CN113736288A - 一种涂料专用改性氢氧化钙的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，将石灰石粉碎后，过筛，煅烧，加入水、尿素、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠进行消化反应，过筛，除杂，陈化，制得氢氧化钙乳液加入超声波搅拌器，再加入叠氮苯并咪唑、椰油基羧甲基钠咪唑啉醋酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯‑丙烯酸丁酯共聚物和稀土偶联剂组成的复配改性剂进行超声分散，得改性氢氧化钙悬浊液；再经压滤机脱水，经干燥，得涂料专用改性氢氧化钙。本发明方法制得的氢氧化钙粉体具有大比表面积、粒径分布均匀，稳定性好、分散性好、补强效果好等优点，与涂料具有很好的相容性及粘结性，能提高在涂料的填充量，降低涂料成本，且工艺简单，成本较低，生产效率高。

Description

一种涂料专用改性氢氧化钙的制备方法
技术领域
本发明涉及无机非金属矿物制备技术领域，具体是一种涂料专用改性氢氧化钙的制备方法。
背景技术
氢氧化钙，又名消石灰或熟石灰，，是由生石灰加水消化而成，通常是一种白色粉末状固体。随着工业现代化的快速发展以及国家对环境保护的日益重视，氢氧化钙已得到广泛应用。例如：石油化工行业、医药食品行业塑料、涂料、环保领域等领域。我国现有的氢氧化钙的生产方法主要以石灰为原料，加盐酸溶解，除杂后的氯化钙溶液加碱沉淀制取氢氧化钙，但制得的氢氧化钙纯度低，粒度分布不均匀，活性低，不稳定、比表面积等不足，难以满足工业生产的需要。
氢氧化钙是建筑涂料中重要的填料，但由于氢氧化钙不稳定，易与空气中二氧化碳反应，且与涂料相容性较差，在材料制备过程中难以实现均匀，分散性，从而使材料性能下降。因此，需要将氢氧化钙进行合理改性，才能将氢氧化钙在涂料中具有很大的填充量及赋予涂料更优异的性能。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种涂料专用改性氢氧化钙的制备方法。本发明方法制得的氢氧化钙粉体具有大比表面积、稳定性好、分散性好、补强效果好等优点，并与涂料具有很好的相容性及粘结性，提高在涂料的填充量，降低涂料成本。
为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，包括如下步骤：
S1:将石灰石粉碎后，过筛，煅烧，加入水、尿素、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠进行消化反应，陈化，制得氢氧化钙乳液；
S2：将氢氧化钙乳液中加入超声波搅拌器，再加入叠氮苯并咪唑、椰油基羧甲基钠咪唑啉醋酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物和稀土偶联剂组成的复配改性剂进行超声分散，所述改性剂的加入量为氢氧化钙干基重量的1.5-3.0%，得改性氢氧化钙悬浊液；
S3：将改性氢氧化钙悬浊液经过压滤机脱水，经干燥，得涂料专用改性氢氧化钙。
进一步地，所述水、尿素、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与石灰石的质量比为6-8:0.01-0.03:0.01-0.03:0.005-0.015:1。
进一步地，所述复配改性剂中叠氮苯并咪唑、椰油基羧甲基钠咪唑啉醋酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物和稀土偶联剂的质量比为1-3:3-6:5-10:1-3。
进一步地，所述煅烧是在温度为950-1050℃下煅烧3-5h。
进一步地，所述消化反应是在温度为80-95℃下进行。
进一步地，所述超声分散是在功率为200-400W下超声分散30-60min。
进一步地，所述干燥是采用脉冲气流干燥机干燥。所述脉冲气流干燥机的进料速度为200-300kg/h，干燥温度为80-110℃，风速为10-15m/s。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
1、本发明方法在消化反应中还加入尿素、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，不仅能够增大氢氧化钙的比表面积，制得的粉体稳定性好，聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠还能改善氢氧化钙的分散性。
2、本发明加入叠氮苯并咪唑、椰油基羧甲基钠咪唑啉醋酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物和稀土偶联剂组成的复配剂进行超声改性，能够提高氢氧化钙的分散性，形成了有机-无机杂化网络结构，提高氢氧化钙与涂料的相容性及粘结性，物料之间的结合力增强，补强效果提高，且还能提高氢氧化钙的添加量。
3、本方法采用脉冲气流干燥机干燥对碳酸钙进行干燥，不仅干燥受热均匀，效率高，还使得改性剂能够更好的包裹在氢氧化钙的表面及有利于分散氢氧化钙粉体。
