CN117866462B - 一种汽车涂料用纳米级碳酸钙的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车涂料用纳米级碳酸钙的制备工艺,涉及纳米碳酸钙制备领域,包括:将石灰乳进行稀释,获得石灰乳生浆;将石灰乳生浆与第一晶型控制剂送至碳化反应釜,通入二氧化碳混合气体进行第一次碳酸化反应;第一次碳酸化反应在pH≤7.5后停止通气,陈化4~6h后向碳化反应釜投放第二晶型控制剂,继续通入二氧化碳混合气体进行第二次碳酸化反应,第二次碳酸化反应在pH≤7后停止通气,获得碳酸钙悬浮液;将碳酸钙悬浮液与复配表面处理剂送至改性釜进行改性,获得改性纳米碳酸钙浆液;将改性纳米碳酸钙浆液经压滤、干燥、破碎后获得纳米碳酸钙。借此,本方案所生产的纳米碳酸钙拥有更高的触变性能、屈服值,并且宾汉粘度和流挂性较低。
Description
技术领域
本发明涉及纳米碳酸钙制备技术领域,尤其涉及一种汽车涂料用纳米级碳酸钙的制备工艺。
背景技术
纳米碳酸钙可作为涂料、塑料、橡胶、高分子树脂等的填充物或补强剂来改善产品的性能。通常纳米碳酸钙粒子表面是亲水疏油的,而且未包覆表面改性剂的纳米碳酸钙容易团聚,其在有机物中分散差,与有机物的结合性能不好,需要进行表面改性以增强其与有机物的结合性能,纳米碳酸钙作为汽车底漆配方中的一个重要组分,为汽车底漆提供触变性,保证在施工时具有良好的施工性能,对提高涂料抗张强度、断裂伸长率以及屈服应力,起到不可或缺的作用。
汽车底漆需有良好的触变性能,由于纳米碳酸钙的特性,在汽车底漆中使用纳米碳酸钙作为填料可以大大地改善底漆的触变性来确保底漆在静置贮存时高粘度抗流挂,同时在喷涂时低黏度,易于喷涂、流平。同时要求在一定时间的储存过程中,粘度变化非常小。汽车底漆企业更喜欢使用能赋予底漆较好触变性的纳米碳酸钙作为填料,使汽车底漆性能更优,这已经成为一些汽车底漆企业对碳酸钙的一个重要指标要求。
CN104098928A公开了一种具有负触变的纳米碳酸钙的制备方法及其触变性测试方法,该方法生产的碳酸钙比表面积较高,最高达到40m2/g,不利于纳米碳酸钙在汽车底漆中的分散,还会对汽车底漆流动性等方面有影响,不适用于汽车底漆体系应用。
CN103756365A公开了一种纳米碳酸钙的表面处理方法,该方法使用的是干法处理,处理剂包覆效果没有湿法处理好,所用处理剂为硬脂酸,脂肪酸有机链较短而且不带极性基团,与汽车底涂料的有机聚合物缠结可能性降低,分子作用力也减小。汽车底漆是强极性的有机体系,使用脂肪酸处理剂的纳米碳酸钙即使用高速分散剂高速搅拌,分散情况也比较差,团聚较严重。
CN107739530A公开了一种涂料专用的高触变性纳米碳酸钙制备方法,碳化反应中使用了乙二醇,具有一定的毒性,该方案没有具体数据说明产品具有高触变性,如触变指数、触变环面积来说明该方法生产出的纳米碳酸钙具有高触变性。
综上所述,现有技术生产的纳米碳酸钙在用于汽车底漆中还存在触变性差、流挂性能高问题,需要加以改进。
发明内容
针对以上缺陷,本发明的目的是提供一种汽车涂料用纳米级碳酸钙的制备工艺,旨在解决现有的纳米碳酸钙在用于汽车底漆中后,汽车底漆存在触变性差、流挂性能高的问题。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:
一种汽车涂料用纳米级碳酸钙的制备工艺,包括以下步骤:
步骤一,将精制并且陈化24-48h的石灰乳进行稀释,获得浓度为6%~10%的石灰乳生浆;
步骤二,将石灰乳生浆送至碳化反应釜,同时向碳化反应釜中添加第一晶型控制剂,通入二氧化碳混合气体进行第一次碳酸化反应;第一次碳酸化反应在pH≤7.5后停止通气,陈化4~6h后向碳化反应釜投放第二晶型控制剂,并继续通入二氧化碳混合气体进行第二次碳酸化反应,第二次碳酸化反应在pH≤7后停止通气,获得碳酸钙悬浮液;
步骤三,将碳酸钙悬浮液送至改性釜,向改性釜添加复配表面处理剂进行碳酸钙改性,搅拌并混合,获得改性纳米碳酸钙浆液;
步骤四,将改性纳米碳酸钙浆液经压滤、干燥、破碎后获得成品纳米碳酸钙;
步骤二中,第一次碳酸化反应与第二次碳酸化反应中,二氧化碳混合气体中二氧化碳的浓度为25%~30%,二氧化碳混合气体的流速为2~6m3/h;
步骤二中,碳化反应釜内温度为20~38℃。
