CN1208399C - 一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法 - Google Patents
一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1208399C CN1208399C CN 01104494 CN01104494A CN1208399C CN 1208399 C CN1208399 C CN 1208399C CN 01104494 CN01104494 CN 01104494 CN 01104494 A CN01104494 A CN 01104494A CN 1208399 C CN1208399 C CN 1208399C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- nano
- water
- ground limestone
- heavy mass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 78
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000053 physical method Methods 0.000 claims abstract description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 14
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 14
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 10
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 5
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 claims description 5
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 239000003352 sequestering agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 claims description 2
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 claims 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 claims 1
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 235000012204 lemonade/lime carbonate Nutrition 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
本发明是一种制备纳米碳酸钙—重质碳酸钙复合纳米材料的新方法。该方法结合物理法和化学法制备颗粒这两种方法的优点,对物理法制得的重质碳酸钙表面用化学法沉积纳米碳酸钙颗粒,从而制得复合纳米碳酸钙—重质碳酸钙颗粒。这种复合颗粒既保存了重质碳酸钙颗粒的形态可以保持填料的添加量较大以减低成本,同时其表面又被纳米的轻质碳酸钙所改性,具有较低强度从而降低磨损。而且重质碳酸钙的表面被纳米轻质碳酸钙包覆后作为填料在应用中具有高的白度及良好的分散性。因此这种复合颗粒是一种在造纸、塑料、橡胶、涂料等领域具有巨大应用前景的新型材料。
Description
技术领域
本发明是一种制备纳米碳酸钙一重质碳酸钙复合纳米材料的新方法。
背景技术
颗粒的制备方法主要有物理和化学两种。物理即机械方法制备的颗粒成本低,颗粒的平均粒径较大:化学法制备的颗粒成本高,粒径较小。物理法制备的重质碳酸钙允许有更高的加填量,由此可以提高经济效益;颗粒的形态有利于纤维的结合,有利于纸页的强度:纸机的运行性较好,因为阻留的水分较少,滤水性较好;对施胶的影响较小。但是,白度和不透明度低于同等加填量的轻质碳酸钙;泥浆状的重质碳酸钙运到用户途中要加分散剂,以防止颗粒沉降,因此增加了成本;天然重质碳酸钙的硬度较大,粒子的形态使得磨耗数较大,对网部、纸机部件有较大的磨损。化学法制备的轻质碳酸钙能使纸页产生高的不透明度、白度和松厚度;在抄造过程中磨耗数低,减轻对设备的磨损;表面电荷的电势高,这样有利于颗粒在纸页中的分布。可是,轻质碳酸钙颗粒的比表面积大,降低了施胶效率;颗粒间有小的间隙影响了纤维之间的结合,由此降低了纸页的强度;轻质碳酸钙比重质碳酸钙阻留了更多的水分,这意味着纸机的车速要降低:当轻质碳酸钙加填量超过15%时会产生大量生产性问题。
发明内容
本发明的目的就是综合两种方法生产的颗粒的优缺点,扬长避短,探索一条制备纳米碳酸钙一重质碳酸钙复合颗粒的方法。这种复合颗粒既保存了重质碳酸钙颗粒的形态可以保持填料的添加量较大以减低成本,同时其表面又被纳米的轻质碳酸钙所改性,具有较低强度从而降低磨损。而且重质碳酸钙的表面被纳米轻质碳酸钙包覆后作为填料在应用中具有高的白度和分散性。因此这种复合颗粒是一种具有巨大应用前景的新型材料。
本发明中的纳米碳酸钙一重质碳酸钙复合颗粒的制备是在一定浓度的氢氧化钙溶液中,加入一定量的重质碳酸钙及特定的添加剂,在搅拌力作用下配成悬浮液。然后通入二氧化碳,对氢氧化钙进行碳化。在一定的时间内氢氧化钙和二氧化碳反应生成的纳米碳酸钙在重质碳酸钙表面形核、长大。接着过滤、干燥、分散即可得到纳米碳酸钙一重质碳酸钙复合颗粒。
本发明中的纳米碳酸钙一重质碳酸钙复合颗粒的制备过程中可控制的因素有:①氢氧化钙的浓度:②二氧化碳的质量分数;③添加剂的种类、数量和添加时间。从化学反应速率和碳酸钙成核机理角度考虑,又存在两个可控因素:④搅拌速率;⑤反应温度。另外重质碳酸钙的平均粒径也是一个重要因素。