4、本发明方法制得的氢氧化钙粉体具有大比表面积、稳定性好、分散性好、补强效果好等优点，并与涂料具有很好的相容性及粘结性，提高在涂料的填充量，降低涂料成本，且工艺简单，成本较低，生产效率高，具有很好的市场推广前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实施例1
一种涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，包括如下步骤：
S1:将石灰石粉碎至粒径为4mm，过筛，在温度为1000℃煅烧4h，按照与石灰质量比为6:0.02:0.015:0.01的水、尿素、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠在温度为90℃下进行消化反应，陈化，制得氢氧化钙乳液；
S2：在氢氧化钙乳液中加入超声波搅拌器，再加入质量比为2:5:7:1的叠氮苯并咪唑、椰油基羧甲基钠咪唑啉醋酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物和稀土偶联剂组成的复配改性剂，在功率为250W下超声分散40min,所述改性剂的加入量为氢氧化钙干基重量的2.5%，得改性氢氧化钙悬浊液；
S3：将改性氢氧化钙悬浊液经过压滤机脱水，采用脉冲气流干燥机干燥，所述脉冲气流干燥机的进料速度为250kg/h，干燥温度为90℃，风速为12m/s,得涂料专用改性氢氧化钙。
经检测本实施例氢氧化钙的比表面积为32.43m2/g，吸油值为0.126mL/g。将100g改性氢氧化钙放入300ml的水中，搅拌均匀，放置15天后，无沉降现象。因此，改性氢氧化钙可作为优异的水性涂料填料。
实施例2
一种涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，包括如下步骤：
S1:将石灰石粉碎至粒径为8mm，过筛，在温度为1050℃煅烧3h，按照与石灰质量比为7:0.015:0.02:0.008的水、尿素、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠在温度为85℃下进行消化反应，陈化，制得氢氧化钙乳液；
S2：在氢氧化钙乳液中加入超声波搅拌器，再加入质量比为2:5:8:3的叠氮苯并咪唑、椰油基羧甲基钠咪唑啉醋酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物和稀土偶联剂组成的复配改性剂，在功率为300W下超声分散50min,所述改性剂的加入量为氢氧化钙干基重量的1.8%，得改性氢氧化钙悬浊液；
S3：将改性氢氧化钙悬浊液经过压滤机脱水，采用脉冲气流干燥机干燥，所述脉冲气流干燥机的进料速度为300kg/h，干燥温度为100℃，风速为15m/s,得涂料专用改性氢氧化钙。
经检测本实施例氢氧化钙的比表面积为29.18m2/g,吸油值为0.135mL/g。将100g改性氢氧化钙放入300ml的水中，搅拌均匀，放置15天后，无沉降现象。因此，改性氢氧化钙可作为优异的水性涂料填料。
实施例3
一种涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，包括如下步骤：
S1:将石灰石粉碎至粒径为4mm，过筛，在温度为1000℃煅烧4h，按照与石灰质量比为6:0.025:0.01:0.012的水、尿素、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠在温度为90℃下进行消化反应，陈化，制得氢氧化钙乳液；
S2：在氢氧化钙乳液中加入超声波搅拌器，再加入质量比为1:4:9:2的叠氮苯并咪唑、椰油基羧甲基钠咪唑啉醋酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物和稀土偶联剂组成的复配改性剂，在功率为350W下超声分散30min,所述改性剂的加入量为氢氧化钙干基重量的2.4%，得改性氢氧化钙悬浊液；
S3：将改性氢氧化钙悬浊液经过压滤机脱水，采用脉冲气流干燥机干燥，所述脉冲气流干燥机的进料速度为250kg/h，干燥温度为100℃，风速为15m/s,得涂料专用改性氢氧化钙。
经检测本实施例氢氧化钙的比表面积为34.65m2/g,吸油值为0.123mL/g。将100g改性氢氧化钙放入300ml的水中，搅拌均匀，放置15天后，无沉降现象。因此，改性氢氧化钙可作为优异的水性涂料填料。
实施例4
一种涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，包括如下步骤：
S1:将石灰石粉碎至粒径为4mm，过筛，在温度为1050℃煅烧4h，按照与石灰质量比为8:0.015:0.03:0.01的水、尿素、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠在温度为95℃下进行消化反应，陈化，制得氢氧化钙乳液；
S2：在氢氧化钙乳液中加入超声波搅拌器，再加入质量比为2:5:8:1的叠氮苯并咪唑、椰油基羧甲基钠咪唑啉醋酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物和稀土偶联剂组成的复配改性剂，在功率为200W下超声分散60min,所述改性剂的加入量为氢氧化钙干基重量的2.5%，得改性氢氧化钙悬浊液；
