CN114836830B - 高长径比的α-半水硫酸钙晶须及其制备方法和应用 - Google Patents

高长径比的α-半水硫酸钙晶须及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高长径比的α‑半水硫酸钙晶须及其制备方法和应用，该α‑半水硫酸钙晶须制备方法包括：在碱性环境下，将钛石膏在复合晶型助长剂的作用下进行水热反应；其中，复合晶型助长剂包括镁盐和十二烷基盐。通过采用上述复合晶型助长剂，利用Mg2+嵌入晶格取代(200)晶面上的Ca2+降低Ca2+在该晶面上的吸附，同时利用碱性环境下OH‑促进十二烷基盐选择性吸附，两者共同作用促进了α‑半水硫酸钙晶须沿c轴定向生长，提高了晶须长径比，较现有其他碱性环境下制备的α‑半水硫酸钙晶须，晶须产率更高，形貌更均匀。且在碱性环境中进行反应，无需除杂步骤，且不会产生工业废酸，绿色环保。该α‑半水硫酸钙晶须在建材、纸张、橡胶或塑料中作为增强组元或增韧组元具有很好的应用前景。

Description

高长径比的α-半水硫酸钙晶须及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及材料工程技术领域，具体而言，涉及一种高长径比的α-半水硫酸钙晶须及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，随着钛白粉行业的迅速发展，硫酸法生产钛白粉产生了大量固废钛石膏，若将其直接露天堆放，不仅浪费土地，还会造成环境污染与生态破坏。因此，如果通过钛石膏制备α-半水硫酸钙晶须，那么既能提高钛石膏的利用价值，又能减少天然石膏的消耗。
对于α-半水硫酸钙晶须的制备，专利CN110541188A公开了一种利用二水硫酸钙制备高长径比半水硫酸钙的方法，该方法是在酸性环境下，利用酸洗、氧化等操作，脱除原料中的杂质，制得了长径比大于100的半水硫酸钙晶须。专利CN103422171A公开了一种利用碳酸钙生产过程中的废渣制备硫酸钙晶须的方法，该方法调节体系pH值为8～10，经水热反应后晶须的长径比约为10。目前已报道的有关α-半水硫酸钙晶须的制备方法中，酸性环境中制备的α-半水硫酸钙晶须形貌较好，但需要经过除铁等较为繁琐的工艺过程，还会消耗较多的酸并形成新的工业废酸，而碱性环境中制备α-半水硫酸钙晶须，通常只能得到短而粗的晶须，应用价值有限。
因此，如何在碱性环境下，制备得到晶须产率高、晶须长度较长以及长径比较高的α-半水硫酸钙晶须是亟需攻克的一个难题。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高长径比的α-半水硫酸钙晶须及其制备方法和应用，以改善上述技术问题。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供了一种高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其包括：在碱性环境下，将钛石膏在复合晶型助长剂的作用下进行水热反应；其中，复合晶型助长剂包括镁盐和十二烷基盐。
第二方面，本发明还提供了一种高长径比的α-半水硫酸钙晶须，其由上述高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法制备得到。
可选地，α-半水硫酸钙晶须的晶须长度为1000～2200μm，长径比60～160。
第三方面，本发明还提供了上述高长径比的α-半水硫酸钙晶须在建材、纸张、橡胶或塑料中作为增强组元或增韧组元的应用。
本发明具有以下有益效果：通过采用含有镁盐和十二烷基盐的复合晶型助长剂，Mg2+可以选择性吸附(100)晶面上的
Figure BDA0003644511590000021
使α-半水硫酸钙晶须在c轴方向上的表面能增高，晶体沿该方向生长速率变快，促进针状晶须的形成。其次，由于Mg2+与Ca2+的电荷数相同，离子半径相近，Mg2+可以嵌入晶格取代(200)晶面上的Ca2+，降低Ca2+在(200)晶面上的吸附，抑制晶须径向生长，提高晶须的长径比。十二烷基盐分散性能好，可以减缓体系由晶核数量增多而引起的粘度增大，增大体系中离子的迁移速率，减少晶须附着在既有晶须上生长的几率。此外，复杂的阴离子基团吸附在晶体表面，可以限制高能晶面的生长，促进晶须形貌向长纤维状生长。复合晶型助长剂利用Mg2+嵌入晶格与碱性环境下OH-促进十二烷基盐选择性吸附，两者的共同作用促进了α-半水硫酸钙晶须沿c轴定向生长，提高了晶须的长径比，较现有其他碱性环境下制备的α-半水硫酸钙晶须，晶须产率更高，形貌更均匀。此外，由于该方法在碱性环境中进行反应，无需除杂步骤，且不会产生工业废酸，绿色环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明实施例的α-半水硫酸钙晶须的XRD图谱；
