CN110256872A - 超微细碳酸钙及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所述超微细碳酸钙，包括如下原料：方解石、聚磷酸盐分散剂以及硅烷偶联剂；干法研磨工序中，碳酸钙粉体与聚磷酸盐分散剂的质量分数比为100：(0.2～2)；湿法研磨工序中，碳酸钙粉体与硅烷偶联剂的质量分数比为100：(0.5～2)。本发明通过添加聚磷酸盐分散剂和硅烷偶联剂改善碳酸钙的表面性能，边研磨边消除粒子间的表面作用力，提高其分散性能、缩短研磨时间、提高细度和研磨效率。超微细碳酸钙的加工方法，包括以下步骤：Step1.原料冲洗、干燥；Step2.粗碎；Step3.粉碎；Step4.添加聚磷酸盐分散剂并干法研磨；Step5.ATP分级；Step6.加水配浆；Step7.添加硅烷偶联剂并湿法研磨；Step8.筛分；Step9.干燥。所述加工方法改善碳酸钙的分散性能，具有产量较高、适合大规模工业化生产的优点。

Description

超微细碳酸钙及其加工方法
技术领域
本发明涉及超微细碳酸钙及其加工方法。
背景技术
碳酸钙(CaCO3)是一种广泛使用的无机填料。超微细碳酸钙是指碳酸钙粉体平均粒径(d)的大小d≤0.02μm。超微细碳酸钙由于具有粒径小、粒度均匀、表面活性高的优点，广泛应用于涂料、塑料、造纸、油墨等各行业。由于超微细碳酸钙的粒径小，表面上的原子数多，表面能高，吸附作用强，处于热力学非稳定状态，各粒子间易互相团聚，所以在湿法生产中，如何能更好的防止粉体粘结，同时在过滤后的浆料干燥过程中如何能保持获得超微细碳酸钙是非常重要的问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供超微细碳酸钙及其加工方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
超微细碳酸钙，包括如下原料：方解石、聚磷酸盐分散剂以及硅烷偶联剂；干法研磨工序中，碳酸钙粉体与聚磷酸盐分散剂的质量分数比为100：(0.2～2)；湿法研磨工序中，碳酸钙粉体与硅烷偶联剂的质量分数比为100：(0.5～2)。
进一步地，干法研磨工序中，碳酸钙粉体与聚磷酸盐分散剂的质量分数比为100：(0.8～1.5)。
进一步地，湿法研磨工序中，碳酸钙粉体与硅烷偶联剂的质量分数比为100：(1～1.5)。
进一步地，所述硅烷偶联剂为A151(乙烯基三乙氧基硅烷)、A171(乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)中的至少一种。
超微细碳酸钙的加工方法，包括以下步骤：
Step1.原料(方解石)冲洗、干燥
将原料(方解石)冲洗干净，再进行干燥；
Step2.粗碎
对预处理后的原料进行粗碎；
Step3.粉碎
对粗碎后的原料进行粉碎，得到碳酸钙粉体；
Step4.添加聚磷酸盐分散剂并干法研磨
将碳酸钙粉体输送进入立磨机，并按质量分数比同步添加聚磷酸盐分散剂，再进行干法研磨，得到分散性好的粉末状碳酸钙；
Step5.ATP分级(细粉+粗粉)
使用ATP分级机对粉末状碳酸钙进行分级(细粉+粗粉)，得到粒径小于1μm的碳酸钙粉体；
Step6.加水配成浆料
将上述粒径小于1μm的碳酸钙粉体加水配成浆料，水和碳酸钙粉体的质量比为2:1；
Step7.添加硅烷偶联剂并湿法研磨
采用湿法研磨机对上述碳酸钙浆料进行研磨，并按质量分数比在湿法研磨机中同时添加硅烷偶联剂进行研磨；
Step8.筛分
