胶态碳酸钙的制备方法技术

一种粒径范围大于０．０４～小于０．０８μｍ的胶态碳酸钙的制备方法，其附聚亲和力很小并且具有适用于特定用途的特性。在向石灰水悬浮液中加入添加剂如糖以便提高钙离子浓度之后，通过加入含ＣＯ↓［２］气体制备粒径为０．０４μｍ的胶态碳酸钙。随后通过向上述水悬浮液中加入具有一价或二价阳离子的氢氧化物并且以１００－５，０００雷诺数的速率进行搅拌，与此同时将其加热至４０－９５℃，得到在颗粒的熟化全过程中粒径增加了０．００５μｍ即达到０．０４５、０．０５０－０．０７５μｍ的所需胶态碳酸钙。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
胶态碳酸钙的制备方法本专利技术涉及胶态碳酸钙立方晶体的制备方法，更具体地涉及颗粒尺寸范围为大于0.04μm至小于0.08μm的胶态碳酸钙的制备方法。在说明书与权利要求书中，“尺寸(粒径)”一词代表碳酸钙立方晶体一边的长度。诸如橡胶、塑料、涂料、油墨和密封胶之类的工业领域需要作为官能填料使用的小于0.1μm的CaCO3粉末。其中主要采用0.04～0.08μm的胶态碳酸钙粉末，不过，需要根据不同工业的需求采用颗粒尺寸(粒径)范围为大于0.04～小于0.08μm即0.045μm、0.050μm～0.075μm的更细分颗粒。胶态碳酸钙粉末粒径与0.1μm相比越小，则诸如强度、流动性之类的性质得到的改进就越明显，反过来，附聚性能就越强。因此，当碳酸钙粉末与基质或载体混合时，通过剪切力被均匀分散的粉末的最小粒径便成为特定工业的最适宜粒径。基于上述事实，需要粒径范围为大于0.04μm～小于0.08μm的更细分颗粒。按照传统方法，通常通过将CO2浓度为20-40％(体积)的10-20℃含CO2气体以40-100升/分钟的速率导入Ca(OH)2浓度为3-10％(重)并且温度保持在10-20℃的Ca(OH)2水悬浮液中以便形成粒径为0.04μm的立方碳酸钙来制备胶态碳酸钙。将上述得到的粒径为0.04μm的立方碳酸钙加热至40-80℃，随后在无搅拌条件下熟化4～5天以便得到粒径为0.08μm的立方碳酸钙。此时，溶液的pH值由6.8±0.2升至约11.5，不过，如果有任何搅拌存在，即使是很小程度上的搅拌，也无法进行熟化过程。当pH值稳定在约11.5之时，在分离出其中上清液并且将所形成的悬浮液浓缩至10～20％之后，通过向其中导入含CO2气体将其中和。通过向含有上述获得的粒径为0.08μm的胶态碳酸钙的溶液中加入-->由脂肪酸或树脂酸组成的碱金属溶液完成表面处理过程，经过压滤脱水、干燥和粉碎之后，得到胶态碳酸钙粉末。然而，要经过长时间方能催熟水悬浮液，例如，对于粒径为0.08μm的胶态碳酸钙来说历时5天。在第1～第4天期间，颗粒处在粒径为0.04～0.08μm范围的非均匀混合物中，这种胶态碳酸钙无法被用于其目的用途。U.S.Pat.No.4124688(Shibaza ki等)描述了通过下列方式制备粒径均一的碳酸钙立方晶体：使CO2与含有Ca(OH)2和粒径小于0.1μm的立方CaCO3晶体的原料水悬浮液接触，随后将Ca(OH)2加到来自第一步骤的悬浮液中，最后使所形成的混合物与CO2接触。U.S.Pat.No.4133894(Shibaza ki等)描述了通过使Ca(OH)2悬浮液与含CO2气体分三步接触来制备粒径均匀的沉淀碳酸钙。可以视具体情况而定通过适宜地调整反应条件选择沉淀碳酸钙的粒径。U.S.Pat.No.5075093(H.Tanada等人)描述了一种石灰乳的二步碳酸饱和法，其中部分地充了碳酸气的石灰乳与含有碱金属碳酸盐或碳酸铵以及碱金属氢氧化物或氢氧化铵的碳酸化水溶液混合以便完成Ca(OH)2的碳酸饱和过程。得到厚度范围为0.1-0.3μm的具有小片状构造、小片的平面直径为0.5-2μm的颗粒。U.S.Pat.No.5,332,564(Chapnerkar等人)描述了制备菱形或桶形沉淀碳酸钙的方法。生石灰在含以待制备的CaCO3重量为基准计约0.1～2％(重)糖的水溶液中被熟化。优选在约50-70°F下将CO2加入熟化的石灰淤浆中直至pH值由约11-12降至约7-8为止。上述专利均未提及根据目的用途制备具有特定粒径的胶态碳酸钙的方法。因此，本专利技术的目的是提供一种制备粒径范围为大于0.04μm至小于0.08μm的胶态碳酸钙的均匀颗粒的方法。本专利技术的另一目的是提供一个迅速熟化含有粒径为0.04μm的-->胶态碳酸钙的水悬浮液从而得到粒径增大0.005μm达到0.045、0.050、0.055、0.060、0.065、0.070和0.075μm的胶态碳酸钙(通过电子显微分析测得)的方法。本专利技术的另一目的是提供一种粒径均一并且具有低附聚性的胶态碳酸钙粉末的生产方法。本专利技术的特征如下所述，它们明显地区别于先有技术方法。首要特征是将相对于每100份被包含在水悬浮液中的Ca(OH)2的0.2-3.0重量份(以下简称其为份)作为螯合剂的糖或EDTA(乙二胺四乙酸)于导入含CO2气体之前加至水悬浮液之中，此时钙离子浓度增大，其结果是得到0.04μm胶态碳酸钙。若添加量低于0.2份，就不会产生使熟化步骤加速进行的效果，如果高于3.0份，经过熟化的颗粒就不会均匀一致。第二特征在于将相对于每100份Ca(OH)2的0.1～0.8份具有单价或二价阳离子的氢氧化物加至熟化阶段的水悬浮液中。具有单价阳离子的氢氧化物有如NaOH、KOH等，具有二价阳离子的有如Ca(OH)2、Mg(OH)2、Zn(OH)2等。若氢氧化物的添加量低于0.1份，则添加过程不会产生效果，若高于0.8份，则所产生的颗粒的粒径分布不会均匀一致。一般地，所需粒径与BET比表面积成反比，水悬浮液的pH增大至约11.5。不过，其绝对值依据氢氧化物种类和数量而变化。因此，上述元素通过实际生产条件下反应时间与粒径之间的关系式来确定。第三特征在于熟化含有在被加热至高达40-95℃的温度和在100-5,000雷诺数(Re)的速率下被搅拌的条件下粒径为0.04μm的胶态碳酸钙的水悬浮液以便使颗粒均匀地生长。可以借助下式(1)获得雷诺数。若搅拌速率低于100雷诺数，熟化速率可以非常低，若高于5,000，则所得到的颗粒不会是均匀一致的。Re=ρnD2μ----(1)]]>式中Re：雷诺数，ρ＝溶液密度，n＝叶片转速(r.p.S.)，D：叶片直径(cm)，μ＝溶液粘度(泊)。-->第四个特征在于将含有粒径范围为0.04～0.08μm的胶态碳酸钙的水悬浮液浓缩至14±1％(重)胶态碳酸钙，随后用诸如脂肪酸，树脂酸之类的表面处理剂处理其表面。通过脱水、干燥和粉碎所得到的产物，得到粒径均匀并且具备低附聚性的胶态碳酸钙粉末。按照上述方法，可以获得粒径符合其目的用途的新型胶态碳酸钙。按照本专利技术方法，在为了提高钙离子浓度而将物料加至石灰水悬浮液中之后，通过将含CO2气体导入其中来获得粒径为0.04μm的胶态碳酸钙。随后，通过在被加热至40-95℃的条件下将具有一价或二价阳离子的氢氧化物加入所形成的悬浮液中并且以100～5000雷诺数的速率进行搅拌来熟化粒径为0.04μm的胶态碳酸钙，水悬浮液的pH值上升，形成每一边的长度增大0.005μm，即0.045、0.050～0.075μm的立方晶体胶态碳酸钙，对应于水悬浮液的pH值增大。上述“熟化”代表下列现象，当在第一反应之后紧接着被中和的水悬浮中有CO2气体被释放出的情况下水悬浮液呈弱碱性之时，粒径为0.04μm的胶态碳酸钙发生水解反应，更细小的胶态碳酸钙被洗提进入水悬浮液，随后在其它较大颗粒的晶格缺陷上发生重结晶，其结果是其表面活性得到降低与稳定，从而降低了其附聚性，与此同时其颗粒长大。按照本专利技术方法粒径范围为大于0.04μm～小于0.08μm的胶态碳酸钙通过使粒径为0.04μm的胶态碳酸钙颗粒生长来制备。上面得到的碳酸钙粉末由本文档来自技高网...

