一种纳米碳酸钙复合颜料的制备方法技术

一种纳米碳酸钙复合颜料的制备方法，使用超重力制备的纳米碳酸钙，以湿法物理处理包覆颜料，最终复合染料中纳米碳酸钙含量为１０％～３０％。在容器中制备纳米碳酸钙浆料；在高速搅拌的条件下加入颜料，得到纳米碳酸钙包覆的颜料浆料；搅拌结束后，将所得到的复合浆料经过干燥、研磨，得到纳米碳酸钙复合颜料。本发明专利技术具有混合工艺简单、物料滞留小、稳定性高、操作能耗低、污染程度低等优点；制得的纳米碳酸钙复合颜料，分散效果好，得到的粒径分布较均匀，减少颜料用量，能够代替颜料的用量为１０％～３０％降低成本，提高颜料的相关性能，提高了对制品的遮盖力和着色力。对颜料的应用以及纳米碳酸钙应用领域都具有广阔的前景和丰厚的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米碳酸钙应用
，特别涉及用纳米碳酸钙湿法包覆颜料的一种高 效处理的方法，具体地说是一种新型的纳米碳酸钙复合颜料的制备方法。
技术介绍
随着经济的发展，世界各地对颜料的需求愈来愈大。世界总的颜料生产能力也是飞速 发展。众所周知的原因，传统颜料生产常常伴随大量的废液、废气，所以给环境带来严重 的污染。面对着越来越大的环保压力，世界各国正积极开发高性能的颜料，在满足使用要 求的前提下，尽量减少颜料的用量。颜料是一种有色的细颗粒粉状物质， 一般不溶于水、油、溶剂和树脂等介质中，能分 散于各种介质中。它具有遮盖力，着色力，对光相对稳定，常用于配制涂料、油墨以及着 色塑料和橡胶，因此又可称为着色剂。颜料与染料的分别颜料是不溶解于媒介中，染料 是溶解于媒介中(如水、溶剂、油、塑料或高分子等)；颜料是以物理分散方式混和于 媒体中，染料是溶解于媒体中；颜料需要分散，染料需要溶解；颜料存在媒体里是粒子状， 染料是分子状。使用颜料最多的是涂料工业，用来调制各类色漆、磁漆、底漆和防锈漆。其次，颜料 多用于油墨工业、塑料工业、轻工业、建筑材料工业、文教用品等。颜料的表面处理技术是近代颜料生产的新技术。对颜料的颗粒表面进行某种表面处 理，可以显著改变颜料的表面特性，使之更加符合用户的要求。表面处理的作用可概括为 以下三个方面①提高颜料本身的特性，如着色力、遮盖力等；②提高使用性能，增强颜 料在溶剂和树脂中的分散性和稳定性；③提高颜料制成品的耐久性、化学稳定性和加工性 能。 一般情况，经过表面处理的颜料，应用于涂料中可以改善颜料的分散性能，改变在分 散过程中的流变状态，提高颜料的耐候性、耐光性、耐化学反应性等。 ，开发新型颜料，除了提高颜料的化学性能外，很重要的途径就是改进现有的传统工艺。 颜料的表面处理可以通过无机包膜和添加有机表面活性剂来实现其目的，例如铅铬黄颜 料可以用二氧化硅或锑化合物或稀土元素进行表面处理，以提高其耐光、耐热和化学稳定 性；镉红通过A1203 、 Si02包膜表面处理也可以提高其分散性和耐候性；氧化铁颜料可 以用硬脂酸作表面处理剂，提高其在有机介质中的分散性，也可以通过A1203表面处理，增强其表面亲油性能；氧化铁蓝颜料耐碱性差，可以通过脂肪胺表面处理来增强其耐碱性 能；透明氧化铁黄，可以通过添加十二烷基萘磺酸钠表面处理来提高它的分散性和透明度； 钛白粉可以通过A1203 、 Si02 、 Zr02表面处理来提高其耐候性，以及用各种有机表面活 性剂来提高它的湿润性和分散性。一般的颜料表面处理方法有物理方法和化学方法。化学方法就是在颜料的合成过程中 加入适量的添加剂，也可以用合适表面处理剂来处理颜料产品，从而改善颜料的表面性能， 提高颜料在润湿性、分散性、易研磨性、抗絮凝性等方面的性能。这种方法比较适合于有 机颜料。所谓物理方法就是对颜料施加机械能量，使颜料表面的物理状态发生改变，然后 添加其他组分来改善颜料的性能。我们可以看出，化学表面改性方法要在一定的溶剂中进 行。大多数溶剂都具有挥发性，不仅仅给安全操作带来大量不可预知的问题，而且经过化 学改性的颜料还要经过一系列的工序如转相、水洗、干燥等，操作流程长、能耗高。物 理改性方法只需要在一定的机械装置中，对颜料的干粉施加机械作用，即可达到改性的目 的。但是随之而来的是粉尘污染的一个大问题。总的来说颜料表面的物理改性方法是一种 有效、方便、节能的方法。纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体材料。由于纳米碳酸钙粒 子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生很大变化，产生了普通碳酸钙所不具备的量 子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，在磁性、催化剂、光热阻和熔 点等方面与常规材料相比显示出优越的性能，广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、 医药等许多行业。因此，纳米碳酸钙从一出现就表现出产品的广泛适用性和旺盛的市场需 求。在塑料加工过程中添加纳米碳酸钙，不仅可以增加塑料制品的致密性，提高使用强度， 而且还可以提高塑料薄膜的透明度、韧性、防水性、抗老化性等性能。在造纸工业中，随 着造纸工艺过程中的施胶技术由酸性施胶向中性施胶转变，为纳米碳酸钙的应用提供了一 个巨大的潜在市场。碳酸钙用作造纸填料白度高，可大大改善纸张的性能，由于替代了价 格较高的高岭土，使造纸厂获得明显的经济效益。纳米碳酸钙用在高级油墨、涂料中具有 良好的光泽、透明、稳定、快干等特性。另外，在医药、化妆品等行业纳米碳酸钙也得到 广泛应用，从而开辟了更广阔的应用领域。近几十年来，世界表面处理CaC03粉末产品的需求量正在不断增长，国外在CaC03粉末表面改性领域开发了许多处理方法，表面处理CaC03粉末产品品种也在与日俱增。如英国主要从事涂料专用碳酸钙的研制，其汽车底漆专用表面改性碳酸钙粉末则一直占据整 个欧洲市场。美国则着重于碳酸钙在造纸和涂料上的研究。由于表面改性使碳酸钙粉末产 品获得许多优异性能，并产生巨大的经济效益和社会效益，故碳酸钙表面改性具有广阔的发展前景。尤其是随着纳米技术发展，纳米CaC03在聚合物改性中的应用得到了人们的关注。此外，有一些研究者，将纳米碳酸钙和Ti02粉体，直接混合应用在塑料中，结果发现 不但代替了部分钛白，降低了成本，并且提高了钛白的遮盖力投射率等相关性能。这主要 原因是因为纳米粒子的小尺度、和表面的强相互作用的性质，从而使复合层的性质得到充 分改善。.