其中,步骤二中,所述第一晶型控制剂由硫酸铝、氯化铝、硫酸镁、硫酸钡中的一种或多种组成。
其中,步骤二中,所述第一晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的0.5%~3%。
其中,步骤二中,所述第二晶型控制剂由羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、三乙烯二胺、三乙烯四胺、氮川乙酸钠、氮川三乙酸中的一种或多种组成。
其中,所述步骤二中,所述第二晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的0.8%~2%。
其中,步骤二中,在投放完成第二晶型控制剂后,向碳化反应釜投放EDTA,所述EDTA的投放量为氢氧化钙干基质的0.3%~0.8%。
其中,步骤三中,复配表面处理剂包括70%~80%第一表面处理剂和20%~30%第二表面处理剂组成,所述第一表面处理剂由乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、油酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或多种组成,所述第二表面处理剂由铝锆酸酯偶联剂、铝钛偶联剂、钴酸酯偶联剂、锌酸酯偶联剂中的一种或多种组成。
其中,步骤三中,复配表面处理剂的用量为碳酸钙干基质的0.5%~2%。
其中,步骤三中,添加复配表面处理剂前需要向改性釜中添加乳化剂,并升温到60~80℃。
其中,步骤三中,还需要向获得的改性纳米碳酸钙浆液中投放EDTA,EDTA的投放量为碳酸钙干基质的0.2%~0.5%。
采用了上述技术方案后,本发明的有益效果是:
一是拥有更高的触变性能、屈服值,这使得利用本方案所得产品制造的汽车底漆在储存状态下具有较高的粘度。二是宾汉粘度和流挂性较低,这有利于喷漆设备可以更加均匀的喷漆,并且漆面的粘附性好,不容易流漆。三是白度值更高,这使得汽车底漆颜色更加纯正。
具体实施方式
实施例:
一种汽车涂料用纳米级碳酸钙的制备工艺,包括以下步骤:
步骤一,将精制并且陈化24-48h的石灰乳进行稀释,获得浓度为6%~10%的石灰乳生浆;
步骤二,将石灰乳生浆送至碳化反应釜,同时向碳化反应釜中添加第一晶型控制剂,通入二氧化碳混合气体进行第一次碳酸化反应;第一次碳酸化反应在pH≤7.5后停止通气,陈化4~6h后向碳化反应釜投放第二晶型控制剂,并继续通入二氧化碳混合气体进行第二次碳酸化反应,第二次碳酸化反应在pH≤7后停止通气,获得碳酸钙悬浮液。在本方案中,通过两种不同的晶型控制剂与两次碳酸化反应来控制碳酸钙的晶形生成方向,从而使得不同晶型的碳酸钙相混合,进而获得更多的性质。
步骤三,将碳酸钙悬浮液送至改性釜,向改性釜添加复配表面处理剂进行碳酸钙改性,搅拌并混合,获得改性纳米碳酸钙浆液;
步骤四,将改性纳米碳酸钙浆液经压滤、干燥、破碎后获得成品纳米碳酸钙;
步骤二中,第一次碳酸化反应与第二次碳酸化反应中,二氧化碳混合气体中二氧化碳的浓度为25%~30%,二氧化碳混合气体的流速为2~6m3/h。
步骤二中,碳化反应釜内温度为20~38℃。
步骤二中,所述第一晶型控制剂由硫酸铝、氯化铝、硫酸镁、硫酸钡中的一种或多种组成。硫酸铝、氯化铝、硫酸镁、硫酸钡均为带有金属离子的无机盐,其作为晶型控制剂时会导致碳酸钙的晶格畸变,从而影响其晶体的生长,使得碳酸钙其晶体呈球形,从而使得碳酸钙晶体具有更大的表面积比以及更好的分散性。
所述步骤二中,所述第一晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的0.5%~3%。
步骤二中,所述第二晶型控制剂由羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、三乙烯二胺、三乙烯四胺、氮川乙酸钠、氮川三乙酸中的一种或多种组成。第二晶型控制剂的作用有两个,一是控制碳酸钙形成霰球状晶体,二是与多余的Ca2+,第一晶型控制剂中多余的金属离子络合,从而除去多余的金属离子,减少杂质晶体的生成。
所述步骤二中,所述第二晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的0.8%~2%。