【技术保护点】
粒经范围为大于０．０４～小于０．０８μｍ即０．０４５、０．０５０、０．０５５、０．０６０、０．０６５、０．０７０和０．０７５μｍ的视具体情况而定呈胶态碳酸钙立方晶体的制备方法，其中包括（ａ）在加入含ＣＯ↓［２］气体之前向石灰水悬浮液中加 入糖或螯合剂，（ｂ）在导入含ＣＯ↓［２］气体之后将阳离子－氢氧化物加入水悬浮液中，此时石灰水悬浮液被熟化，（ｃ）加热与搅拌步骤（ｂ）中获得的水悬浮液以便获得所述胶态碳酸钙，其中导入含ＣＯ↓［２］气体的过程通过以４０－２００升／分钟／ ｋｇ Ｃａ（ＯＨ）↓［２］的速度将含２０－４０％（体积）ＣＯ↓［２］的气体导入１４－１８℃含３－８％（重）Ｃａ（ＯＨ）↓［２］的石灰水悬浮液来完成。

【技术特征摘要】
KR 1996-2-2 2536/961.粒经范围为大于0.04～小于0.08μm即0.045、0.050、0.055、0.060、0.065、0.070和0.075μm的视具体情况而定呈胶态碳酸钙立方晶体的制备方法，其中包括(a)在加入含CO2气体之前向石灰水悬浮液中加入糖或螯合剂，(b)在导入含CO2气体之后将阳离子-氢氧化物加入水悬浮液中，此时石灰水悬浮液被熟化，(c)加热与搅拌步骤(b)中获得的水悬浮液以便获得所述胶态碳酸钙，其中导入含CO2气体的过程通过以40-200升/分钟/kg Ca(OH)2的速度将含20-40％(体积)CO2的气体导入14-18℃含3-8％(重)Ca(OH)2的石灰水悬浮液来完成。2.按照权利要求1的...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞圭在，
申请(专利权)人：俞圭在，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]