图2为本发明实施例的α-半水硫酸钙晶须放大50倍的SEM照片；
图3为本发明的α-半水硫酸钙晶须放大1000倍的SEM照片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明提供的一种高长径比的α-半水硫酸钙晶须及其制备方法和应用进行具体说明。
现有技术中存在一些在酸性环境中制备α-半水硫酸钙晶须的方法，但是在酸性环境中制备α-半水硫酸钙晶须会产生大量工业废酸，不利于环境保护，而在碱性环境中制备α-半水硫酸钙晶须，通常只能得到短而粗的晶须，应用价值有限。而硫酸钙晶须是一种单晶体，有特定的形成机制，其生长是一种非平衡态过程，即是介质达到过饱和、晶体成核、晶须生长等阶段。晶须的形成和生长过程会受外界因素的影响，生长环境的微小差异可造成晶体形态的角度的不同，且它的形态会由其轴向和侧面生长速率差异造成，即其生长速率为各向异性。因此，在α-半水硫酸钙晶须的生长研究中存在较大的难度和不可预期性，基于此，发明人经过了大量研究和实践，才探寻出以下在碱性环境中，也能够获得高晶须产率，高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法。
本发明的一些实施方式提供了一种高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其包括：在碱性环境下，将钛石膏在复合晶型助长剂的作用下进行水热反应；其中，复合晶型助长剂包括镁盐和十二烷基盐。
上述方案以工业固废钛石膏为原料，能够减少环境污染与生态破坏，且在碱性环境下获得了较佳的高长径比、高晶须产出的α-半水硫酸钙晶须，其原因可能是：采用了含有镁盐和十二烷基盐的复合晶型助长剂，镁盐和十二烷基盐在反应过程中，二者共同作用，Mg2+嵌入晶格与碱性环境下OH-促进十二烷基盐选择性吸附，进而促进了α-半水硫酸钙晶须沿c轴定向生长，提高了晶须的长径比。
具体地，一些实施方式中，镁盐包括但不限于氯化镁、硫酸镁和硝酸镁中的至少一种。例如，镁盐可以选自氯化镁、硫酸镁和硝酸镁中的任意一种，也可以是其中两种或三种的组合。
一些实施方式中，十二烷基盐包括但不限于十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。例如，十二烷基盐选自十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠。
进一步地，为了进一步优化晶须生长的效果，需要对复合晶型助长剂的添加比例，以及镁盐和十二烷基盐的复合比例进行限定，一些实施方式中，镁盐的用量为钛石膏质量的4～6％，十二烷基盐的用量为钛石膏质量的1～4％。镁盐和十二烷基盐的使用量不宜过高或过低，过高容易导致晶须生长速度过快进而导致晶须结构变差，晶须团聚等，而使用量过低，容易导致不能达到预期的生长长度，以及形貌较差等问题，同时也可能出现团聚现象。同时镁盐和十二烷基盐之间的合适比例能够使得二者能够很好的共同作用，达到较佳的协调配合，进而提高晶须产率和长径比。
一些实施方式中，水热反应的反应温度可为115～135℃，例如，反应温度为115℃、116℃、117℃、118℃、119℃、120℃、121℃、122℃、123℃、124℃、125℃、126℃、127℃、128℃、129℃、130℃、131℃、132℃、133℃、134℃或115℃等。反应温度还可以选自118～128℃，优选120℃。反应时间为6～12h，优选6～10h，更优选8h。升温速率选自8～12℃/min，优选9～11℃/min，更优选10℃/min。合适的反应温度和升温速率能够使得晶须生长过程达到较佳，晶须形貌更均匀光滑。
进一步地，一些实施方式中，水热反应的碱性环境的pH为11～13，优选pH为12。
具体地，一些实施方式中，将钛石膏和复合晶型助长剂在碱性溶液中进行水热反应，其中，碱性溶液为氢氧化钙溶液，更优选地，碱性溶液为饱和氢氧化钙溶液。碱性溶液选择氢氧化钙溶液，有利于在反应后通过钙离子形成沉淀进而便于分离，避免采用氢氧化钠等不好对钠离子进行去除，增加工艺复杂性。同时选择饱和氢氧化钙溶液，便于通过钛石膏和碱性溶液的比例来快速达到控制pH值的目的。
进一步地，一些实施方式中，先将钛石膏先溶解于饱和氢氧化钙溶液中，再加入复合晶型助长剂进行水热反应。一些实施方式中，溶解钛石膏时，控制浆料固液比为1:11～1:13。采用该浆料固液比，能够将pH值控制到12左右，并且晶须生长过程中，不容易出现团聚现象，长径比较高。