S3：将改性氢氧化钙悬浊液经过压滤机脱水，采用脉冲气流干燥机干燥，所述脉冲气流干燥机的进料速度为200kg/h，干燥温度为90℃，风速为12m/s,得涂料专用改性氢氧化钙。
经检测本实施例氢氧化钙的比表面积为45.81m2/g,吸油值为0.108mL/g。将100g改性氢氧化钙放入300ml的水中，搅拌均匀，放置15天后，无沉降现象。因此，改性氢氧化钙可作为优异的水性涂料填料。
对比例1
S1:将石灰石粉碎至粒径为4mm，过筛，在温度为1050℃煅烧4h，按照水灰比为6:1的在温度为95℃下进行消化反应，陈化，制得氢氧化钙乳液；
S2：在氢氧化钙乳液中加入超声波搅拌器，再加入质量比为2:5:8:1的叠氮苯并咪唑、椰油基羧甲基钠咪唑啉醋酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物和稀土偶联剂组成的复配改性剂，在功率为200W下超声分散60min,所述改性剂的加入量为氢氧化钙干基重量的2.5%，得改性氢氧化钙悬浊液；
S3：将改性氢氧化钙悬浊液经过压滤机脱水，采用脉冲气流干燥机干燥，所述脉冲气流干燥机的进料速度为200kg/h，干燥温度为90℃，风速为12m/s,得涂料专用改性氢氧化钙。
经检测本例氢氧化钙的比表面积为5.86m2/g,吸油值为0.187mL/g。将100g改性氢氧化钙放入300ml的水中，搅拌均匀，放置15天后，有分层沉降现象。
对比例2
S1:将石灰石粉碎至粒径为4mm，过筛，在温度为1050℃煅烧4h，按照与石灰质量比为8:0.015:0.03:0.01的水、尿素、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠在温度为95℃下进行消化反应，陈化，制得氢氧化钙乳液；
S2：将改性氢氧化钙悬浊液经过压滤机脱水，采用脉冲气流干燥机干燥，所述脉冲气流干燥机的进料速度为200kg/h，干燥温度为90℃，风速为12m/s,得涂料专用改性氢氧化钙。
经检测本例氢氧化钙的比表面积为42.19m2/g，吸油值为0.379mL/g。将100g改性氢氧化钙放入300ml的水中，搅拌均匀，放置5h后出现了分层沉降现象。
以上内容是结合具体的/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1:将石灰石粉碎后，过筛，煅烧，加入水、尿素、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠进行消化反应，陈化，制得氢氧化钙乳液；
S2：将氢氧化钙乳液中加入超声波搅拌器，再加入叠氮苯并咪唑、椰油基羧甲基钠咪唑啉醋酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物和稀土偶联剂组成的复配改性剂进行超声分散，所述改性剂的加入量为氢氧化钙干基重量的1.5-3.0%，得改性氢氧化钙悬浊液；
S3：将改性氢氧化钙悬浊液经过压滤机脱水，经干燥，得涂料专用改性氢氧化钙。
2.根据权利要求1所述涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述水、尿素、聚乙二醇和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与石灰石的质量比为6-8:0.01-0.03:0.01-0.03:0.005-0.015:1。
3.根据权利要求1所述涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述复配改性剂中叠氮苯并咪唑、椰油基羧甲基钠咪唑啉醋酸盐、聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物和稀土偶联剂的质量比为1-3:3-6:5-10:1-3。
4.根据权利要求1所述涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述煅烧是在温度为950-1050℃下煅烧3-5h。
5.根据权利要求1所述涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述消化反应是在温度为80-95℃下进行。
6.根据权利要求1所述涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述超声分散是在功率为200-400W下超声分散30-60min。
7.根据权利要求1所述涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述干燥是采用脉冲气流干燥机干燥。
8.根据权利要求7所述涂料专用改性氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述脉冲气流干燥机的进料速度为200-300kg/h，干燥温度为80-110℃，风速为10-15m/s。
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CN114522638A (zh) * 2022-01-11 2022-05-24 山东师范大学 一种晶粒晶貌可控的氢氧化钙连续化生产系统及方法

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