本发明中的纳米碳酸钙一重质碳酸钙复合颗粒的制备过程中氢氧化钙的浓度可为1~20%。氢氧化钙的浓度越低,碳化得到的纳米碳酸钙颗粒粒径越小。但是,浓度越低,动力消耗越高,所需的设备容器体积增大。重质碳酸钙为微米级,根据不同应用背景粒径参差不一。二氧化碳的质量分数为10~80%,而且随着二氧化碳含量的增加,碳化生成的碳酸钙颗粒粒径增大。搅拌速率为1000-3000rpm,在其它条件不变的前提下,随着转速的提高,碳化生成的碳酸钙粒径变小。添加剂的量为0.01~3%,添加剂加入量增加,所得产品粒径减小,当减小到一定程度时,粒径将随添加剂用量的增加而增大。一般的反应开始时加入添加剂得到的碳酸钙颗粒粒径最小,反应过程中加入添加剂的时间越迟,生成的碳酸钙颗粒粒径越大。添加剂种类可选有机多磷酸盐、螯合剂。反应温度可控制在0~60℃。
本发明中的纳米碳酸钙一重质碳酸钙复合颗粒的制备是在1~20%氢氧化钙溶液中,加入一定量的重质碳酸钙及0.01~3%的有机多磷酸盐添加剂,在搅拌力作用下配成悬浮液,搅拌速度为1500-3000rpm,溶液温度控制在0~30℃。然后通入质量分数为10~50%的二氧化碳,对氢氧化钙进行碳化。在一定的时间内氢氧化钙和二氧化碳反应生成的纳米碳酸钙在重质碳酸钙表面形核、长大。接着过滤、干燥、分散即可得到纳米碳酸钙一重质碳酸钙复合颗粒,纳米碳酸钙的平均粒径为10~50nm,包覆率80%以上。
本发明中的纳米碳酸钙一重质碳酸钙复合颗粒的制备是在1~20%氢氧化钙溶液中,加入一定量的重质碳酸钙及0.01~3%的螯合剂添加剂,在搅拌力作用下配成悬浮液,搅拌速度为1000~3000rpm,溶液温度控制在0~60℃。然后通入质量分数为10~80%的二氧化碳,对氢氧化钙进行碳化。在一定的时间内氢氧化钙和二氧化碳反应生成的纳米碳酸钙在重质碳酸钙表面形核、长大。接着过滤、干燥、分散即可得到纳米碳酸钙一重质碳酸钙复合颗粒,纳米碳酸钙的平均粒径为10~80nm,包覆率80%以上。
本发明的方法同样可以应用于其它颗粒的表面包覆纳米碳酸钙颗粒。例如微米硅灰石、滑石等矿物粉。
具体实施方式
实例一:
采用2000g机械粉碎重质碳酸钙颗粒,平均粒径5μm。加入5000ml,8%氢氧化钙溶液中,搅拌速度为2500rpm,再加入5g有机多磷酸盐添加剂,溶液温度控制在10℃。然后通入二氧化碳,其质量分数为30%,当pH值达8时停止通气。再过滤、干燥、分散得纳米碳酸钙-重质碳酸钙复合颗粒,纳米碳酸钙平均粒径为40nm。
实例二:
采用2000g机械粉碎重质碳酸钙颗粒,平均粒径10μm。加入5000ml,15%氢氧化钙溶液中,搅拌速度为2400rpm,再加入10g有机多磷酸盐添加剂,溶液温度控制在25℃。然后通入二氧化碳,其质量分数为50%,当pH值达8时停止通气。再过滤、干燥、分散得纳米碳酸钙-重质碳酸钙复合颗粒,纳米碳酸钙平均粒径为50nm。
Claims (6)
1.一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法,其特征在于:该方法结合物理法和化学法两种制粉方法的优点,制得了优良特性的复合颗粒,所述方法包括如下步骤:
①采用机械物理方法制得重质碳酸钙,粒径在微米级或以上级;
②配制浓度为1~20%的氢氧化钙溶液,将重质碳酸钙和添加剂加入其中,在机械搅拌力作用下制得悬浮液;
③往悬浮液中通入质量分数为10~80%的二氧化碳,对氢氧化钙进行碳化;
④对溶液过滤、干燥、分散即得纳米碳酸钙-重质碳酸钙复合颗粒。
2.按照权利要求1所述方法,其特征在于:所述重质碳酸钙平均粒径在微米以上级。
3.按照权利要求1所述方法,其特征在于:搅拌速度在1000~3000rpm范围内。
4.按照权利要求1所述方法,其特征在于:添加剂为有机多磷酸盐或螯合剂,添加量为0.01~3%范围内,添加时间在碳化反应开始时。
5.按照权利要求1所述方法,其特征在于:反应温度控制在0~60℃。
6.按照权利要求1所述方法,其特征在于:同样可以制备其他微米颗粒表面包覆纳米碳酸钙颗粒的复合材料,纳米碳酸钙-硅灰石复合颗粒、纳米碳酸钙-滑石复合颗粒。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 01104494 CN1208399C (zh) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | 一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 01104494 CN1208399C (zh) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | 一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1371947A CN1371947A (zh) | 2002-10-02 |
CN1208399C true CN1208399C (zh) | 2005-06-29 |
Family
ID=4653950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 01104494 Expired - Fee Related CN1208399C (zh) | 2001-02-27 | 2001-02-27 | 一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1208399C (zh) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100374515C (zh) * | 2002-11-14 | 2008-03-12 | 中国乐凯胶片集团公司 | 一种紫外光固化粉末涂料 |
CN101456969B (zh) * | 2008-12-29 | 2011-11-09 | 南京协和化学有限公司 | 一种功能性碳酸钙及其制备方法 |
CN101560335B (zh) * | 2009-05-25 | 2012-11-07 | 长兴清华粉体及新材料工程中心有限公司 | 一种制备纳米包覆复合碳酸钙的方法 |
CN102504617A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-06-20 | 广东轻工职业技术学院 | 一种高岭土复合材料及其制备方法 |
CN102659159A (zh) * | 2012-02-22 | 2012-09-12 | 常州碳酸钙有限公司 | 微米颗粒体复合纳米碳酸钙的制备方法 |
CN103756241B (zh) * | 2013-12-31 | 2016-06-29 | 东莞市松燊塑料科技有限公司 | 一种环保abs/pet合金及其制备方法 |