一些实施方式中，为了避免杂质对于晶须生长的影响，在加入复合晶型助长剂进行水热反应之前，对溶解有钛石膏的溶液进行沉降分离操作，以去除浆料中的不溶的粗颗粒；具体地，沉降操作包括搅拌后静置1～3min，去除底层的粗颗粒，重复2～3次。
一些实施方式中，该高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法还包括将水热反应后获得的水热产物进行洗涤，为了避免温差过大导致晶须断裂，洗涤为沸水洗涤，更优选地，洗涤3～5次。进一步地，该高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法还包括将洗涤后的所述水热产物进行干燥，为了避免干燥过程对晶须结构造成破坏，一些实施方式中，干燥为真空干燥，真空干燥的温度为75～85℃，时间为1.5～2.5h。
需要说明的是，该高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法对钛石膏的来源不限，一些具体的实施方式中，钛石膏主要包括以下质量分数的成分：20～25％的CaO、0.6～0.8％的Fe2O3、0.7～0.9％的Al2O3、13～16％的SiO2、0.05～0.1％的MgO、0.1～0.2％的Na2O、31～36％的SO2、3～4％的TiO2和结晶水。
进一步地，钛石膏具体包括以下质量分数的成分：23.95％的CaO、0.73％的Fe2O3、0.86％的Al2O3、14.92％的SiO2、0.08％的MgO、0.16％的Na2O、34.68％的SO2、3.65％的TiO2和余量的结晶水。
本发明的一些实施方式还提供了一种高长径比的α-半水硫酸钙晶须，其由上述高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法制备得到。
一些实施方式中，通过上述制备方法制备得到的α-半水硫酸钙晶须的晶须长度为1000～2200μm，长径比60～160。此外，其晶须产品也能够达到70％左右。
本发明的一些实施方式还提供了上述高长径比的α-半水硫酸钙晶须在建材、纸张、橡胶或塑料中作为增强组元或增韧组元的应用。例如，该高长径比的α-半水硫酸钙晶须可用于树脂、塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、摩擦和密封材料中作补强增韧剂或功能型填料；又可直接作为过滤材料、保温材料、耐火隔热材料、红外线反射材料和包覆电线的高绝缘材料。该α-半水硫酸钙晶须应用于高分子材料，不仅能够增强、增韧，而且还能起到增稠、耐热、耐磨、耐油等作用。以α-半水硫酸钙晶须作填充剂配制的环氧胶粘剂与常用的填充剂相比，不仅具有明显的增强、增韧、增稠、耐热、耐磨、耐油及触变性高等特点，而且配制胶粘剂的综合成本并不提高，在胶粘剂中的应用有着十分广泛的前景。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。以下实施例和对比例中的钛石膏均取自于攀枝花钒钛工业园区中的同一批次的钛石膏。
实施例1
本实施例提供了一种碱性环境下高长径比α-半水硫酸钙晶须的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)取料。根据配方称取25g钛石膏。
2)配制浆料。将称量好的钛石膏溶解在氢氧化钙饱和溶液中，控制浆料固液比为1:12，浆料pH值为12。
3)沉降。将配制好的浆料经搅拌后静置1min，去除底层的Al2O3、SiO2等不溶物，重复3次，然后将上层清液转移至反应釜中。
4)加入晶型助长剂。向步骤3)的反应釜中加入氯化镁与十二烷基苯磺酸钠的复合晶型助长剂，氯化镁的用量为钛石膏质量的6％，十二烷基苯磺酸钠的用量为钛石膏质量的3％。
5)水热反应。将步骤4)加入复合晶型助长剂后得到的浆料进行水热反应，以10℃/min的速率升温至120℃，保温8h后自然冷却至室温。
6)沸水洗涤。将步骤5)得到的水热产物采用沸水洗涤5次。
7)干燥。将步骤6)洗涤后的水热产物放入真空烘箱，80℃干燥2h，得到α-半水硫酸钙晶须。
实施例2
本实施例提供了一种碱性环境下高长径比α-半水硫酸钙晶须的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)取料。根据配方称取25g钛石膏。
2)配制浆料。将称量好的钛石膏溶解在氢氧化钙饱和溶液中，控制浆料固液比为1:12，料浆pH值为12。
3)沉降。将配制好的浆料经搅拌后静置1min，去除底层的Al2O3、SiO2等不溶物，重复3次，然后将上层清液转移至反应釜中。
