CN109181079A - 一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法及其应用 - Google Patents
一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109181079A CN109181079A CN201811139817.1A CN201811139817A CN109181079A CN 109181079 A CN109181079 A CN 109181079A CN 201811139817 A CN201811139817 A CN 201811139817A CN 109181079 A CN109181079 A CN 109181079A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- composite titania
- titania material
- preparation
- modified
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
- C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
本发明涉及本发明涉及碳酸钙复合材料制备技术领域,具体公开一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法及其应用。所述制备方法至少包括以下步骤:将Ca(OH)2乳液加入到反应釜中,在搅拌条件下通入CO2气体进行碳化反应,当反应体系的pH值为6.8‑7.2时,向反应釜中加入二氧化钛,继续通入CO2气体,当反应体系的pH值为6.5‑6.6,反应结束得到碳酸钙/二氧化钛复合材料。采用干法对碳酸钙/二氧化钛复合材料进行改性。将上述材料应用于聚乙烯中,添加碳酸钙/二氧化钛复合材料,拉伸强度提高22%以上,杀菌率提高90.2%;添加改性碳酸钙/二氧化钛复合材料,拉伸强度提高34%以上,杀菌率提高94.1%。
Description
技术领域
本发明涉及碳酸钙复合材料制备技术领域,尤其涉及一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法及其应用。
背景技术
随着人们生活水平的提高,新鲜果蔬的产销量迅速上升,对新鲜果蔬的保鲜提出了更高的要求。利用保鲜膜进行保鲜的方法因具有成本低、适用面广、效果明显等优点,已成为目前果蔬保鲜领域的研究热点。但市场上现有保鲜膜的透气性能、透湿性能和抗菌性能很少能满足果蔬的特殊要求,因此,研制适合果蔬呼吸特性的新型保鲜膜是关键。
而碳酸钙粉体作为填充改性材料广泛应用于塑料、橡胶和涂料等行业,既可提高复合材料的刚性、硬度、耐磨性、耐热性和制品的尺寸稳定性等,又能降低制品的成本。由于碳酸钙原料来源广泛、价格低廉且无毒性,所以它是高聚物复合材料中用量最大的无机填料。但是碳酸钙不具备抗菌性,而二氧化钛具有无毒、白度高、抗菌、防紫外线等特性,因此,碳酸钙/二氧化钛复合材料作为填充材料,应用于果蔬保鲜膜上相信一定会产生良好的经济效益和社会效益。但是二氧化钛与碳酸钙具有较大的比表面积和较高的表面自由能,极易发生团聚,且与聚乙烯等材料共混时很难均匀分散,且与聚乙烯的相容性差,从而导致共混后聚乙烯的强度得不到提高。
发明内容
针对现有碳酸钙/二氧化钛复合材料极易团聚,且与聚乙烯材料共混时难以分散均匀的问题,本发明提供一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法。
以及,一种改性碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法。
以及,一种碳酸钙/二氧化钛复合材料或改性碳酸钙/二氧化钛复合材料在塑料中的应用。
为达到上述发明目的,本发明实施例采用了如下的技术方案:
一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,所述制备方法至少包括以下步骤:
步骤a、将氧化钙与水进行消化反应,反应结束后调整浓度,得到质量浓度为10-12%的Ca(OH)2乳液;
步骤b、将Ca(OH)2乳液加入到反应釜中,升温至34-36℃,在搅拌条件下通入CO2气体进行碳化反应,当反应体系的pH值为6.8-7.2时,向反应釜中加入二氧化钛,继续通入CO2气体,当反应体系的pH值为6.5-6.6,反应结束,陈化,得到碳酸钙/二氧化钛浆料;
步骤c、将碳酸钙/二氧化钛浆料过滤、洗涤、干燥、研磨得到所述碳酸钙/二氧化钛复合材料。