步骤二中,在投放完成第二晶型控制剂后,向碳化反应釜投放EDTA,所述EDTA的投放量为氢氧化钙干基质的0.3%~0.8%。EDTA为螯合剂,其作用是为了减少碳酸悬浮液中杂质金属离子,避免碳酸钙晶体的颜色以及晶型受到影响。
步骤三中,复配表面处理剂包括70%~80%第一表面处理剂和20%~30%第二表面处理剂组成,所述第一表面处理剂由乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、硬脂酸钠、月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、油酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或多种组成,所述第二表面处理剂由铝锆酸酯偶联剂、铝钛偶联剂、钴酸酯偶联剂、锌酸酯偶联剂中的一种或多种组成。第一表面处理剂的作用是使得碳酸钙晶体表面形成一层膜,使得碳酸钙与碳酸钙颗粒之间的距离增加,减小分子之间的相互作用力,使得颗粒团聚减少,进而使得颗粒间的分散程度得以改善。而第二表面处理剂则是进一步提高碳酸钙改性后的易分散性,使得改性后的碳酸钙粒径更小,低湿性。
步骤三中,复配表面处理剂的用量为碳酸钙干基质的0.5%~2%。
步骤三中,添加复配表面处理剂前需要向改性釜中添加乳化剂,并升温到60~80℃。乳化剂的作用是辅助第一表面处理剂使用,加快改性速度。优选的,乳化剂为N-十二烷基二甲胺,其添加量为碳酸钙干基质的0.5%~1%。
步骤三中,还需要向获得的改性纳米碳酸钙浆液中投放EDTA,EDTA的投放量为碳酸钙干基质的0.2%~0.5%。此次投放EDTA的目的是为了纳米碳酸钙浆液中杂质金属离子的含量,避免改性纳米碳酸钙出现异色以及物化性质不稳定的问题。
实施例1:
步骤一,将精制并且陈化24h的石灰乳进行稀释,获得浓度为6%的石灰乳生浆;
步骤二,将石灰乳生浆送至碳化反应釜,同时向碳化反应釜中添加第一晶型控制剂,通入二氧化碳混合气体进行第一次碳酸化反应;第一次碳酸化反应在pH≤7.5后停止通气,陈化4h后向碳化反应釜投放第二晶型控制剂,并继续通入二氧化碳混合气体进行第二次碳酸化反应,第二次碳酸化反应在pH≤7后停止通气,获得碳酸钙悬浮液;
步骤三,将碳酸钙悬浮液送至改性釜,向改性釜添加复配表面处理剂进行碳酸钙改性,搅拌并混合,获得改性纳米碳酸钙浆液;
步骤四,将改性纳米碳酸钙浆液经压滤、干燥、破碎后获得成品纳米碳酸钙;
步骤二中,第一次碳酸化反应与第二次碳酸化反应中,二氧化碳混合气体中二氧化碳的浓度为25%,二氧化碳混合气体的流速为2m3/h。
步骤二中,碳化反应釜内温度为20℃。
步骤二中,所述第一晶型控制剂为硫酸铝。
步骤二中,所述第一晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的0.5%。
步骤二中,所述第二晶型控制剂为羟基亚乙基二膦酸。
步骤二中,第二晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的0.8%。
步骤三中,复配表面处理剂包括70%第一表面处理剂和30%第二表面处理剂组成,所述第一表面处理剂为硬脂酸酰胺,第二表面处理剂为铝锆酸酯偶联剂。
步骤三中,复配表面处理剂的用量为碳酸钙干基质的0.5%。
实施例2:
本实施例与实施例1的不同之处在于:
步骤一中,选用陈化36h的石灰乳进行稀释,稀释完成后获得浓度为7%的石灰乳生浆。
步骤二中,第一次碳酸化完成后,陈化时间为5h;第一碳酸化反应与第二次碳酸化反应中,二氧化碳混合气体中二氧化碳的浓度为26%,二氧化碳混合气体的流速为3m3/h;碳化反应釜内温度为22℃;第一晶型控制剂为硫酸镁,第二晶型控制剂为氨基三亚甲基膦酸;第一晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的1%,第二晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的0.9%。
步骤三中,复配表面处理剂包括75%第一表面处理剂和25%第二表面处理剂组成,所述第一表面处理剂为月桂酸酰胺,所述第二表面处理剂为铝钛偶联剂。其中,复配表面处理剂的用量为碳酸钙干基质的1%。