4)加入晶型助长剂。向步骤3)的反应釜中加入硫酸镁与十二烷基苯磺酸钠的复合晶型助长剂，硫酸镁的用量为钛石膏质量的6％，十二烷基苯磺酸钠的用量为钛石膏质量的3％。
5)水热反应。将步骤4)加入复合晶型助长剂后得到的浆料进行水热反应，以10℃/min的速率升温至120℃，保温8h后自然冷却至室温。
6)沸水洗涤。将步骤5)得到的水热产物采用沸水洗涤5次。
7)干燥。将步骤6)洗涤后的水热产物放入真空烘箱，80℃干燥2h，得到α-半水硫酸钙晶须。
实施例3
本实施例提供了一种碱性环境下高长径比α-半水硫酸钙晶须的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)取料。根据配方称取25g钛石膏。
2)配制浆料。将称量好的钛石膏溶解在氢氧化钙饱和溶液中，控制浆料固液比为1:12，料浆pH值为12。
3)沉降。将配制好的浆料经搅拌后静置1min，去除底层的Al2O3、SiO2等不溶物，重复3次，然后将上层清液转移至反应釜中。
4)加入晶型助长剂。向步骤3)的反应釜中加入硝酸镁与十二烷基硫酸钠的复合晶型助长剂，硝酸镁的用量为钛石膏质量的6％，十二烷基苯磺酸钠的用量为钛石膏质量的3％。
5)水热反应。将步骤4)加入复合晶型助长剂后得到的浆料进行水热反应，以10℃/min的速率升温至120℃，保温8h后自然冷却至室温。
6)沸水洗涤。将步骤5)得到的水热产物采用沸水洗涤5次。
7)干燥。将步骤6)洗涤后的水热产物放入真空烘箱，80℃干燥2h，得到α-半水硫酸钙晶须。
实施例4
本实施例提供了一种碱性环境下高长径比α-半水硫酸钙晶须的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)取料。根据配方称取25g钛石膏。
2)配制浆料。将称量好的钛石膏溶解在氢氧化钙饱和溶液中，控制浆料固液比为1:12，料浆pH值为12。
3)沉降。将配制好的浆料经搅拌后静置1min，去除底层的Al2O3、SiO2等不溶物，重复3次，然后将上层清液转移至反应釜中。
4)加入晶型助长剂。向步骤3)的反应釜中加入硝酸镁与十二烷基硫酸钠的复合晶型助长剂，硝酸镁的用量为钛石膏质量的6％，十二烷基硫酸钠用量为钛石膏质量的3％。
5)水热反应。将步骤4)加入复合晶型助长剂后得到的浆料进行水热反应，以10℃/min的速率升温至120℃，保温8h后自然冷却至室温。
6)沸水洗涤。将步骤5)得到的水热产物采用沸水洗涤5次。
7)干燥。将步骤6)洗涤后的水热产物放入真空烘箱，80℃干燥2h，得到α-半水硫酸钙晶须。
实施例5
本实施例提供了一种碱性环境下高长径比α-半水硫酸钙晶须的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)取料。根据配方称取25g钛石膏。
2)配制浆料。将称量好的钛石膏溶解在氢氧化钙饱和溶液中，控制浆料固液比为1:12，料浆pH值为12。
3)沉降。将配制好的浆料经搅拌后静置1min，去除底层的Al2O3、SiO2等不溶物，重复3次，然后将上层清液转移至反应釜中。
4)加入晶型助长剂。向步骤3)的反应釜中加入硝酸镁与十二烷基苯磺酸钠的复合晶型助长剂，硝酸镁的用量为钛石膏质量的6％，十二烷苯磺酸钠的用量为钛石膏质量的2％。
5)水热反应。将步骤4)加入复合晶型助长剂后得到的浆料进行水热反应，以10℃/min的速率升温至120℃，保温8h后自然冷却至室温。
6)沸水洗涤。将步骤5)得到的水热产物采用沸水洗涤5次。
7)干燥。将步骤6)洗涤后的水热产物放入真空烘箱，80℃干燥2h，得到α-半水硫酸钙晶须。
实施例6
本实施例提供了一种碱性环境下高长径比α-半水硫酸钙晶须的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)取料。根据配方称取25g钛石膏。
2)配制浆料。将称量好的钛石膏溶解在氢氧化钙饱和溶液中，控制浆料固液比为1:12，料浆pH值为12。
3)沉降。将配制好的浆料经搅拌后静置1min，去除底层的Al2O3、SiO2等不溶物，重复3次，然后将上层清液转移至反应釜中。
4)加入晶型助长剂。向步骤3)的反应釜中加入硝酸镁与十二烷基苯磺酸钠的复合晶型助长剂，硝酸镁盐的用量为钛石膏质量的6％，十二烷基苯磺酸钠的用量为钛石膏质量的2％。
5)水热反应。将步骤4)加入复合晶型助长剂后得到的浆料进行水热反应，以10℃/min的速率升温至120℃，保温8h后自然冷却至室温。
6)沸水洗涤。将步骤5)得到的水热产物采用沸水洗涤5次。
7)干燥。将步骤6)洗涤后的水热产物放入真空烘箱，80℃干燥2h，得到α-半水硫酸钙晶须。