相对于现有技术,本发明提供的碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,具有以下优势:
(1)碳酸钙/二氧化钛复合材料的白度可达到96%以上;
(2)选择质量浓度为10-12%的Ca(OH)2乳液进行碳化反应,当Ca(OH)2乳液超过12%后,反应体系的稠度和粘度均大大增加,体系的流体力学性质产生了质的改变,CO2气体不能形成均匀一致的小气泡,气泡数目明显变少,体积变大,气液接触界面显著下降,同时由于体系粘度的增加,CO2、OH-、CO3 2-、Ca2+等在液相中的传递速率明显下降,液相主体不能混合均匀,传质阻力主要存在于液膜中,而且相当部分存在于液相主体中,导致反应速率明显减慢,反应时间大大增加;
由于碳化反应时间延长,晶核生长时间增加,而且由于其体系粘度明显增大,碳化过程之中出现凝胶化现象较严重,而且持续时间长阻碍了晶核粒子的运动,为粒子的凝聚提供了条件,从而使产物粒子变大;此外,Ca(OH)2浓度高,在反应过程中的粒子碰撞加剧,这也会影响新生成的碳酸钙晶体的稳定性,也使得碳酸钙/二氧化钛复合材料的晶粒较大。
(3)随着碳化反应的进行,溶液中碳酸钙过饱和度不断增加,最后形成晶核,并生长成为晶体颗粒。碳化法生成的碳酸钙,其晶体颗粒的大小与成核速度及晶体生长速度都有极大的关系。选择34-36℃的温度条件,是由于温度超过36℃后,Ca(OH)2的溶解度随着温度的升高明显下降,溶液中Ca2+的浓度也随之下降,单位时间内形成的晶核数量较低温时为少,而在相对较少的晶核上生长,最终产物的粒径则变大,同时反应CO2+H2O=H2CO3是放热反应,较高温度不利于CO3 2-的形成,溶液中CO3 2-的浓度低,同样会导致最终产物粒径变大。
具体地,优选地,步骤b中,将二氧化钛与CO2气体同时通过反应釜底部的通气孔进入反应釜。
二氧化钛通过CO2气流进入反应釜,使得二氧化钛在反应体系中分散更加均匀。
优选地,步骤b中,所述二氧化钛加入量为:氧化钙干基的质量的28-55%。
优选地,步骤a中,将氧化钙与55-65℃的水进行消化反应,反应结束后在75-85℃条件下陈化22-26h,得到消化浆,调整消化浆的浓度得到Ca(OH)2乳液。
选择上述消化条件,从两个方面进行考虑:在热力学上,氧化钙消化是一个放热反应,因此温度升高,会使反应平衡向左移动,反应的推动力减小,从而降低反应速度。从动力学的角度来看,温度越高,氧化钙消化的反应速度常数越大,进而提高消化反应速度。随着反应速度的增加,氢氧化钙结晶时晶核的形成速度大于晶体的成长速度,因此氧化钙消化反应得到的石灰乳的粒子较为细腻。并且反应速度加快使得消化反应的放热加快,水温迅速升高到100℃,从而使水汽化,将生石灰胀开,可以得到粒度细、分散性好的石灰乳,并能提高石灰乳的产率。另外,高温消化得到的较为细腻、分散性好的Ca(OH)2乳液,从而在碳化过程中能增加氢氧化钙的溶解速度,从而提高碳化反应的速度,制备出高比表面积、粒度较小的碳酸钙/二氧化钛复合材料。
优选地,步骤b中,所述CO2气体的通入量为16-20L/h·LCa(OH)2乳液。
在CO2气体通入量低于16-20L/h·LCa(OH)2乳液时,气体流量较小,Ca(OH)2乳液中的气含量较小,单位体积悬浮液的接触面积也较小,宏观上CO2的传递速率不高碳化反应到达终点所需的时间较长。当CO2气体流量增加时,必导致气含量和气液接触面积的增加,CO2由气相到液相的传递速率加快,宏观上就表现为反应到达终点所需的时间下降得很快。但当气量增加到一定值时,气液相接触面积基本不变,再增加气体流量,气体的搅动只能使气膜阻力稍有下降。因此,反应到达终点所需的时间基本不变。因此选择上述条件。
优选地,步骤b中搅拌速度为300-500rpm。
优选地,步骤b中陈化时间为15-25min。
在反应结束停止通CO2后,碳酸钙/二氧化钛的晶形成长成稳定具有一定形状的晶形。
优选地,所述步骤c中干燥条件为:温度110-130℃,时间3-4h。
进一步地,本发明还提供一种改性碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,至少包括以下步骤:
在600-800rpm的转速下,在70-100℃条件下,将铝酸酯以喷雾形式加入到上述制备方法得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料中进行改性,改性结束后,研磨得到改性碳酸钙/二氧化钛复合材料。
相对于现有技术,本发明提供的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法具有以下优势:
(1)采用干法改性不再需要脱水、干燥和粉碎等工艺,处理成本低,适用于工业化生产。