CN104432470B (zh) * | 2014-12-02 | 2017-03-08 | 云南中烟工业有限责任公司 | 一种造纸法再造烟叶填料的制备方法及其应用 |
CN104705775A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-06-17 | 云南中烟工业有限责任公司 | 一种碳酸钙包覆的造纸法再造烟叶浆料的制备及其应用 |
CN105646940A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-06-08 | 江南大学 | 一种钛酸钾晶须表面包覆纳米碳酸钙的方法 |
CN106349755A (zh) * | 2016-08-19 | 2017-01-25 | 云南宏创新材料科技有限公司 | 高补强性能的纳米碳酸钙/一维矿物复合材料的制备方法 |
CN109251557B (zh) * | 2018-07-12 | 2021-04-02 | 广西华纳新材料科技有限公司 | 一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法 |
CN110565432A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-13 | 泉州市东紫环保科技有限公司 | 一种用作中性纸填料的改性重钙粉体及其制备方法 |
CN113697836B (zh) * | 2021-08-16 | 2023-07-18 | 浙江清大粉体材料有限公司 | 一种制备纳米包覆复合碳酸钙的方法及其设备 |
CN113698793A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-26 | 浙江清大粉体材料有限公司 | 一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法及其设备 |
CN113800547A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-17 | 滨州职业学院 | 一种消化-碳化装置及碳酸钙纳米包覆工艺 |
CN113861725A (zh) * | 2021-10-19 | 2021-12-31 | 中科乐美科技集团有限公司 | 一种碳酸钙/滑石粉复合材料的制备方法 |
CN114350180A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-04-15 | 广西大学 | 一种机械活化纳米修饰的重质碳酸钙及其制备方法 |
CN115521520A (zh) * | 2022-10-21 | 2022-12-27 | 安徽电缆股份有限公司 | 一种防白蚁电缆外护套料及其制备方法 |
-
2001
- 2001-02-27 CN CN 01104494 patent/CN1208399C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1371947A (zh) | 2002-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1208399C (zh) | 一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法 | |
CN106517285B (zh) | 一种棒状纳米碳酸钙的制备方法 | |
CN101560335B (zh) | 一种制备纳米包覆复合碳酸钙的方法 | |
CN101230210B (zh) | 有机改性硅酸盐矿物粘土的制备方法 | |
CN1263808C (zh) | 一种微米颗粒表面纳米化改性方法 | |
CN101475199A (zh) | 一种碳酸钙纳米串珠的工业制备方法 | |
CN1724378A (zh) | 一种亚微米级超细碳酸钙分散颗粒的制备方法 | |
CN103316639B (zh) | 一种有机改性海泡石吸附剂的制备方法 | |
CN101318684A (zh) | 利用低品位石灰石湿法活化制备超细活性纳米碳酸钙的方法 | |
CN100457632C (zh) | 一种纳米活性碳酸钙的制备方法 | |
CN108083314A (zh) | 一种米粒状轻质碳酸钙的制备方法 | |
CN1800025A (zh) | 一种纳米氢氧化钙的制备方法 | |
CN109956490B (zh) | 一种以超细研磨重钙做晶种制备花球状轻质碳酸钙的方法 | |
CN111333096A (zh) | 一种超微细碳酸钙粉体的生产工艺 | |
CN1363515A (zh) | 天然硅酸镁铝凝胶的制备方法 | |
CN1429772A (zh) | 制备具有具体形态的碳酸钙的方法 | |
CN110358328A (zh) | 纳米级活性碳酸钙及其加工方法 | |
CN108190935B (zh) | 一种条片状碳酸钙超细颗粒的制备方法 | |
CN104610575B (zh) | 一种锌铝-层状双氢氧化物包覆碳纳米管复合粉体及其制备方法 | |
CN109850931A (zh) | 一种低表面能单分散纳米碳酸钙的制备方法 | |
CN1056591C (zh) | 一种轻质碳酸钙的制备方法 | |
CN101935865A (zh) | 高长径比碳酸钙晶须的制备方法 | |
CN111440461A (zh) | 一种塑料、涂料专用碳酸钙的制备方法 | |
CN106565990A (zh) | 一种二氧化钛、聚乙烯双重包覆碳酸钙无机填料及其制备方法 | |
CN102381724A (zh) | 形貌可控的单分散硫酸钡晶体颗粒的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C57 | Notification of unclear or unknown address | ||
DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Gai Guosheng Document name: Notice of first review |
|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |