CN114853046A - 一种采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法，包括以下步骤：制备钙盐和分散剂的混合溶液与碱溶液，然后将两种溶液同时以一定速度注入到微通道反应器中发生反应，流出的反应液快速搅拌，得到纳米氢氧化钙悬浮液。本发明采用微通道反应器的强制微观混合的进料方式可大幅提高钙盐溶液和碱溶液的混合效率，有利于降低氢氧化钙颗粒的粒径，所得氢氧化钙颗粒粒径为50‑200纳米，优势显著。
Description
技术领域
本发明属于纳米氢氧化钙制备技术领域，特别涉及一种采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法。
背景技术
氢氧化钙是一种传统的化工原材料，在橡塑、建材、化工等领域应用十分广泛，具体作为阻燃剂、脱硫剂、可环境消纳塑料助剂、吸附剂等应用性价比较为可观。提高氢氧化钠颗粒的比表面积，缩小其粒径是提高其应用性能的有效途径。
液相法是制备纳米氢氧化钠的常用方法。专利CN104069793A公开了一种高吸附活性氢氧化钙纳米颗粒的制备方法，在磁力搅拌器的搅拌作用下将NaOH溶液滴入CaCl2与SDS或PEG的混合溶液，搅拌0.5-2.5小时得到浆体，抽滤、洗涤、干燥后得到粒径为200-300nm的Ca(OH)2粉体。专利CN108689421A公开了一种单分散纳米氢氧化钙的制备方法，将钙醇盐、有机分散剂溶于多元醇和去离子水得到混合溶液，然后将混合溶液加热至一定温度后得到纳米氢氧化钙。
纳米氢氧化钙制备过程中，钙离子与氢氧根离子反应生成氢氧化钙属于快反应，如果钙盐溶液和碱溶液混合效率低，氢氧化钙颗粒极易成核、长大，造成颗粒团聚，粒径大。此外，已知氢氧化钙制备过程中多采用SDS、PEG等直链小分子分散剂作为模板来控制氢氧化钙的颗粒粒径，对于降低氢氧化钙的团聚问题作用有限。传统的氢氧化钙制备方法大多未关注制备过程中混合效率低和分散剂选择不当造成颗粒成核长大和团聚的问题。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法，旨在通过强制微观混合的方法和梳型分子结构分散剂解决纳米氢氧化钙颗粒粒径大和易团聚的问题。
技术方案：为达到上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
一种采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法，包括以下步骤：
制备钙盐和分散剂的混合溶液与碱溶液，然后将两种溶液同时以一定速度注入到微通道反应器中发生反应，流出的反应液快速搅拌，得到纳米氢氧化钙悬浮液。
优选的，所述的钙盐包括氯化钙、硝酸钙、碳酸氢钙、溴化钙中的一种或多种的组合；所述的混合溶液中钙离子浓度为0.1-1.0mol/L。
优选的，所述的分散剂为含有以下的源自不饱和聚醚单体的结构单元(1)或(2)，以及以下的源自不饱和羧酸单体的结构单元(3)的聚羧酸聚合物，其中：
结构单元(1)是
其中：R5表示氢或者甲基；R6表示氢、甲基或者乙基；R7表示氢或1-6个碳原子的烷基；X为连接基团，为-O-、-CH2O-、-CH2CH2O-、
或-O-CH2CH2CH2CH2O-；n表示氧化烯基的平均加成摩尔数，为1-300中的任意整数；
结构单元(2)是
其中：R10表示氢或者甲基；R11O表示2-8个碳原子的氧化烯基及其混合物；n表示氧化烯基的平均加成摩尔数，为1-180中的任意整数；R12表示氢或1-6个碳原子的烷基；
结构单元(3)是
其中：R8表示氢、甲基或COOM基团，R9表示氢、甲基或CH2COOM基团，M表示氢、一价金属、(1/2)二价金属、铵基或者有机胺基；
所述的混合溶液中分散剂用量为钙盐质量的1％-10％。
优选的，所述分散剂的制备方法，包括以下步骤：
制备含有烯丙醇与环氧乙烷的加成产物、衣康酸和去离子水的溶液，搅拌升温，同时滴加过硫酸铵水溶液和由甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、巯基丙酸及水组成的单体水溶液，滴加时间分别为110-130min和80-100min，反应温度控制在78-82℃；滴加结束后保温，使聚合反应完全，之后降温，调节pH值，得到分散剂DT-1。
优选的，所述的碱溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或多种的组合；所述的碱溶液的摩尔浓度为0.1-2.0mol/L。
优选的，采用高压气体推进或者往复式柱塞平流泵的方式将两种溶液同时以一定速度注入到微通道反应器中，两种溶液注入的速度均为0.5-5mL/min，速度保持一致。
优选的，所述的微通道反应器为Y型反应器或T型反应器中的一种。