(2)相对于碳酸钙/二氧化钛复合材料,改性后,本发明提供的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料杀菌率提高12%以上,拉伸强度提高5%以上。
(3)改性温度的选择主要考虑以下两个方面:改性剂在碳酸钙/二氧化钛复合粒子表面的吸附为放热反应,温度升高使吸附平衡向反方向移动。但是,根据化学反应动力学,反应温度的增加又有利于吸附速率的加快。在较低的温度范围内,吸附速率大于解吸速率,吸附量随着温度的升高而增加;当温度超出某一范围后,温度对解吸速率的作用开始强于对吸附速率的作用,此时,吸附速率小于解吸速率,吸附量随温度升高反而降低。因此,选择70-100℃的改性温度。
具体地,优选地,所述铝酸酯加温成液体,经喷雾器雾化,将铝酸酯以喷雾形式加入到碳酸钙/二氧化钛复合材料中,且铝酸酯雾化的流速为1-2cc/min。
碳酸钙/二氧化钛复合材料表面亲水疏油、富含羟基,因此,选用铝酸酯、铝酸酯或铝酸酯改性剂与其表面羟基发生反应从而对其进行改性。
优选地,所述改性时间为10-40min。
改性初期改性剂分子首先吸附在碳酸钙/二氧化钛粒子表面活性最大的部分,吸附速率远大于解吸速率,随着改性时间的增加,活性高的粉体表面部分逐渐被覆盖,改性剂分子与碳酸钙/二氧化钛钛粒子表面的吸附作用越来越弱,当改性时间超过40min时,改性剂分子在碳酸钙/二氧化钛粒子表面的吸附与解吸达到平衡,继续增加改性时间对碳酸钙/二氧化钛粒子表面吸附的改性剂量不再产生影响,因此改性时间选择为10-40min。
优选地,以碳酸钙/二氧化钛复合材料的质量为100%计,所述改性剂的将加入量为0.5-2%。
由于碳酸钙复合二氧化钛的粒径非常小,改性剂表面有机长链的位阻效应非常大,改性剂的有机长链不可能以完整的单分子层包覆在碳酸钙/二氧化钛表面,只能在局部表面接上有机长链来降低碳酸钙/二氧化钛的表面活性,从而减少碳酸钙/二氧化钛间的团聚,使之有利于在聚合物基体中的分散。当改性剂加入量超过2%时,存在于碳酸钙/二氧化钛粒子间的过多的改性剂分子间形成了尾尾连接的吸附层,在碳酸钙/二氧化钛表面形成桥架,不利于碳酸钙/二氧化钛的分散。
进一步地,本发明还提供所述的碳酸钙/二氧化钛复合材料制备方法得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料或所述的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料制备方法得到的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料在塑料领域中的应用。
优选地,所述碳酸钙/二氧化钛复合材料或改性碳酸钙/二氧化钛复合材料应用于聚乙烯塑料中,且以聚乙烯的质量为100%计,所述碳酸钙/二氧化钛复合材料或改性碳酸钙/二氧化钛复合材料的添加量为2-8%。
将碳酸钙/二氧化钛复合材料应用于聚乙烯中,添加碳酸钙/二氧化钛复合材料,拉伸强度提高22%以上,杀菌率提高90.2%;添加改性碳酸钙/二氧化钛复合材料,拉伸强度提高34%以上,杀菌率提高94.1%。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1与实施例4的透射电镜照片。
其中:标号A-实施例1,标号B-实施例4。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
步骤a、将氧化钙与60℃的水进行消化反应,反应结束后在80℃条件下陈化24h,得到消化浆,调整消化浆的浓度得到质量浓度为12%的Ca(OH)2乳液;
步骤b、将Ca(OH)2乳液加入到反应釜中,升温至35℃,在500rpm的搅拌条件下通入CO2气体进行碳化反应,CO2气体的通入量为16L/h·LCa(OH)2乳液,当反应体系的pH值为7时,向反应釜中加入二氧化钛,二氧化钛加入量为氧化钙的质量的35%,继续通入CO2气体,二氧化钛与CO2气体同时通过反应釜底部的通气孔进入反应釜,当反应体系的pH值为6.5,反应结束,陈化20min,得到碳酸钙/二氧化钛浆料;
步骤c、将碳酸钙/二氧化钛浆料过滤、洗涤、120℃干燥3h、研磨得到所述碳酸钙/二氧化钛复合材料。
实施例2
本实施例提供一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
步骤a、将氧化钙与55℃的水进行消化反应,反应结束后在75℃条件下陈化26h,得到消化浆,调整消化浆的浓度得到质量浓度为10%的Ca(OH)2乳液;
