阅读说明：本技术 一种纳米碳酸钙的改性方法 (Modification method of nano calcium carbonate ) 是由 陈志辉 于 2019-09-22 设计创作，主要内容包括：本发明属于纳米碳酸钙技术领域,尤其为一种纳米碳酸钙的改性方法,所述该纳米碳酸钙的改性方法所需要的原料由A混合溶液、B混合溶液和C混合溶液组成,其中A混合溶液由生石灰、纳米碳酸钙、二氧化碳和蒸馏水组成,其中B混合溶液由钛酸丁酯溶液、无水乙醇、分散剂和聚丙烯酸酯组成,其中C混合溶液由A混合溶液和B混合溶液组成,所述该纳米碳酸钙的改性方法所需设备有：加热釜、真空反应器、高速混合机、研钵、干燥机和辐照设备。该纳米碳酸钙的改性方法,采用了湿法改性技术,避免干法改性过程中硬团聚的问题,进一步采用辐照处理工艺,解决纳米碳酸钙结合能力差,导致材料性能降低的问题,解决了普通纳米碳酸钙热稳定差的问题。(The invention belongs to the technical field of nano calcium carbonate, in particular to a method for modifying nano calcium carbonate, which comprises the following raw materials in parts by weight, wherein the raw materials required by the method for modifying nano calcium carbonate comprise a mixed solution A, a mixed solution B and a mixed solution C, the mixed solution A comprises quicklime, nano calcium carbonate, carbon dioxide and distilled water, the mixed solution B comprises a butyl titanate solution, absolute ethyl alcohol, a dispersing agent and polyacrylate, the mixed solution C comprises the mixed solution A and the mixed solution B, and the equipment required by the method for modifying nano calcium carbonate comprises the following components in parts by weight: a heating kettle, a vacuum reactor, a high-speed mixer, a mortar, a dryer and irradiation equipment. The modification method of the nano calcium carbonate adopts a wet modification technology, avoids the problem of hard agglomeration in the dry modification process, further adopts an irradiation treatment process, solves the problem of material performance reduction caused by poor binding capacity of the nano calcium carbonate, and solves the problem of poor thermal stability of the common nano calcium carbonate.)

一种纳米碳酸钙的改性方法

技术领域

本发明涉及纳米碳酸钙技术领域，具体为一种纳米碳酸钙的改性方法。

背景技术

在碳酸钙生产过程中，根据碳酸钙量子尺寸的大小可分为纳米碳酸钙、重质碳酸钙和轻质碳酸钙，其中纳米碳酸钙主要应用于橡胶、塑料、化学建工和造纸的生产，由于纳米碳酸钙具有良好的分散性，同时纳米碳酸钙能够有效和树脂进行结合，使得和纳米碳酸钙相结合树脂的刚性和柔韧性有效得到提升，从而使纳米碳酸钙被广泛应用，具有良好的发展前景。

随着纳米碳酸钙的使用，传统纳米碳酸钙在进行改性过程中的缺点也逐渐显现出来，现有的纳米碳酸钙通常使用干法改性，在干法改性过程中，会出现因化学键氧桥的生成而导致的纳米碳酸钙硬团聚现象，且由于纳米碳酸钙结合能力较差，易导致界面存在缺陷影响粒子之间的结合，同时改性后的纳米碳酸钙在受到高温环境的影响时，易导致材料不稳定，严重影响纳米碳酸钙的使用性能。

综上所述，现有的纳米碳酸钙在加工时存在着粒子间易团聚，结合能力差和热稳定性差的缺点。针对上述问题，急需在原有纳米碳酸钙基础上进行创新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米碳酸钙的改性方法，以解决上述背景技术中提出粒子间易团聚，结合能力差和热稳定性差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纳米碳酸钙的改性方法，其特征在于：所述该纳米碳酸钙的改性方法所需要的原料由A混合溶液、B混合溶液和C混合溶液组成，其中A混合溶液由生石灰、纳米碳酸钙、二氧化碳和蒸馏水组成，其中B混合溶液由钛酸丁酯溶液、无水乙醇、分散剂和聚丙烯酸酯组成，其中C混合溶液由A混合溶液和B混合溶液组成，所述该纳米碳酸钙的改性方法所需设备有：加热釜、真空反应器、高速混合机、研钵、干燥机和辐照设备。

优选的，所述纳米碳酸钙的改性方法如下：

准备工作：

（1）准备纳米碳酸钙，生石灰和蒸馏水；

（2）准备钛酸丁酯溶液、无水乙醇、分散剂聚丙烯酸酯；

（3）准备的单体烯烃和磺酸盐。

优选的，所述纳米碳酸钙为100-200重量份。

优选的，所述生石灰为90-110重量份。

优选的，所述蒸馏水为2000-5000重量份。

优选的，所述钛酸丁酯溶液为10-30重量份。

优选的，所述无水乙醇为40-100重量份。

优选的，所述聚丙烯酸酯为10-30重量份。

优选的，所述分散剂为20-50重量份，其中分散剂由异鲸蜡醇硬脂酸酯和聚氧乙烯甘油醚单硬脂酸酯组成。

优选的，所述单体烯烃为20-50重量份。

优选的，所述磺酸盐为20-50重量份。

优选的，所述纳米碳酸钙的改性方法制备过程如下：

1.将100重量份的生石灰和2000重量份的蒸馏水加入到高速混合机的内部，同时向100重量份的生石灰和2000重量份的蒸馏水混合的溶液中持续通入二氧化碳，同时对高速混合机内部的混合液体进行加热，其中加热的温度恒定在60摄氏度，通过高度混合机对恒温的混合溶液进行搅拌，其中搅拌的速度设置为3000转每分钟，且搅拌的时长为1小时，得到A混合溶液；