实施例3:
本实施例与实施例1的不同之处在于:
步骤一中,选用陈化40h的石灰乳进行稀释,稀释完成后获得浓度为8%的石灰乳生浆。
步骤二中,第一次碳酸化完成后,陈化时间为5.5h;第一碳酸化反应与第二次碳酸化反应中,二氧化碳混合气体中二氧化碳的浓度为28%,二氧化碳混合气体的流速为4m3/h;碳化反应釜内温度为30℃;第一晶型控制剂为硫酸钡,第二晶型控制剂为氮川三乙酸;第一晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的2%,第二晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的1.5%。
步骤三中,复配表面处理剂包括78%第一表面处理剂和22%第二表面处理剂组成,所述第一表面处理剂为季戊四醇硬脂酸酯,所述第二表面处理剂为钴酸酯偶联剂。其中,复配表面处理剂的用量为碳酸钙干基质的1.5%。
实施例4:
本实施例与实施例1的不同之处在于:
步骤一中,选用陈化48h的石灰乳进行稀释,稀释完成后获得浓度为10%的石灰乳生浆。
步骤二中,第一次碳酸化完成后,陈化时间为6h;第一碳酸化反应与第二次碳酸化反应中,二氧化碳混合气体中二氧化碳的浓度为30%,二氧化碳混合气体的流速为6m3/h;碳化反应釜内温度为38℃;第一晶型控制剂为氯化铝,第二晶型控制剂为氮川乙酸钠;第一晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的3%,第二晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的2%。
步骤三中,复配表面处理剂包括80%第一表面处理剂和20%第二表面处理剂组成,所述第一表面处理剂为棕榈酸酰胺,所述第二表面处理剂为锌酸酯偶联剂。其中,复配表面处理剂的用量为碳酸钙干基质的2%。
实施例5:
本实施例与实施例3的不同之处在于:
步骤二中,第一晶型控制剂由硫酸铝、氯化铝混合组成,第二晶型控制剂由羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸混合组成。
步骤三中,第一表面处理剂由乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺混合组成,第二表面处理剂由钴酸酯偶联剂、锌酸酯偶联剂混合组成。
实施例6:
本实施例与实施例3的不同之处在于:
步骤二中,第一晶型控制剂由硫酸铝、氯化铝、硫酸镁、硫酸钡混合组成,第二晶型控制剂由羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、三乙烯二胺、三乙烯四胺、氮川乙酸钠、氮川三乙酸混合组成。
步骤三中,第一表面处理剂由乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、油酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯混合组成,第二表面处理剂由铝锆酸酯偶联剂、铝钛偶联剂、钴酸酯偶联剂、锌酸酯偶联剂混合组成。
实施例7:
本实施例与实施例3的不同之处在于:步骤二中,在投放完成第二晶型控制剂后,向碳化反应釜投放EDTA,所述EDTA的投放量为氢氧化钙干基质的0.3%。
实施例8:
本实施例与实施例3的不同之处在于:步骤二中,在投放完成第二晶型控制剂后,向碳化反应釜投放EDTA,所述EDTA的投放量为氢氧化钙干基质的0.5%。
实施例9:
本实施例与实施例3的不同之处在于:步骤二中,在投放完成第二晶型控制剂后,向碳化反应釜投放EDTA,所述EDTA的投放量为氢氧化钙干基质的0.8%。
实施例10:
本实施例与实施例3的不同之处在于:步骤三中,添加复配表面处理剂前需要向改性釜中添加乳化剂,其添加量为碳酸钙干基质的0.5%,并升温到60℃。
实施例11:
本实施例与实施例3的不同之处在于:步骤三中,添加复配表面处理剂前需要向改性釜中添加乳化剂,其添加量为碳酸钙干基质的0.8%,并升温到70℃。
实施例12:
本实施例与实施例3的不同之处在于:步骤三中,添加复配表面处理剂前需要向改性釜中添加乳化剂,其添加量为碳酸钙干基质的0.1%,并升温到80℃。