将湿法研磨后获得的浆料过振动筛，得到超微细碳酸钙浆料；
Step9.干燥
将超微细碳酸钙浆料输送进入气流干燥机进行干燥，干燥温度为100～110℃，干燥后得到碳酸钙粉体平均粒径d≤0.02μm的超微细碳酸钙。
进一步地，Step9中所述的干燥温度为105℃。
本发明的有益效果为：通过在碳酸钙粉体干法研磨时，加入聚磷酸盐分散剂；在碳酸钙湿法研磨时，添加硅烷偶联剂改善碳酸钙的表面性能，一边研磨一边消除粒子间的表面作用力，降低其粘度，有助于颗粒粉碎并阻止已碎颗粒凝聚而保持分散体稳定，防止在研磨过程中各粒子间发生团聚，提高碳酸钙的分散性能、缩短研磨时间、提高细度和研磨效率、保持获得超微细碳酸钙。本发明公开的超微细碳酸钙的加工方法，采用干法研磨和湿法研磨结合，能很好的改善碳酸钙的分散性能，防止在研磨和干燥过程中发生团聚；具有操作简单、生产成本低、产量较高、适合大规模工业化生产、减少设备投资、影响因素少的优点。
附图说明
图1为本发明所述超微细碳酸钙的加工流程图。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
超微细碳酸钙，包括如下原料：方解石、聚磷酸盐分散剂以及硅烷偶联剂；干法研磨工序中，碳酸钙粉体与聚磷酸盐分散剂的质量分数比为100：(0.2～2)；湿法研磨工序中，碳酸钙粉体与硅烷偶联剂的质量分数比为100：(0.5～2)。
所述硅烷偶联剂为A151(乙烯基三乙氧基硅烷)、A171(乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)中的至少一种。
分散剂是能提高和改善固体或液体物料分散性能的助剂。
本发明通过在碳酸钙粉体干法研磨时，加入聚磷酸盐分散剂；在碳酸钙湿法研磨时，添加硅烷偶联剂改善碳酸钙的表面性能，一边研磨一边消除粒子间的表面作用力，降低其粘度，有助于颗粒粉碎并阻止已碎颗粒凝聚而保持分散体稳定，防止在研磨过程中各粒子间发生团聚，提高碳酸钙的分散性能、缩短研磨时间、提高细度和研磨效率、保持获得超微细碳酸钙。
实施例1
干法研磨工序中，碳酸钙粉体与聚磷酸盐分散剂的质量分数比为100：0.2；湿法研磨工序中，碳酸钙粉体与硅烷偶联剂的质量分数比为100：2。
实施例2
干法研磨工序中，碳酸钙粉体与聚磷酸盐分散剂的质量分数比为100：2；湿法研磨工序中，碳酸钙粉体与硅烷偶联剂的质量分数比为100：0.5。
实施例3
干法研磨工序中，碳酸钙粉体与聚磷酸盐分散剂的质量分数比为100：0.8；湿法研磨工序中，碳酸钙粉体与硅烷偶联剂的质量分数比为100：1。
实施例4
干法研磨工序中，碳酸钙粉体与聚磷酸盐分散剂的质量分数比为100：1.2；湿法研磨工序中，碳酸钙粉体与硅烷偶联剂的质量分数比为100：1.3。
实施例5
干法研磨工序中，碳酸钙粉体与聚磷酸盐分散剂的质量分数比为100：1.5；湿法研磨工序中，碳酸钙粉体与硅烷偶联剂的质量分数比为100：1.5。。
上述实施例1～5中，超微细碳酸钙的加工方法，包括以下步骤：
Step1.原料(方解石)冲洗、干燥
将原料(方解石)冲洗干净，再进行干燥；
Step2.粗碎
对预处理后的原料进行粗碎；
Step3.粉碎
对粗碎后的原料进行粉碎，得到碳酸钙粉体；
Step4.添加聚磷酸盐分散剂并干法研磨
将碳酸钙粉体输送进入立磨机，并按质量分数比同步添加聚磷酸盐分散剂，再进行干法研磨，得到分散性好的粉末状碳酸钙；
Step5.ATP分级(细粉+粗粉)
使用ATP分级机对粉末状碳酸钙进行分级(细粉+粗粉)，得到粒径小于1μm的碳酸钙粉体；