步骤b、将Ca(OH)2乳液加入到反应釜中,升温至34℃,在300rpm的搅拌条件下通入CO2气体进行碳化反应,CO2气体的通入量为18L/h·LCa(OH)2乳液,当反应体系的pH值为7.2时,向反应釜中加入二氧化钛,二氧化钛加入量为氧化钙的质量的55%,继续通入CO2气体,二氧化钛与CO2气体同时通过反应釜底部的通气孔进入反应釜,当反应体系的pH值为6.6,反应结束,陈化25min,得到碳酸钙/二氧化钛浆料;
步骤c、将碳酸钙/二氧化钛浆料过滤、洗涤、110℃干燥4h、研磨得到所述碳酸钙/二氧化钛复合材料。
实施例3
本实施例提供一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
步骤a、将氧化钙与65℃的水进行消化反应,反应结束后在85℃条件下陈化22h,得到消化浆,调整消化浆的浓度得到质量浓度为11%的Ca(OH)2乳液;
步骤b、将Ca(OH)2乳液加入到反应釜中,升温至36℃,在400rpm的搅拌条件下通入CO2气体进行碳化反应,CO2气体的通入量为20L/h·LCa(OH)2乳液,当反应体系的pH值为6.8时,向反应釜中加入二氧化钛,二氧化钛加入量为氧化钙的质量的28%,继续通入CO2气体,二氧化钛与CO2气体同时通过反应釜底部的通气孔进入反应釜,当反应体系的pH值为6.6,反应结束,陈化15min,得到碳酸钙/二氧化钛浆料;
步骤c、将碳酸钙/二氧化钛浆料过滤、洗涤、130℃干燥3.5h、研磨得到所述碳酸钙/二氧化钛复合材料。
实施例4
在700rpm的转速下,在90℃条件下,将铝酸酯铝酸酯加温成液体,经喷雾器雾化,将铝酸酯以喷雾形式加入到实施例1制备得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料中进行改性30min,且铝酸酯雾化的流速为1cc/min,改性结束后,研磨得到改性碳酸钙/二氧化钛复合材料。其中以碳酸钙/二氧化钛复合材料的质量为100%计,所述铝酸酯的将加入量为1%。
实施例5
在800rpm的转速下,在90℃条件下,将铝酸酯铝酸酯加温成液体,经喷雾器雾化,将铝酸酯以喷雾形式加入到实施例1制备得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料中进行改性30min,且铝酸酯雾化的流速为1cc/min,改性结束后,研磨得到改性碳酸钙/二氧化钛复合材料。其中以碳酸钙/二氧化钛复合材料的质量为100%计,所述铝酸酯的将加入量为0.5%。
实施例6
在600rpm的转速下,在90℃条件下,将铝酸酯铝酸酯加温成液体,经喷雾器雾化,将铝酸酯以喷雾形式加入到实施例1制备得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料中进行改性30min,且铝酸酯雾化的流速为1cc/min,改性结束后,研磨得到改性碳酸钙/二氧化钛复合材料。其中以碳酸钙/二氧化钛复合材料的质量为100%计,所述铝酸酯的将加入量为1.5%。
实施例7
在800rpm的转速下,在90℃条件下,将铝酸酯铝酸酯加温成液体,经喷雾器雾化,将铝酸酯以喷雾形式加入到实施例1制备得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料中进行改性30min,且铝酸酯雾化的流速为1cc/min,改性结束后,研磨得到改性碳酸钙/二氧化钛复合材料。其中以碳酸钙/二氧化钛复合材料的质量为100%计,所述铝酸酯的将加入量为2.0%。
实施例8
在800rpm的转速下,在90℃条件下,将铝酸酯铝酸酯加温成液体,经喷雾器雾化,将铝酸酯以喷雾形式加入到实施例1制备得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料中进行改性10min,且铝酸酯雾化的流速为2cc/min,改性结束后,研磨得到改性碳酸钙/二氧化钛复合材料。其中以碳酸钙/二氧化钛复合材料的质量为100%计,所述铝酸酯的将加入量为1.0%。
实施例9
在700rpm的转速下,在90℃条件下,将铝酸酯铝酸酯加温成液体,经喷雾器雾化,将铝酸酯以喷雾形式加入到实施例1制备得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料中进行改性20min,且铝酸酯雾化的流速为2cc/min,改性结束后,研磨得到改性碳酸钙/二氧化钛复合材料。其中以碳酸钙/二氧化钛复合材料的质量为100%计,所述铝酸酯的将加入量为1.0%。
实施例10
在600rpm的转速下,在90℃条件下,将铝酸酯铝酸酯加温成液体,经喷雾器雾化,将铝酸酯以喷雾形式加入到实施例1制备得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料中进行改性40min,且铝酸酯雾化的流速为2cc/min,改性结束后,研磨得到改性碳酸钙/二氧化钛复合材料。其中以碳酸钙/二氧化钛复合材料的质量为100%计,所述铝酸酯的将加入量为1.0%。