实施例13:
本实施例与实施例3的不同之处在于:步骤三中,还需要向获得的改性纳米碳酸钙浆液中投放EDTA,EDTA的投放量为碳酸钙干基质的0.2%。
实施例14:
本实施例与实施例3的不同之处在于:步骤三中,还需要向获得的改性纳米碳酸钙浆液中投放EDTA,EDTA的投放量为碳酸钙干基质的0.3%。
实施例15:
本实施例与实施例3的不同之处在于:步骤三中,还需要向获得的改性纳米碳酸钙浆液中投放EDTA,EDTA的投放量为碳酸钙干基质的0.5%。
实施例16:
本实施例与实施例3的不同之处在于:
步骤二中,在投放完成第二晶型控制剂后,向碳化反应釜投放EDTA,所述EDTA的投放量为氢氧化钙干基质的0.3%。
步骤三中,添加复配表面处理剂前需要向改性釜中添加乳化剂,其添加量为碳酸钙干基质的0.5%,并升温到60℃。
步骤三中,还需要向获得的改性纳米碳酸钙浆液中投放EDTA,EDTA的投放量为碳酸钙干基质的0.2%。
对比例1:
本对比例与实施例1的不同之处在于:
步骤一中,选用陈化10h的石灰乳进行稀释,稀释完成后获得浓度为5%的石灰乳生浆。
步骤二中,第一次碳酸化完成后,陈化时间为3h;第一碳酸化反应与第二次碳酸化反应中,二氧化碳混合气体中二氧化碳的浓度为10%,二氧化碳混合气体的流速为1m3/h;碳化反应釜内温度为15℃;第一晶型控制剂为硫酸镁,第二晶型控制剂为氨基三亚甲基膦酸;第一晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的0.2%,第二晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的0.5%。
步骤三中,复配表面处理剂为月桂酸酰胺,复配表面处理剂的用量为碳酸钙干基质的0.4%。
对比例2:
本对比例与实施例1的不同之处在于:
步骤一中,选用陈化72h的石灰乳进行稀释,稀释完成后获得浓度为15%的石灰乳生浆。
步骤二中,第一次碳酸化完成后,陈化时间为10h;第一碳酸化反应与第二次碳酸化反应中,二氧化碳混合气体中二氧化碳的浓度为40%,二氧化碳混合气体的流速为8m3/h;碳化反应釜内温度为40℃;第一晶型控制剂为硫酸镁,第二晶型控制剂为氨基三亚甲基膦酸;第一晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的4%,第二晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的3%。
步骤三中,复配表面处理剂为月桂酸酰胺,复配表面处理剂的用量为碳酸钙干基质的3%。
对比例3:
随机在市面上购买A、B、C三种来源不同公司的且均用于汽车底漆生产用的纳米碳酸钙。
将实施例1~实施例4、对比例1~对比例3获得的纳米碳酸钙分别按照以下配方生产汽车底漆:
聚氨基甲酸酯55份、醇酸树脂13份、双苯甲酰基苯基氧化膦1.5份、二甲苯9份、二甲基硅油2.5份、三乙醇胺5份、苯乙烯14份、聚丙烯酸钠0.4份、焦磷酸亚锡0.2份、防锈剂0.25份、醋酸丁酯1.5份、聚乙烯醇1.5份、硅酸铝7份、磷酸三甲苯酯4份、锌粉9份、钼酸锌9份、纳米碳酸钙4份、偏硼酸钡9份、硅溶胶4份、环烷酸锌4份、聚硅氧烷消泡剂 0.2份。
按照上述配方配置并混合完成后静置20h,获得汽车底漆成品,将汽车底漆成品通过喷涂设备喷涂在钢板上,测量汽车底漆的触变环面积、流挂性、屈服值、宾汉粘度,测量结果如下:
通过上表可以看出,本方案所获得的纳米碳酸钙使得汽车底漆拥有更高的触变性能、屈服值,这使得利用本方案所得产品制造的汽车底漆在储存状态下具有较高的粘度。而宾汉粘度和流挂性较低则有利于喷漆设备可以更加均匀的喷漆,并且漆面的粘附性好,不容易流漆。
与实施例1~实施例4不同,实施例5~6中的第一晶型控制剂、第二晶型控制剂以及表面处理剂均采用了多种原料混合型,依旧按照上述汽车底漆配方生产汽车底漆并测量汽车底漆的性能,结果如下:
通过实施例5~实施例6与实施例1~实施例4对比可以发现,混合型的第一晶型控制剂、第二晶型控制剂以及复配表面处理剂均可以进一步提升汽车底漆的性能。