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有颜料处理方法中存在的分散性不好、污染严重、处理过程复 杂、应用成本高等缺点，提供一种高效的用超重力制备的纳米碳酸钙湿法包覆颜料的处理 方法。本专利技术是这样实现的使用超重力制备的纳米碳酸钙，以湿法物理处理包覆颜料，最 终复合染料中纳米碳酸钙含量为10% 30%;该方法包括以下歩骤 (1)制备纳米碳酸钙浆料在搅拌釜中制备纳米CaC03浆料a 、取以滤饼质量为基准的1% 5%水放入搅拌釜中，然后将采用超重力制备的纳米 CaC03经过压滤得到的未加任何试剂的滤饼加到水中，转速为500r/min~700r/min搅拌 10min 20min;b 、向搅拌釜中，加入以干基纳米碳酸钙质量为基准的2% 3%分散剂，速度为 1000r/min~2500r/min，经过20min 30min得到分散均匀的纳米CaC03浆料；(2) 色浆的预制备取颜料质量的1% 5%的水放入搅拌釜中，然后将颜料加到水中，同时加入2%~3% 的分散剂，转速为1000r/min~2500r/min，搅拌时间为40min 50min;(3) 纳米碳酸钙湿法包覆颜料在搅拌状态下，将制备的纳米CaC03浆料缓缓加入到预制备的色浆中，两者在转速为 1000r/min~2500r/min的情况下搅拌混合均匀；(4)纳米碳酸钙复合颜料 将通过步骤(1)至步骤(3)制备的混合色浆，经过干燥、研磨，得到纳米碳酸钙复 合颜料。所述的新型的纳米碳酸钙复合颜料的制备方法，所述的处理方法，是一种物理方法， 其通过纳米CaC03湿法研磨技术处理颜料，不但克服了千法处理带来的污染等弊端，而且 体现了纳米材料的优点，提高了颜料的遮盖力、着色力和反射率等性能指标。所述的纳米碳酸钙是采用超重力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米碳酸钙复合颜料的制备方法，其特征是：使用超重力制备的纳米碳酸钙，以湿法物理处理包覆颜料，最终复合染料中纳米碳酸钙含量为１０％～３０％；该方法包括以下步骤：（１）制备纳米碳酸钙浆料在搅拌釜中制备纳米ＣａＣＯ↓［３］浆料：ａ、取以滤饼质量为基准的１％～５％水放入搅拌釜中，然后将采用超重力制备的纳米ＣａＣＯ↓［３］经过压滤得到的未加任何试剂的滤饼加到水中，转速为５００ｒ／ｍｉｎ～７００ｒ／ｍｉｎ搅拌１０ｍｉｎ～２０ｍｉｎ；ｂ、向搅拌釜中，加入２％～３％的分散剂，速度为１０００ｒ／ｍｉｎ～２５００ｒ／ｍｉｎ，经过２０ｍｉｎ～３０ｍｉｎ得到分散均匀的纳米ＣａＣＯ↓［３］浆料；（２）色浆的预制备取颜料质量的１％～５％的水放入搅拌釜中，然后将颜料加到水中，同时加入２％～３％的分散剂，转速为１０００ｒ／ｍｉｎ～２５００ｒ／ｍｉｎ，搅拌时间为４０ｍｉｎ～５０ｍｉｎ；（３）纳米碳酸钙湿法包覆颜料在搅拌状态下，将制备的纳米ＣａＣＯ↓［３］浆料缓缓加入到预制备的色浆中，两者在转速为１０００ｒ／ｍｉｎ～２５００ｒ／ｍｉｎ的情况下搅拌混合均匀；（４）纳米碳酸钙复合颜料将通过步骤（１）至步骤（３）制备的混合色浆，经过干燥、研磨，得到纳米碳酸钙复合颜料。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祥芝，徐西庆，李德永，
申请(专利权)人：山东海泽纳米材料有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]