实施例11
在600rpm的转速下,在70℃条件下,将铝酸酯铝酸酯加温成液体,经喷雾器雾化,将铝酸酯以喷雾形式加入到实施例1制备得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料中进行改性30min,且铝酸酯雾化的流速为1.5cc/min,改性结束后,研磨得到改性碳酸钙/二氧化钛复合材料。其中以碳酸钙/二氧化钛复合材料的质量为100%计,所述铝酸酯的将加入量为1.0%。
实施例12
在800rpm的转速下,在80℃条件下,将铝酸酯铝酸酯加温成液体,经喷雾器雾化,将铝酸酯以喷雾形式加入到实施例1制备得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料中进行改性30min,且铝酸酯雾化的流速为1.5cc/min,改性结束后,研磨得到改性碳酸钙/二氧化钛复合材料。其中以碳酸钙/二氧化钛复合材料的质量为100%计,所述铝酸酯的将加入量为1.0%。
实施例13
在700rpm的转速下,在100℃条件下,将铝酸酯铝酸酯加温成液体,经喷雾器雾化,将铝酸酯以喷雾形式加入到实施例1制备得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料中进行改性30min,且铝酸酯雾化的流速为1.5cc/min,改性结束后,研磨得到改性碳酸钙/二氧化钛复合材料。其中以碳酸钙/二氧化钛复合材料的质量为100%计,所述铝酸酯的将加入量为1.0%。
试验例1
将实施例1制备的碳酸钙/二氧化钛复合材料,以及实施例4-7制备的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料应用于聚乙烯塑料中,且添加量为6%,然后进行性能检测,检测结果如下表1所示。
表1检测结果
拉伸强度/Mpa | 杀菌率/% | |
聚乙烯塑料 | 7.32 | 0 |
实施例1 | 8.78 | 88.4 |
实施例4 | 9.87 | 93.0 |
实施例5 | 9.25 | 91.2 |
实施例6 | 9.68 | 92.6 |
实施例7 | 9.13 | 91.9 |
从表1明显可以看出,本发明制备的碳酸钙/二氧化钛复合材料无论是改性还是为改性,均提高聚乙烯塑料的拉伸强度,拉伸强度至少提高20%以上,杀菌率达到88.4%以上,且经过改性后的碳酸钙/二氧化钛复合材料效果更明显。
将实施例1制备的碳酸钙/二氧化钛复合材料,以及实施例4制备的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料进行透射电镜分析,如图1所示,从图中可以看出,实施例1未经表面改性的碳酸钙/二氧化钛复合材料团聚严重,实施例4表面改性后的碳酸钙/二氧化钛复合材料分散情况得以有效的改善,纳米粒子以少量聚集体的形式存在。
试验例2
将实施例1制备的碳酸钙/二氧化钛复合材料,以及实施例4,8-10制备的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料应用于聚乙烯塑料中,且添加量为6%,然后进行性能检测,检测结果如下表2所示。
表2检测结果
拉伸强度/Mpa | 杀菌率/% | |
聚乙烯塑料 | 7.32 | 0 |
实施例1 | 8.78 | 88.4 |
实施例4 | 9.87 | 93 |
实施例8 | 8.96 | 90.6 |
实施例9 | 9.41 | 91.7 |
实施例10 | 9.82 | 92.9 |
从表2明显可以看出,本发明制备的碳酸钙/二氧化钛复合材料无论是改性还是为改性,均提高聚乙烯塑料的拉伸强度,拉伸强度至少提高20%以上,杀菌率达到88.4%以上,且经过改性后的碳酸钙/二氧化钛复合材料效果更明显。
试验例3
将实施例1制备的碳酸钙/二氧化钛复合材料,以及实施例4,11-13制备的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料应用于聚乙烯塑料中,且添加量为6%,然后进行性能检测,检测结果如下表3所示。
表3检测结果
拉伸强度/Mpa | 杀菌率/% | |
聚乙烯塑料 | 7.32 | 0 |
实施例1 | 8.78 | 88.4 |
实施例4 | 9.87 | 93 |
实施例11 | 8.91 | 89.8 |
实施例12 | 9.27 | 91.4 |
实施例13 | 9.43 | 92.3 |
从表3明显可以看出,本发明制备的碳酸钙/二氧化钛复合材料无论是改性还是为改性,均提高聚乙烯塑料的拉伸强度,拉伸强度至少提高20%以上,杀菌率达到88.4%以上,且经过改性后的碳酸钙/二氧化钛复合材料效果更明显。