进一步优选的，所述的Y型反应器包括两条尺寸均为20mm(长)×0.5mm(内径)×0.7mm(外径)的进料通道和一条尺寸为40mm(长)×0.6mm(内径)×0.8mm(外径)的反应通道，两条进料通道以60°夹角相交并于反应通道交汇，形成“Y”型结构；所述的T型反应器包括两条尺寸均为20mm(长)×0.5mm(内径)×0.7mm(外径)的进料通道和一条尺寸为40mm(长)×0.6mm(内径)×0.8mm(外径)的反应通道，两条进料通道以90°夹角相交并于反应通道交汇，形成“T”型结构。
优选的，所述快速搅拌，采用的搅拌速度为1000-2000rpm，搅拌时间为50-70min。可以将流出的反应液加入到搅拌釜后快速搅拌。
本发明更具体的反应过程如下：
(1)室温下，配制钙盐和分散剂的混合溶液，钙离子浓度为0.1-1.0mol/L，分散剂用量为钙盐质量的1％-10％；配制碱溶液，氢氧根离子的浓度为0.1-2.0mol/L。
(2)调整好氮气压力或往复式柱塞平流泵的进料速度，同时对混合溶液和碱溶液进料，反应器采用Y型或T型，混合溶液和碱溶液的进料速度保持一致，流量范围控制在0.5-5mL/min。
(3)经过微通道反应器的物料进入反应釜后快速搅拌50-70min，得到纳米氢氧化钙悬浮液。
本发明方法得到纳米氢氧化钙悬浮液，其中，氢氧化钙颗粒粒径为50-200纳米。
有益效果：本发明通过微通道反应器的强制微观混合的方式，大大提高钙盐溶液和碱溶液的混合效率，有利于降低氢氧化钙颗粒的粒径。钙盐溶液中的钙离子与碱溶液中的氢氧根离子的反应属于快反应，其反应时间非常短。如果钙盐溶液和碱溶液混合效率低，混合时间长，两相溶液的混合时间长于反应时间，则氢氧化钙颗粒容易成核、长大并发生团聚。梳型分子结构的分散剂，一端为羧酸基团，与氢氧化钙颗粒表面的钙离子发生锚固作用，另一端为溶剂化链，通过空间位阻的作用发挥分散作用，降低氢氧化钙颗粒间的团聚趋势。此外，本发明发现如果在常规方法中使用本发明公开的分散剂，或者在用微通道反应方法中使用常规分散剂，都无法达到有效降低粒径，而本发明将分散剂和微通道反应相结合，能大大降低产品粒径，两者之间显然具有协同作用，效果超出预料。因此，本发明通过微通道反应器强制混合进料方式和梳型分子结构分散剂空间位阻分散效果，整体上降低纳米氢氧化钙的粒径和团聚问题。
附图说明
图1为Y型结构微通道反应器。
图2为T型结构微通道反应器。
图3为本发明采用柱塞平流泵为进料动力制备纳米氢氧化钙的工艺流程图，其中，1-混合溶液，2-碱溶液，3-往复式柱塞平流泵，4-流量计，5-微通道反应器，6-搅拌釜。
图4为本发明采用高压氮气为进料动力制备纳米氢氧化钙的工艺流程图，其中，1-混合溶液，2-碱溶液，3-往复式柱塞平流泵，4-流量计，5-微通道反应器，6-搅拌釜，7-氮气钢瓶。
具体实施方式
以下实施例中所用微通道反应器设置如下：
Y型反应器包括两条尺寸均为20mm(长)×0.5mm(内径)×0.7mm(外径)的进料通道和一条尺寸为40mm(长)×0.6mm(内径)×0.8mm(外径)的反应通道，两条进料通道以60°夹角相交并于反应通道交汇，形成“Y”型结构；
T型反应器包括两条尺寸均为20mm(长)×0.5mm(内径)×0.7mm(外径)的进料通道和一条尺寸为40mm(长)×0.6mm(内径)×0.8mm(外径)的反应通道，两条进料通道以90°夹角相交并于反应通道交汇，形成“T”型结构；
以下实施例中所用分散剂DT-1的制备方法如下：
在配制有搅拌器、温度计、滴加进样装置的500ml的四口烧瓶内加入46.0g的1mol烯丙醇与25mol环氧乙烷的加成产物、8.0g衣康酸、100.0g去离子水，搅拌升温至80℃，同时滴加23.0g10％过硫酸铵水溶液和由90.5g甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、8.0g甲基丙烯酸、1.00g的巯基丙酸及46.0g水组成的单体水溶液，滴加时间分别为120min和90min，反应温度控制在78-82℃。滴加结束后保温60min左右使聚合反应完全。之后降温至50℃以下加入25.0g30％氢氧化钠溶液调节pH值，得到分散剂DT-1，重均分子量为23000g/mol。
实施例1
室温下配制氯化钙和分散剂DT-1的混合溶液，氯化钙浓度为0.1mol/L分散剂浓度为0.111g/L。室温下配制氢氧化钠溶液，氢氧化钠浓度为0.1mol/L。调整往复式平流泵流量为5mL/min，采用Y型反应器对混合溶液和碱溶液同时进料，物料高速进入搅拌釜后1500rpm速度下快速搅拌1小时，得到纳米氢氧化钙悬浮液样品。经测试，粒径为75nm。
实施例2
室温下配制氯化钙和分散剂DT-1的混合溶液，氯化钙浓度为0.1mol/L，分散剂浓度为0.111g/L。室温下配制氢氧化钠溶液，氢氧化钠浓度为0.1mol/L。调整往复式平流泵流量为0.5mL/min，采用Y型反应器对混合溶液和碱溶液同时进料，物料高速进入搅拌釜后1500rpm速度下快速搅拌1小时，得到纳米氢氧化钙悬浮液样品。经测试，粒径为110nm。
实施例3