实施例7
本实施例提供了一种碱性环境下高长径比α-半水硫酸钙晶须的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
1)取料。根据配方称取25g钛石膏。
2)配制浆料。将称量好的钛石膏溶解在氢氧化钙饱和溶液中，控制浆料固液比为1:12，浆料pH值为12。
3)沉降。将配制好的浆料经搅拌后静置1min，去除底层的Al2O3、SiO2等不溶物，重复3次，然后将上层清液转移至反应釜中。
4)加入晶型助长剂。向步骤3)的反应釜中加入硝酸镁与十二烷基苯磺酸钠的复合晶型助长剂，硝酸镁的用量为钛石膏质量的6％，十二烷基苯磺酸钠的用量为钛石膏质量的4％。
5)水热反应。将步骤4)加入复合晶型助长剂后得到的浆料进行水热反应，以10℃/min的速率升温至120℃，保温8h后自然冷却至室温。
6)沸水洗涤。将步骤5)得到的水热产物采用沸水洗涤5次。
7)干燥。将步骤6)洗涤后的水热产物放入真空烘箱，80℃干燥2h，得到α-半水硫酸钙晶须。
对比例1
本实施例与实施例3不同之处在于，十二烷基磺酸钠的用量为钛石膏质量的0.5％。
对比例2
本实施例与实施例3不同之处在于，硝酸镁的用量为钛石膏质量的2％，十二烷基苯磺酸钠的用量为钛石膏质量的8％。
对比例3
本对比例和实施例3不同之处仅在于，晶型助长剂采用单一的硫酸镁，用量为钛石膏质量的8％。
对比例4
本对比例和实施例3不同之处仅在于，晶型助长剂采用单一的十二烷基苯磺酸钠，用量为钛石膏质量的8％。
对上述实施例3制备的α-半水硫酸钙晶须进行XRD分析，得到的XRD图谱为图1；用扫描电子显微镜放大50倍和1000倍得到图2和图3；由图1可知，本发明的α-半水硫酸钙晶须结晶良好，由图2和图3可知，本发明实施例3制备得到的α-半水硫酸钙晶须长度较长，长径比较大，晶须呈规整的六棱柱形。
用Nano Measures粒径统计软件，对α-半水硫酸钙晶须的长度与直径进行了统计，并计算出晶须的长径比，上述实施例和对比例中α-半水硫酸钙晶须性能与组成的关系如表1所示：
表1
Figure BDA0003644511590000121
本发明的实施例采用的水热环境为碱性环境，减少了除杂操作，且不会产生新的工业废酸，操作简单，绿色环保。同时，本发明实施例采用的晶型助长剂为复合晶型助长剂，制备的α-半水硫酸钙晶须品质较高，在硝酸镁用量为钛石膏质量6％，十二烷基苯磺酸钠用量为钛石膏质量3％时，晶须具有最好的品质，晶须产率68.7％，长度2200μm，长径比为160。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (28)

1.一种高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，其包括：在碱性环境下，将钛石膏在复合晶型助长剂的作用下进行水热反应；
其中，所述复合晶型助长剂包括镁盐和十二烷基盐；所述镁盐包括氯化镁、硫酸镁和硝酸镁中的至少一种，所述十二烷基盐包括十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的至少一种；
所述镁盐的用量为所述钛石膏质量的4~6%，所述十二烷基盐的用量为所述钛石膏质量的1~4%。
2.根据权利要求1所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述水热反应的反应温度为115~135℃，反应时间为8~12h，升温速率为8~12℃/min。
3.根据权利要求2所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述水热反应的反应温度为118~128℃。
4.根据权利要求3所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述水热反应的反应温度为120℃。
5.根据权利要求2所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述水热反应的反应时间为8~10h。
6.根据权利要求5所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述水热反应的反应时间为8h。
7.根据权利要求2所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述水热反应的升温速率为9~11℃/min。
8.根据权利要求7所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述水热反应的升温速率为10℃/min。