试验例4
将实施例1制备的碳酸钙/二氧化钛复合材料,以及实施例4制备的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料应用于聚乙烯塑料中,然后进进行性能检测,检测结果如下表4所示。
表4检测结果
从表4明显可以看出,本发明制备的碳酸钙/二氧化钛复合材料无论是改性还是为改性,均提高聚乙烯塑料的拉伸强度,拉伸强度达到9.87MPa,提高35%以上,杀菌率达到94.1%以上,且经过改性后的碳酸钙/二氧化钛复合材料效果更明显。添加量若是超过8%,采用为改性的碳酸钙/二氧化钛复合材料虽然杀菌率提高,但是拉伸强度反而低于聚乙烯塑料本身的强度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,其特征在于:所述制备方法至少包括以下步骤:
步骤a、将氧化钙与水进行消化反应,反应结束后调整浓度,得到质量浓度为10-12%的Ca(OH)2乳液;
步骤b、将Ca(OH)2乳液加入到反应釜中,升温至34-36℃,在搅拌条件下通入CO2气体进行碳化反应,当反应体系的pH值为6.8-7.2时,向反应釜中加入二氧化钛,继续通入CO2气体,当反应体系的pH值为6.5-6.6,反应结束,陈化,得到碳酸钙/二氧化钛浆料;
步骤c、将碳酸钙/二氧化钛浆料过滤、洗涤、干燥、研磨得到所述碳酸钙/二氧化钛复合材料。
2.如权利要求1所述的碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,其特征在于:步骤b中,将二氧化钛与CO2气体同时通过反应釜底部的通气孔进入反应釜;和/或
步骤b中,所述二氧化钛加入量为:氧化钙干基的质量的28-55%。
3.如权利要求1所述的碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,其特征在于:步骤a中,将氧化钙与55-65℃的水进行消化反应,反应结束后在75-85℃条件下陈化22-26h,得到消化浆,调整消化浆的浓度得到Ca(OH)2乳液。
4.如权利要求1所述的碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,其特征在于:步骤b中,所述CO2气体的通入量为16-20L/h·LCa(OH)2乳液。
5.如权利要求1所述的碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,其特征在于:步骤b中,搅拌速度为300-500rpm;和/或
步骤b中,陈化时间为15-25min;和/或
步骤c中,干燥条件为:温度110-130℃,时间3-4h。
6.一种改性碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,其特征在于:至少包括以下步骤:
在600-800rpm的转速下,在70-100℃条件下,将铝酸酯以喷雾形式加入到如权利要求1~5任一项所述制备方法得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料中进行改性,改性结束后,研磨得到改性碳酸钙/二氧化钛复合材料。
7.如权利要求6所述的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,其特征在于:所述铝酸酯加温成液体,经喷雾器雾化,将铝酸酯以喷雾形式加入到碳酸钙/二氧化钛复合材料中,且铝酸酯雾化的流速为1-2cc/min。
8.如权利要求6所述的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法,其特征在于:所述改性时间为10-40min;和/或
以碳酸钙/二氧化钛复合材料的质量为100%计,所述改性剂的将加入量为0.5-2%。
9.如权利要求1-5任一项所述的碳酸钙/二氧化钛复合材料制备方法得到的碳酸钙/二氧化钛复合材料或如权利要求6-8任一项所述的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料制备方法得到的改性碳酸钙/二氧化钛复合材料在塑料领域中的应用。