室温下配制氯化钙和分散剂DT-1的混合溶液，氯化钙浓度为0.1mol/L，分散剂浓度为0.111g/L。室温下配制氢氧化钠溶液，氢氧化钠浓度为0.2mol/L。调整往复式平流泵流量为5mL/min，采用Y型反应器对混合溶液和碱溶液同时进料，物料高速进入搅拌釜后1500rpm速度下快速搅拌1小时，得到纳米氢氧化钙悬浮液样品。经测试，粒径为55nm。
实施例4
室温下配制氯化钙和分散剂DT-1的混合溶液，氯化钙浓度为0.1mol/L，分散剂浓度为0.111g/L。室温下配制氢氧化钠溶液，氢氧化钠浓度为0.2mol/L。调整往复式平流泵流量为5mL/min，采用T型反应器对混合溶液和碱溶液同时进料，物料高速进入搅拌釜后1500rpm速度下快速搅拌1小时，得到纳米氢氧化钙悬浮液样品。经测试，粒径为50nm。
实施例5
室温下配制氯化钙和分散剂DT-1的混合溶液，氯化钙浓度为1.0mol/L，分散剂浓度为5.55g/L。室温下配制氢氧化钠溶液，氢氧化钠浓度为1.0mol/L。调整往复式平流泵流量为5mL/min，采用Y型反应器对混合溶液和碱溶液同时进料，物料高速进入搅拌釜后1500rpm速度下快速搅拌1小时，得到纳米氢氧化钙悬浮液样品。经测试，粒径为170nm。
实施例6
室温下配制氯化钙和分散剂DT-1的混合溶液，氯化钙浓度为1.0mol/L，分散剂浓度为5.55g/L。室温下配制氢氧化钠溶液，氢氧化钠浓度为2.0mol/L。调整往复式平流泵流量为5mL/min，采用Y型反应器对混合溶液和碱溶液同时进料，物料高速进入搅拌釜后1500rpm速度下快速搅拌1小时，得到纳米氢氧化钙悬浮液样品。经测试，粒径为130nm。
实施例7
室温下配制氯化钙和分散剂DT-1的混合溶液，氯化钙浓度为1.0mol/L，分散剂浓度为5.55g/L。室温下配制氢氧化钠溶液，氢氧化钠浓度为2.0mol/L。调整往复式平流泵流量为2mL/min，采用Y型反应器对混合溶液和碱溶液同时进料，物料高速进入搅拌釜后1500rpm速度下快速搅拌1小时，得到纳米氢氧化钙悬浮液样品。经测试，粒径为150nm。
实施例8
室温下配制氯化钙室温下配制氯化钙和分散剂DT-1的混合溶液，氯化钙浓度为1.0mol/L，分散剂浓度为5.55g/L。室温下配制氢氧化钠溶液，氢氧化钠浓度为2.0mol/L。调整往复式平流泵流量为2mL/min，采用T型反应器对混合溶液和碱溶液同时进料，物料高速进入搅拌釜后1500rpm速度下快速搅拌1小时，得到纳米氢氧化钙悬浮液样品。经测试，粒径为140nm。
对比例1
室温下配制氯化钙和聚乙烯醇的混合溶液，氯化钙浓度为0.1mol/L，聚乙烯醇浓度为0.111g/L。室温下配制氢氧化钠溶液，氢氧化钠浓度为0.1mol/L。将氢氧化钠溶液加入混合溶液，1500rpm速度下搅拌1小时，得到氢氧化钙悬浮液。经测试，粒径为240nm。
对比例2
室温下配制氯化钙和分散剂DT-1的混合溶液，氯化钙浓度为0.1mol/L，分散剂浓度为0.111g/L。室温下配制氢氧化钠溶液，氢氧化钠浓度为0.2mol/L。将氢氧化钠溶液加入混合溶液，1500rpm速度下搅拌1小时，得到氢氧化钙悬浮液。经测试，粒径为210nm。
对比例3
室温下配制氯化钙和聚乙烯醇的混合溶液，氯化钙浓度为0.1mol/L，聚乙烯醇浓度为0.111g/L。室温下配制氢氧化钠溶液，氢氧化钠浓度为0.2mol/L。调整往复式平流泵流量为5mL/min，采用Y型反应器对混合溶液和碱溶液同时进料，物料高速进入搅拌釜后1500rpm速度下快速搅拌1小时，得到纳米氢氧化钙悬浮液样品。经测试，粒径为220nm。
Claims (8)
1.一种采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备钙盐和分散剂的混合溶液与碱溶液，然后将两种溶液同时以一定速度注入到微通道反应器中发生反应，流出的反应液快速搅拌，得到纳米氢氧化钙悬浮液。
2.根据权利要求1所述的采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法，其特征在于，所述的钙盐包括氯化钙、硝酸钙、碳酸氢钙、溴化钙中的一种或多种的组合；所述的混合溶液中钙离子浓度为0.1-1.0mol/L。
3.根据权利要求1所述的采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法，其特征在于，所述的分散剂为含有以下的源自不饱和聚醚单体的结构单元(1)或(2)，以及以下的源自不饱和羧酸单体的结构单元(3)的聚羧酸聚合物，其中：
结构单元(1)是
其中：R5表示氢或者甲基；R6表示氢、甲基或者乙基；R7表示氢或1-6个碳原子的烷基；X为连接基团，为-O-、-CH2O-、-CH2CH2O-、
或-O-CH2CH2CH2CH2O-；n表示氧化烯基的平均加成摩尔数，为1-300中的任意整数；
结构单元(2)是
其中：R10表示氢或者甲基；R11O表示2-8个碳原子的氧化烯基及其混合物；n表示氧化烯基的平均加成摩尔数，为1-180中的任意整数；R12表示氢或1-6个碳原子的烷基；
结构单元(3)是
