[发明专利]一种在水溶液中稳定悬浮分散的纳米碳酸钙的制备方法

说明书

本发明公开了一种在水溶液中稳定悬浮分散的纳米碳酸钙的制备方法，是利用碳化法制备纳米碳酸钙，在氢氧化钙悬浮液中通入二氧化碳气体，得到纳米碳酸钙浆料，再过碳化5～10min后得到纳米碳酸钙熟浆，加入亲水处理剂，在室温到120℃，搅拌改性时间1～24h，经过离心或压滤、干燥、粉碎后获得在水溶液中稳定悬浮分散的纳米碳酸钙。本发明通过氢氧化钙生浆碳化后的过碳化，使纳米碳酸钙晶粒表面均匀分布碳酸氢根，再添加亲水性表面修饰剂，对碳酸钙表面进行修饰，降低比表面能，使纳米碳酸钙呈单分散态，并稳定悬浮在水溶液中。

技术领域

本发明涉及纳米碳酸钙粉体制备与加工技术领域，具体涉及一种在水溶液中稳定悬浮分散的纳米碳酸钙的制备方法。

背景技术

纳米碳酸钙是目前应用最广泛的纳米材料之一，其晶粒粒径小于100nm，比表面积大，表面能高，具有纳米材料所特有的小尺寸效应和表面效应，使其表现出普通碳酸钙不具备的物理化学性能，广泛应用于塑料、橡胶、油墨、涂料、造纸和油漆等行业。但正是因为纳米碳酸钙的比表面积大，表面能高，因此在水溶液中易团聚，限制了其在水性涂料中的应用。

申请号为201010226666.0的中国发明专利“高固含量低粘度纳米碳酸钙悬浮浆料的制备方法”，公开了一种高固含量低粘度纳米碳酸钙悬浮浆料的制备方法，使用经表面改性的活性纳米碳酸钙为原料，制备高固含低粘度的阳离子型、阴离子型纳米碳酸钙悬浮浆料，高固含量浆料加水稀释可以制得任意浓度的悬浮稳定浆料，采用特殊的工艺将高固含量悬浮液干燥、粉碎后可以得到在水中可再悬浮的纳米碳酸钙粉体。所得产品制备工艺简单，储存稳定性好，可以按客户需求定制，使用范围广泛。

申请号为201110448717.9的中国发明专利“水性高含量纳米碳酸钙分散体及其制备方法”，公开了一种水性高含量纳米碳酸钙分散体及其制备方法，按照总质量百分比计的各组分组成：40.0～60.0wt.％纳米碳酸钙，5.0～10.0wt.％表面改性剂，2.0～6.0wt.％润湿剂，6.0～15.0wt.％分散剂，5.0～10.0wt.％功能添加剂，0.2～0.5wt.％pH值调节剂和余量去离子水；所述分散剂由三种可聚合单体反应自制而成。该水性高含量纳米碳酸钙分散体在涂料制备过程中可等质量取代纳米碳酸钙粉末，且极易分散，提高涂料耐水性、耐洗刷性、耐沾污性、施工性等多方面的性能。

申请号为201110050850.9的中国发明专利“水性体系中低黏度和高触变性能纳米碳酸钙的制备方法”，公开了一种水性体系中低黏度和高触变性能纳米碳酸钙的制备方法，是将氢氧化钙悬浮液与二氧化碳在反应器中碳化生成纳米碳酸钙；然后对所得的纳米碳酸钙进行液相包覆处理和表面处理混合包覆，得到高度分散、表面活化的纳米碳酸钙粉末。本发明的优点在于采用该方法制备的纳米碳酸钙可显著提高水性体系的高触变低粘度性能，当添加改性纳米碳酸钙到丙烯酸胶粘剂中后，体系的触变值大幅提高了290倍，而黏度仅提高了10倍。此外，采用该方法制备的纳米碳酸钙白度高，平均粒径小，粒径分布窄，与水性体系有很好的相容性和稳定性，可以应用到水性胶粘剂、水性涂料和其他水性聚合物等领域。

申请号为201310270211.2的中国发明专利“一种在水溶液中分散纳米碳酸钙粉体材料的方法”，公开了一种在水溶液中分散纳米碳酸钙粉体材料的方法，通过分散剂和稳定剂复配使用、高速搅拌剪切作用和超声波分散等方法，将纳米碳酸钙粉体材料在水溶液中分散到纳米级别并保持稳定性，分散剂由阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂组成。采用本发明提供的方法能够将纳米碳酸钙粉体在水溶液中能分散到纳米级别，即粒径小于100nm；稳定剂的稳定效果明显，且和分散剂复配使用对于分散效果有促进作用；本发明有效解决了纳米碳酸钙粉体材料在水溶液中的分散问题，为拓展其在油田化学特别是低孔低渗油气储层保护中的应用奠定了良好的基础。

申请号为201410106412.3的中国发明专利“一种制备悬浮分散型纳米碳酸钙的方法”，公开了一种制备悬浮分散型纳米碳酸钙的方法，是在纳米碳酸钙颗粒制备的过程中，通过引入亲水性的聚合物将碳酸钙半包裹或全包裹，从而有效地提高纳米碳酸钙颗粒在水或有机溶剂中的分散性和悬浮性，进一步提高其在工业中的广泛应用性。