10.如权利要求9所述的应用,其特征在于:应用于聚乙烯塑料中,且以聚乙烯的质量为100%计,所述碳酸钙/二氧化钛复合材料或改性碳酸钙/二氧化钛复合材料的添加量为2-8%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811139817.1A CN109181079B (zh) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | 一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811139817.1A CN109181079B (zh) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | 一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法及其应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109181079A true CN109181079A (zh) | 2019-01-11 |
CN109181079B CN109181079B (zh) | 2021-08-13 |
Family
ID=64907576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811139817.1A Active CN109181079B (zh) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | 一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法及其应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109181079B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113956681A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-01-21 | 亚士创能科技(上海)股份有限公司 | 一种包覆有碳酸钙的电气石及其制备方法和应用 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0983322A1 (en) * | 1997-05-08 | 2000-03-08 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Titanium dioxide particles with adhering discrete inorganic particles |
JP2003176131A (ja) * | 2001-12-12 | 2003-06-24 | Shiraishi Kogyo Kaisha Ltd | 複合顔料、インキ組成物及び印刷物 |
US20030121451A1 (en) * | 2000-07-04 | 2003-07-03 | Katsuyuki Tanabe | Titanium dioxide-calcium carbonate composite particles |
CN101544390A (zh) * | 2009-05-07 | 2009-09-30 | 广西武鸣金峰化工科技有限公司 | 一种制备纳米碳酸钙的方法 |
CN101970753A (zh) * | 2008-03-07 | 2011-02-09 | Fp颜料有限公司 | 颜料颗粒组合物、它的制造方法及其用途 |
CN105745283A (zh) * | 2013-12-17 | 2016-07-06 | 克罗内斯国际公司 | 用于制备复合颗粒的方法 |
CN107986312A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-05-04 | 青州宇信钙业股份有限公司 | 一种高比表面积沉淀碳酸钙的制备方法 |
-
2018
- 2018-09-28 CN CN201811139817.1A patent/CN109181079B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0983322A1 (en) * | 1997-05-08 | 2000-03-08 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Titanium dioxide particles with adhering discrete inorganic particles |
US20030121451A1 (en) * | 2000-07-04 | 2003-07-03 | Katsuyuki Tanabe | Titanium dioxide-calcium carbonate composite particles |