其中：R8表示氢、甲基或COOM基团，R9表示氢、甲基或CH2COOM基团，M表示氢、一价金属、(1/2)二价金属、铵基或者有机胺基；
所述的混合溶液中分散剂用量为钙盐质量的1％-10％。
4.根据权利要求1所述的采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法，其特征在于，所述的分散剂的制备方法，包括以下步骤：
制备含有烯丙醇与环氧乙烷的加成产物、衣康酸和去离子水的溶液，搅拌升温，同时滴加过硫酸铵水溶液和由甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸、巯基丙酸及水组成的单体水溶液，滴加时间分别为110-130min和80-100min，反应温度控制在78-82℃；滴加结束后保温，使聚合反应完全，之后降温，调节pH值，得到分散剂DT-1。
5.根据权利要求1所述的采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法，其特征在于，所述的碱溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或多种的组合；所述的碱溶液的摩尔浓度为0.1-2.0mol/L。
6.根据权利要求1所述的采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法，其特征在于，采用高压气体推进或者往复式柱塞平流泵的方式将两种溶液同时以一定速度注入到微通道反应器中，两种溶液注入的速度均为0.5-5mL/min，速度保持一致。
7.根据权利要求1所述的采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法，其特征在于，所述的微通道反应器为Y型反应器或T型反应器中的一种。
8.根据权利要求1所述的采用微通道反应器制备纳米氢氧化钙的方法，其特征在于，所述快速搅拌，采用的搅拌速度为1000-2000rpm，搅拌时间为50-70min。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110236285A1 (en) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | Fujifilm Corporation | Method for producing metal hydroxide fine particle |
| CN103508474A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种微通道沉淀—水热法制备氢氧化镁阻燃剂的方法 |
| CN103693885A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 上海三瑞高分子材料有限公司 | 一种聚羧酸减水剂组合物及其用途 |
| CN105439181A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-03-30 | 常熟市宏宇钙化物有限公司 | 一种高分散性纳米氢氧化钙的制备方法 |
| CN105502459A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-04-20 | 常熟市宏宇钙化物有限公司 | 一种抗酸剂用纳米氢氧化钙的制备方法 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110236285A1 (en) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | Fujifilm Corporation | Method for producing metal hydroxide fine particle |
| CN103508474A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种微通道沉淀—水热法制备氢氧化镁阻燃剂的方法 |
| CN103693885A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 上海三瑞高分子材料有限公司 | 一种聚羧酸减水剂组合物及其用途 |
| CN105439181A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-03-30 | 常熟市宏宇钙化物有限公司 | 一种高分散性纳米氢氧化钙的制备方法 |
| CN105502459A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-04-20 | 常熟市宏宇钙化物有限公司 | 一种抗酸剂用纳米氢氧化钙的制备方法 |
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