一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙及其制备方法，涉及纳米纳米碳酸钙技术领域，包括以下步骤：(1)往氢氧化钙浆液中加氯化铵、溴化铵和碘化铵中的一种或多种，过滤，获得精滤液；(2)往精滤液中加入晶体成核剂和晶型控制剂，通入纯二氧化碳气体进行碳化反应，获纳米碳酸钙浆液；(3)将水加热，往水中加入表面活性剂，继续加羊油形成均匀的乳液；然后往乳液中加入二氧化钛，搅拌，形成表面包覆剂；(4)将表面包覆剂加入纳米碳酸钙浆液中，分散。本发明专利技术的有益效果将二氧化钛包覆在纳米碳酸钙表面，既提高了纳米碳酸钙分散性，又使纳米碳酸钙具备二氧化钛的折射率高、白度值高等优点，能够代替二氧化钛在颜料领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙及其制备方法
本专利技术涉及纳米碳酸钙
，具体涉及一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙及其制备方法。
技术介绍
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粉末材料，其粒度介于0.01～0.1μm之间。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变化，产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应。目前纳米碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、造纸、化学建材、油墨、涂料、密封胶与胶粘剂等行业，特别是多孔的纳米碳酸钙作为无机材料，以其比表面积大、无毒、生物相容性好等优点而被广泛应用，但是多孔的纳米碳酸钙的结构、性能与应用受其制备方法和工艺影响严重，不同方法制备得到的纳米碳酸钙呈现出千差万别的结构和晶型，这给纳米碳酸钙生产过程的精确控制、节能环保、原料利用等方面增加了很大的难度。纳米碳酸钙的生产工艺主要运用碳化法，主要有间歇碳化法、连续喷雾碳化法、超重力碳化法等生产方法，即往氢氧化钙悬浮液通入二氧化碳气体，加入适当的晶形控制剂进行碳化生产碳酸钙；但是氢氧化钙在水中的溶解度低，导致钙离子与二氧化碳并不能充分反应，而且反应速度慢，导致反应形成的纳米碳酸钙粒子不均匀，粒径不好控制，并且粒径分布宽，产品团聚明显。另外，氢氧化钙有个特殊的溶解度现象，温度越高，其溶解度越低，所以传统工艺需要在低温下与二氧化碳反应，导致反应条件较严苛。二氧化钛(TiO2)是一种白色无机颜料，以锐钛型结构、金红石型结构和板钛矿型结构三种结晶形态存在于自然界中。具有无毒、最佳的不透明性、白度和光亮度、稳定的物理和化学性质，是目前性能最好的一种白色颜料。广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷、油墨、化纤和橡胶等工业。由于市场需求量大、价格昂贵、优质钛源日趋短缺，因此生产二氧化钛的替代品是解决问题的首要办法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙及其制备方法。本专利技术的技术解决方案如下：一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：(1)往氢氧化钙浆液中加入氯化铵、溴化铵和碘化铵中的一种或多种进行反应，将反应后的混合液进行过滤，获得含有钙离子的精滤液；(2)往精滤液中加入晶体成核剂和晶型控制剂，通入纯二氧化碳气体进行碳化反应，获得纳米碳酸钙浆液；(3)将水进行加热，往水中加入表面活性剂，继续加入羊油形成均匀的乳液；然后往乳液中加入二氧化钛，继续搅拌，形成表面包覆剂；(4)将步骤(3)的表面包覆剂加入步骤(2)的纳米碳酸钙浆液中，分散，制得超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙。本专利技术的一种具体实施方式中，步骤(1)中，往氢氧化钙浆液中单独加入溴化铵进行反应，氢氧化钙浆液与溴化铵的质量比为70～78:192～200，更优选地为74:196。本专利技术的一种具体实施方式中，步骤(1)中，往氢氧化钙浆液中单独加入碘化铵进行反应，氢氧化钙浆液与碘化铵的质量比为70～78:280～300，更优选地为74:290。本专利技术的一种具体实施方式中，步骤(1)中，将反应后的混合液进行过滤，取滤液，将滤液经砂滤和活性炭过滤，获得含有钙离子的精滤液。本专利技术的一种具体实施方式中，步骤(2)中，晶体成核剂为碳酸铵，晶体成核剂的加入量为生成的干基纳米碳酸钙质量的0.1～0.5％。本专利技术的一种具体实施方式中，晶型控制剂为蜂蜜，晶型控制剂的加入量为生成的干基纳米碳酸钙质量的0.1～0.5％。本专利技术的一种具体实施方式中，步骤(3)具体包括：将水先进行加热至75～85℃，然后往水中加入表面活性剂，继续加入羊油形成均匀的乳液；然后往乳液中加入二氧化钛，继续搅拌，形成表面包覆剂；本专利技术的一种具体实施方式中，水与表面活性剂、羊油、二氧化钛的质量比为9～11:1:1:1，更优选地为10:1:1:1。本专利技术的一种具体实施方式中，表面活性剂为十二烷基硫酸钠。本专利技术的一种具体实施方式中，步骤(3)中，二氧化钛为金红石型二氧化钛。本专利技术的一种具体实施方式中，步骤(4)中，表面包覆剂的加入量为干基纳米碳酸钙浆液质量的1～5％。一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙，采用上述的制备方法得到。本专利技术至少具有以下有益效果之一：1、本专利技术通过往氢氧化钙浆液中加入氯化铵、溴化铵和碘化铵中的一种或多种以生成氯化钙或/和溴化钙或/和碘化钙以及氨水，提高了钙离子在水中的溶解度，从而便于钙离子与二氧化碳气体进行碳化反应，反应速度快，便于控制碳酸钙晶体的成核及生长速率，同时加入碳酸铵作为成核剂，油酸作为晶型控制剂，形成均匀颗粒的纳米碳酸钙。2、本专利技术通过在纳米碳酸钙表面包覆由表面活性剂、羊油和二氧化钛形成的包覆剂，使得二氧化钛稳定的包覆在纳米碳酸钙表面，形成核壳结构，既提高了纳米碳酸钙的分散性，又使得纳米碳酸钙在很大程度地表现出其包覆层的TiO2的性质，从而具备二氧化钛的折射率高、白度值高等优点，纳米碳酸钙的价格低于TiO2本身的价格，因此本专利技术制得的纳米碳酸钙能够替代TiO2在造纸填料、涂料、颜料等领域的应用。具体实施方式一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：(1)将石灰石进行煅烧，保持一定程度的生烧，生成氧化钙；往氧化钙中加入热水进行消化，消化后的石灰乳分别过80目、120目、200目、300目以及400目的筛网，从而生成氢氧化钙浆液；往氢氧化钙浆液中加入氯化铵、溴化铵和碘化铵中的一种或多种进行反应，将反应后的混合液进行过滤得到滤液，将滤液进行砂滤和活性炭过滤，获得含有钙离子的精滤液；(2)往精滤液中加入晶体成核剂和晶型控制剂，晶体成核剂为碳酸铵，晶体成核剂的加入量为生成的干基纳米碳酸钙质量的0.1～0.5％，晶型控制剂为蜂蜜，晶型控制剂的加入量为生成的干基纳米碳酸钙质量的0.1～0.5％，通入纯二氧化碳气体进行碳化反应，获得纳米碳酸钙浆液；(3)将水进行加热至75～85℃，往水中加入表面活性剂，搅拌均匀，表面活性剂优选为十二烷基硫酸钠；继续加入羊油，搅拌形成均匀的乳液，然后往乳液中加入二氧化钛，继续搅拌，形成表面包覆剂；水与表面活性剂、羊油、二氧化钛的质量比为9～11:1:1:1。(4)将步骤(3)的表面包覆剂加入步骤(2)的纳米碳酸钙浆液中，表面包覆剂的加入量为干基纳米碳酸钙质量的2～4％，通过高速分散机分散40～60min；(5)将表面包覆后的纳米碳酸钙浆液进行压滤脱水，干燥，粉碎分级得到成品。下面用具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术不仅局限于以下具体实施例。实施例1一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：(1)将石灰石进行煅烧，保持一定程度的生烧，生成氧化钙；往氧化钙中加入热水进行消化，消化后的石灰乳分别过80目、120目、200目、300目以及400本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)往氢氧化钙浆液中加入氯化铵、溴化铵和碘化铵中的一种或多种，进行反应，将反应后的混合液进行过滤，获得含有钙离子的精滤液；/n(2)往精滤液中加入晶体成核剂和晶型控制剂，通入纯二氧化碳气体进行碳化反应，获得纳米碳酸钙浆液；/n(3)将水进行加热，往水中加入表面活性剂，继续加入羊油形成均匀的乳液；然后往乳液中加入二氧化钛，继续搅拌，形成表面包覆剂；/n(4)将步骤(3)的表面包覆剂加入步骤(2)的纳米碳酸钙浆液中，分散，制得超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙。/n