JP2003176131A (ja) * | 2001-12-12 | 2003-06-24 | Shiraishi Kogyo Kaisha Ltd | 複合顔料、インキ組成物及び印刷物 |
CN101970753A (zh) * | 2008-03-07 | 2011-02-09 | Fp颜料有限公司 | 颜料颗粒组合物、它的制造方法及其用途 |
CN101544390A (zh) * | 2009-05-07 | 2009-09-30 | 广西武鸣金峰化工科技有限公司 | 一种制备纳米碳酸钙的方法 |
CN105745283A (zh) * | 2013-12-17 | 2016-07-06 | 克罗内斯国际公司 | 用于制备复合颗粒的方法 |
CN107986312A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-05-04 | 青州宇信钙业股份有限公司 | 一种高比表面积沉淀碳酸钙的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
王珏 等: "《塑料改性实用技术与应用》", 30 June 2014, 印刷工业出版社 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113956681A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-01-21 | 亚士创能科技(上海)股份有限公司 | 一种包覆有碳酸钙的电气石及其制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109181079B (zh) | 2021-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101774623B (zh) | 一种米粒状超细活性碳酸钙的工业化制备方法 | |
CN113897235B (zh) | 一种氮掺杂碳量子点/2D Ni-BDC纳米复合润滑材料的制备方法 | |
CN106192074B (zh) | 一种载有纳米银粒子的氧化石墨烯/海藻复合纤维的制备方法 | |
CN107556529B (zh) | 一种纳米碳酸钙的改性方法及其在食品保鲜膜上的应用 | |
CN106118039A (zh) | 一种石墨烯改性pa6复合材料及其制备方法 | |
CN107867726A (zh) | 一种纳米氧化钌的制备方法 | |
CN108821322B (zh) | 一种层状结构微球沉淀碳酸钙的制备方法 | |
CN108467053A (zh) | 一种绒球碳酸钙纳米混晶颗粒的制备方法 | |
CN110318252A (zh) | 一种螺旋纳米碳纤维表面负载氧化锌粒子的复合材料及其制备方法与应用 | |
CN109867986A (zh) | 一种高分子改性的纳米碳酸钙新产品系列 | |
CN109181079A (zh) | 一种碳酸钙/二氧化钛复合材料的制备方法及其应用 | |
CN108821335A (zh) | 一种高分散纳米二氧化钛的制备方法 | |
CN112624173A (zh) | 一种形貌可控的硫酸钡晶体的制备方法 | |
CN113861600B (zh) | 一种生物基多孔材料及其制备方法和应用 | |
CN108033476A (zh) | 一种纳米碳酸钙的制备方法 | |
CN109971216A (zh) | 一种聚乙烯防雾膜专用纳米碳酸钙的制备方法 | |
CN109181366A (zh) | 一种改性碳酸钙的制备方法及其在塑料中的应用 | |
CN112876972A (zh) | 一种MoS2/ZIF-8改性的水性聚氨酯复合乳液及制备方法和应用 | |
CN109054111B (zh) | 一种经修饰改性的氧化石墨烯/海藻酸钠复合水凝胶的制备方法 | |
CN114436307B (zh) | 橡胶专用轻质碳酸钙的制备方法 | |
CN111286971A (zh) | 一种光触媒纳米织物整理液及其制备方法和应用 | |
CN115196661A (zh) | 一种金属氧化物或过氧化物掺杂的中空碳酸钙纳米球及制备方法和应用 | |
CN106166478B (zh) | 一种纳米钙氧化物吸附剂的制备方法 | |
CN111363282B (zh) | 一种表面改性镍铝水滑石/聚乙烯醇纳米复合薄膜及其制备方法 | |
CN110615457B (zh) | 一种以几丁质为晶型控制剂制备纳米碳酸钙的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |