑石和石墨烯，分散均匀后得到浆料；
C、对浆料进行研磨，得到阻燃型大直径片状碳酸钙。
所述的纤维状的轻质碳酸钙，长径比为（60-120）：1。
复合助磨剂为聚丙烯酸钠和六偏磷酸钠。
所述的石墨烯专用分散剂为维波斯新材料(潍坊)有限公司生产的winsperse4900石墨烯分散剂。
所述的步骤B中，复合助磨剂，分散剂、铝镁水滑石和石墨烯的加入量分别为轻质碳酸钙绝干重量的0.5%、0.02%、、0.8%和0.004%。
实施例2
一种阻燃型大直径片状碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
A、将纤维状的轻质碳酸钙加入水中；
B、向水中加入复合助磨剂，分散剂、铝镁水滑石和石墨烯，分散均匀后得到浆料；
C、对浆料进行研磨，得到阻燃型大直径片状碳酸钙。
所述的纤维状的轻质碳酸钙，长径比为（60-120）：1。
复合助磨剂为聚丙烯酸钠和六偏磷酸钠。
所述的石墨烯专用分散剂为维波斯新材料(潍坊)有限公司生产的winsperse4900石墨烯分散剂。
所述的步骤B中，复合助磨剂，分散剂、铝镁水滑石和石墨烯的加入量分别为轻质碳酸钙绝干重量的0.2%、0.03%、0.2%和0.005%。
实施例3
一种阻燃型大直径片状碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
A、将纤维状的轻质碳酸钙加入水中；
B、向水中加入复合助磨剂，分散剂、铝镁水滑石和石墨烯，分散均匀后得到浆料；
C、对浆料进行研磨，得到阻燃型大直径片状碳酸钙。
所述的纤维状的轻质碳酸钙，长径比为（60-120）：1。
复合助磨剂为聚丙烯酸钠和六偏磷酸钠。
所述的石墨烯专用分散剂为维波斯新材料(潍坊)有限公司生产的winsperse4900石墨烯分散剂。
所述的步骤B中，复合助磨剂，分散剂、铝镁水滑石和石墨烯的加入量分别为轻质碳酸钙绝干重量的1%、0.01%、1%和0.001%。
经检测，本发明实施例1-3得到的阻燃型大直径片状碳酸钙的直径为8-15μm，径厚比为（35-70):1。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种阻燃型大直径片状碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将纤维状的轻质碳酸钙加入水中；
B、向水中加入复合助磨剂，分散剂、铝镁水滑石和石墨烯，分散均匀后得到浆料；
C、对浆料进行研磨，得到阻燃型大直径片状碳酸钙；
所述的纤维状的轻质碳酸钙，长径比为60-120：1；
复合助磨剂为聚丙烯酸钠和六偏磷酸钠；
所述的分散剂为石墨烯专用分散剂；
所述的石墨烯专用分散剂为winsperse4900石墨烯分散剂；
所述的步骤B中，复合助磨剂，分散剂、铝镁水滑石和石墨烯的加入量分别为轻质碳酸钙绝干重量的0.2-1%、0.01-0.03%、0.2-1%和0.001-0.005%；
所述的铝镁水滑石的粒径为50-200μm；
所述的阻燃型大直径片状碳酸钙的直径为8-15μm，径厚比为35-70:1。
2.如权利要求1所述的阻燃型大直径片状碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述的步骤C中，研磨结束后，在浆料中加入植物纤维并高速分散5-10min，石墨烯缠绕在植物纤维上，回收使用。
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