【技术特征摘要】
1.一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)往氢氧化钙浆液中加入氯化铵、溴化铵和碘化铵中的一种或多种，进行反应，将反应后的混合液进行过滤，获得含有钙离子的精滤液；
(2)往精滤液中加入晶体成核剂和晶型控制剂，通入纯二氧化碳气体进行碳化反应，获得纳米碳酸钙浆液；
(3)将水进行加热，往水中加入表面活性剂，继续加入羊油形成均匀的乳液；然后往乳液中加入二氧化钛，继续搅拌，形成表面包覆剂；
(4)将步骤(3)的表面包覆剂加入步骤(2)的纳米碳酸钙浆液中，分散，制得超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙。


2.根据权利要求1所述的一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，往氢氧化钙浆液中加入溴化铵进行反应，氢氧化钙浆液与溴化铵的质量比为70～78:192～200。


3.根据权利要求1所述的一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，往氢氧化钙浆液中加入碘化铵进行反应，氢氧化钙浆液与碘化铵的质量比为70～78:280～300。


4.根据权利要求1所述的一种超高白度颜料级核壳结构型纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将反应后的混合液进行过滤，取滤液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，张智伟，李建永，吴春花，雷霆，胡娟，李军奇，李玉平，韩永生，
申请(专利权)人：江西势通钙业有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36