9.根据权利要求1所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述碱性环境的pH为11~13。
10.根据权利要求9所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述碱性环境的pH为12。
11.根据权利要求9所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，将所述钛石膏和所述复合晶型助长剂在碱性溶液中进行水热反应。
12.根据权利要求11所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液为氢氧化钙溶液。
13.根据权利要求12所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液为饱和氢氧化钙溶液。
14.根据权利要求13所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，将所述钛石膏先溶解于饱和氢氧化钙溶液中，再加入所述复合晶型助长剂进行水热反应。
15.根据权利要求14所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，溶解所述钛石膏时，控制浆料固液比为1:11~1:13。
16.根据权利要求14所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，在加入所述复合晶型助长剂进行水热反应之前，对溶解有所述钛石膏的溶液进行沉降分离操作，以去除浆料中的不溶的粗颗粒。
17.根据权利要求16所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述沉降操作包括搅拌后静置1~3min，去除底层的粗颗粒，重复2~3次。
18.根据权利要求1~17任一项所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，还包括将所述水热反应后获得的水热产物进行洗涤。
19.根据权利要求18所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述洗涤为沸水洗涤。
20.根据权利要求18所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，洗涤3~5次。
21.根据权利要求18所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，还包括将洗涤后的所述水热产物进行干燥。
22.根据权利要求21所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述干燥为真空干燥。
23.根据权利要求22所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，真空干燥的温度为75~85℃，时间为1.5~2.5h。
24.根据权利要求1~17任一项所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述钛石膏包括以下质量分数的成分：20~25%的CaO、0.6~0.8%的Fe2O3、0.7~0.9%的Al2O3、13~16%的SiO2、0.05~0.1%的MgO、0.1~0.2%的Na2O、31~36%的SO2和3~4%的TiO2和16~17.5%的结晶水。
25.根据权利要求24所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须的制备方法，其特征在于，所述钛石膏，包括以下质量分数的成分：23.95%的CaO、0.73%的Fe2O3、0.86%的Al2O3、14.92%的SiO2、0.08%的MgO、0.16%的Na2O、34.68%的SO2、3.65%的TiO2及余量的结晶水。
26.一种高长径比的α-半水硫酸钙晶须，其特征在于，其由如权利要求1~25任一项所述的制备方法制备得到。
27.根据权利要求26所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须，其特征在于，所述α-半水硫酸钙晶须的晶须长度为1000~2200μm，长径比60~160。
28.如权利要求26或27所述的高长径比的α-半水硫酸钙晶须在建材、纸张、橡胶或塑料中作为增强组元或增韧组元的应用。
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