在对生产完成后的纳米碳酸钙检测后发现,其含有少量未反应完成的复配表面处理剂的成分,经进一步的化验发现,这些成分均来自第一表面处理剂。多次试验分析后,研究人员发现,这是由于第一表面处理剂未充分参与反应所导致的,为此本方案引入了乳化剂。如实施例10~实施例12所展示,乳化剂辅助第一表面处理剂参与反应,这使得最后产物中杂质大大降低。
经过对实施例1~实施例6产出的纳米碳酸钙白度测试发现,其白度值均较低,其检测结果如下:
这容易使得汽车底漆喷涂完成后出现色差,为此本方案引入了EDTA螯合剂,如实施例7~实施例9和实施例13~实施例16所示,白度值检测结果如下:
通过对比后我们发现,螯合剂EDTA可以络合金属离子,使得纳米碳酸钙中的杂质减少,进而使得白度值上升,而实施例16的步骤二和步骤三中均使用了EDTA,这使得纳米碳酸钙中的杂质被减少到最低,从而使得整体白度值大大提高。
综上所述,本方案所生产的纳米碳酸钙具有以下优点:一是拥有更高的触变性能、屈服值,这使得利用本方案所得产品制造的汽车底漆在储存状态下具有较高的粘度。二是宾汉粘度和流挂性较低,这有利于喷漆设备可以更加均匀的喷漆,并且漆面的粘附性好,不容易流漆。三是白度值更高,这使得汽车底漆颜色更加纯正。
Claims (5)
1.一种汽车涂料用纳米级碳酸钙的制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,将精制并且陈化24-48h的石灰乳进行稀释,获得浓度为6%~10%的石灰乳生浆;
步骤二,将石灰乳生浆送至碳化反应釜,同时向碳化反应釜中添加第一晶型控制剂,通入二氧化碳混合气体进行第一次碳酸化反应;第一次碳酸化反应在pH≤7.5后停止通气,陈化4~6h后向碳化反应釜投放第二晶型控制剂,并继续通入二氧化碳混合气体进行第二次碳酸化反应,第二次碳酸化反应在pH≤7后停止通气,获得碳酸钙悬浮液;
步骤三,将碳酸钙悬浮液送至改性釜,向改性釜添加复配表面处理剂进行碳酸钙改性,搅拌并混合,获得改性纳米碳酸钙浆液;
步骤四,将改性纳米碳酸钙浆液经压滤、干燥、破碎后获得成品纳米碳酸钙;
步骤二中,第一次碳酸化反应与第二次碳酸化反应中,二氧化碳混合气体中二氧化碳的浓度为25%~30%,二氧化碳混合气体的流速为2~6m3/h;
步骤二中,碳化反应釜内温度为20~38℃;
步骤二中,所述第一晶型控制剂由硫酸铝、氯化铝、硫酸镁、硫酸钡中的一种或多种组成;
步骤二中,所述第二晶型控制剂由羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、三乙烯二胺、三乙烯四胺、氮川乙酸钠、氮川三乙酸中的一种或多种组成;
步骤三中,复配表面处理剂包括70%~80%第一表面处理剂和20%~30%第二表面处理剂组成,所述第一表面处理剂由乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸酰胺、月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、油酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或多种组成,所述第二表面处理剂由铝锆酸酯偶联剂、铝钛偶联剂、钴酸酯偶联剂、锌酸酯偶联剂中的一种或多种组成;
步骤二中,在投放完成第二晶型控制剂后,向碳化反应釜投放EDTA,所述EDTA的投放量为氢氧化钙干基质的0.3%~0.8%;和步骤三中,还需要向获得的改性纳米碳酸钙浆液中投放EDTA,EDTA的投放量为碳酸钙干基质的0.2%~0.5%。
2.根据权利要求1所述汽车涂料用纳米级碳酸钙的制备工艺,其特征在于,步骤二中,所述第一晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的0.5%~3%。
3.根据权利要求1所述汽车涂料用纳米级碳酸钙的制备工艺,其特征在于,所述步骤二中,所述第二晶型控制剂的添加量为氢氧化钙干基质的0.8%~2%。
4.根据权利要求1所述汽车涂料用纳米级碳酸钙的制备工艺,其特征在于,步骤三中,复配表面处理剂的用量为碳酸钙干基质的0.5%~2%。
5.根据权利要求1所述汽车涂料用纳米级碳酸钙的制备工艺,其特征在于,步骤三中,添加复配表面处理剂前需要向改性釜中添加乳化剂,并升温到60~80℃。
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