Step6.加水配成浆料
将上述粒径小于1μm的碳酸钙粉体加水配成浆料，水和碳酸钙粉体的质量比为2:1；
Step7.添加硅烷偶联剂并湿法研磨
采用湿法研磨机对上述碳酸钙浆料进行研磨，并按质量分数比在湿法研磨机中同时添加硅烷偶联剂进行研磨；
Step8.筛分
将湿法研磨后获得的浆料过振动筛，得到超微细碳酸钙浆料；
Step9.干燥
将超微细碳酸钙浆料输送进入气流干燥机进行干燥，干燥温度为100～110℃，干燥后得到碳酸钙粉体平均粒径d≤0.02μm的超微细碳酸钙；所述超微细碳酸钙无团聚现象。
Step9中所述的干燥温度为105℃。
采用气流干燥机进行干燥，既加快干燥速度，提高生产效率，又能避免干燥过程中发生二次团聚的现象。
本发明公开的超微细碳酸钙的加工方法，采用干法研磨和湿法研磨结合，能很好的改善碳酸钙的分散性能，防止在研磨和干燥过程中发生团聚；具有操作简单、生产成本低、产量较高、适合大规模工业化生产、减少设备投资、影响因素少的优点。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.超微细碳酸钙，其特征在于，包括如下原料：方解石、聚磷酸盐分散剂以及硅烷偶联剂；干法研磨工序中，碳酸钙粉体与聚磷酸盐分散剂的质量分数比为100：(0.2～2)；湿法研磨工序中，碳酸钙粉体与硅烷偶联剂的质量分数比为100：(0.5～2)。
2.如权利要求1所述的超微细碳酸钙，其特征在于：干法研磨工序中，碳酸钙粉体与聚磷酸盐分散剂的质量分数比为100：(0.8～1.5)。
3.如权利要求1或2所述的超微细碳酸钙，其特征在于：湿法研磨工序中，碳酸钙粉体与硅烷偶联剂的质量分数比为100：(1～1.5)。
4.如权利要求1或2所述的超微细碳酸钙，其特征在于：所述硅烷偶联剂为A151(乙烯基三乙氧基硅烷)、A171(乙烯基三甲氧基硅烷)、A172(乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷)中的至少一种。
5.包括权利要求1所述的超微细碳酸钙的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
Step1.原料(方解石)冲洗、干燥
将原料(方解石)冲洗干净，再进行干燥；
Step2.粗碎
对预处理后的原料进行粗碎；
Step3.粉碎
对粗碎后的原料进行粉碎，得到碳酸钙粉体；
Step4.添加聚磷酸盐分散剂并干法研磨
将碳酸钙粉体输送进入立磨机，并按质量分数比同步添加聚磷酸盐分散剂，再进行干法研磨，得到分散性好的粉末状碳酸钙；
Step5.ATP分级(细粉+粗粉)
使用ATP分级机对粉末状碳酸钙进行分级(细粉+粗粉)，得到粒径小于1μm的碳酸钙粉体；
Step6.加水配成浆料
将上述粒径小于1μm的碳酸钙粉体加水配成浆料，水和碳酸钙粉体的质量比为2:1；
Step7.添加硅烷偶联剂并湿法研磨
采用湿法研磨机对上述碳酸钙浆料进行研磨，并按质量分数比在湿法研磨机中同时添加硅烷偶联剂进行研磨；
Step8.筛分
将湿法研磨后获得的浆料过振动筛，得到超微细碳酸钙浆料；
Step9.干燥
将超微细碳酸钙浆料输送进入气流干燥机进行干燥，干燥温度为100～110℃，干燥后得到碳酸钙粉体平均粒径d≤0.02μm的超微细碳酸钙。
6.如权利要求5所述的超微细碳酸钙的加工方法，其特征在于：Step9中所述的干燥温度为105℃。
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