2.将20重量份的钛酸丁酯溶液、70重量份的无水乙醇和20重量份聚丙烯酸酯加入到高速混合机的内部，通过高速混合机对20重量份的钛酸丁酯溶液、70重量份的无水乙醇和20重量份聚丙烯酸酯进行搅拌混合，其中高速混合机的搅拌速度为1000转每分钟，且搅拌时间为0.5小时，将20重量份的分散剂加入到高速混合机的内，通过高度混合机继续对内部的溶液进行混合，其中搅拌的时长为1.5小时，得到B混合溶液；

3.将上一步的到的A混合溶液和B混合溶液同时加入到真空反应器内部，进一步对真空反应器内部的混合液进行加热，其中加热的温度达到80摄氏度后，停止对真空反应器内部的溶液进行加热，其中停止加热后真空反应器内部的溶液始终保持在80摄氏度恒温状态，同时通过真空反应器对内部的溶液进行搅拌混合，其中搅拌的速度为2000转每分钟，且持续搅拌0.5小时，得到C混合溶液；

4.将得到的C混合溶液放置在干燥机的内部，通过干燥机对C混合溶液进行脱水干燥处理，其中干燥机对C混合溶液的处理时间为3小时，得到C混合溶液干燥后的干燥粉剂，将得到的干燥粉剂放入到研钵中进行进一步研磨，得到C混合溶液的粉末物质，进一步将粉末加入到加热釜内部，通过加热釜对粉末物质进行加热处理，其中加热的温度恒定在500摄氏度，加热时间为2小时，加热完成后对粉末进行放置冷却，得到高白度的纳米碳酸钙粉体；

5.将得到的高白度纳米碳酸钙粉体放入到辐照设备内部，辐照设备通过高能紫外光线对高白度纳米碳酸钙粉体进行高能辐照处理，将处理后的高白度纳米碳酸钙粉体、30重量份的单体烯烃和30重量份的磺酸盐加入到高速混合机的内部，通过高速混合机对高白度纳米碳酸钙粉体和单体烯烃进行混合，其中高速混合机的转速为1000转每小时，且混合的时长为2小时，对高速混合机内部混合完成的粉体进行收集，将混合粉体加入到辐照设备的内部，进一步通过辐照设备对辐照设备内部的单体烯烃、磺酸盐和高白度纳米碳酸钙粉体进行辐照处理，单体烯烃和高白度纳米碳酸钙粉体反应，形成有机包膜，得到高活性、高白度纳米碳酸钙粉体，其中磺酸盐和纳米碳酸钙粉体表面以多点锚固的形式紧密结合，其中磺酸盐分子质量较大，其热稳定性较高，从而得到热稳定性高的纳米碳酸钙粉体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该纳米碳酸钙的改性方法，采用新型的结构设计，采用了湿法改性技术，利用碳酸钙在液相中更易分散的特性，保证碳酸钙在溶液中加入分散剂更好的分散，使改性后的表面能降低，避免干法改性过程中硬团聚的问题，进一步采用辐照处理工艺，解决纳米碳酸钙结合能力差，易造成界面缺陷，导致材料性能降低的问题，同时将纳米碳酸钙和分子质量较大的超分散剂相结合，解决了普通纳米碳酸钙热稳定差的问题。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：

一种纳米碳酸钙的改性方法，该纳米碳酸钙的改性方法所需要的原料由A混合溶液、B混合溶液和C混合溶液组成，其中A混合溶液由生石灰、纳米碳酸钙、二氧化碳和蒸馏水组成，其中B混合溶液由钛酸丁酯溶液、无水乙醇、分散剂和聚丙烯酸酯组成，其中C混合溶液由A混合溶液和B混合溶液组成，所述该纳米碳酸钙的改性方法所需设备有：加热釜、真空反应器、高速混合机、研钵、干燥机和辐照设备。

本例中纳米碳酸钙的改性方法如下：

准备工作：

（1）准备纳米碳酸钙，生石灰和蒸馏水；

（2）准备钛酸丁酯溶液、无水乙醇、分散剂聚丙烯酸酯；

（3）准备的单体烯烃和磺酸盐。

纳米碳酸钙为100-200重量份。

生石灰为90-110重量份。

蒸馏水为2000-5000重量份。

钛酸丁酯溶液为10-30重量份。

无水乙醇为40-100重量份。

聚丙烯酸酯为10-30重量份。

分散剂为20-50重量份，其中分散剂由异鲸蜡醇硬脂酸酯和聚氧乙烯甘油醚单硬脂酸酯组成。

单体烯烃为20-50重量份。

磺酸盐为20-50重量份。

纳米碳酸钙的改性方法制备过程如下：

1.将100重量份的生石灰和2000重量份的蒸馏水加入到高速混合机的内部，同时向100重量份的生石灰和2000重量份的蒸馏水混合的溶液中持续通入二氧化碳，同时对高速混合机内部的混合液体进行加热，其中加热的温度恒定在60摄氏度，通过高度混合机对恒温的混合溶液进行搅拌，其中搅拌的速度设置为3000转每分钟，且搅拌的时长为1小时，得到A混合溶液；

2.将20重量份的钛酸丁酯溶液、70重量份的无水乙醇和20重量份聚丙烯酸酯加入到高速混合机的内部，通过高速混合机对20重量份的钛酸丁酯溶液、70重量份的无水乙醇和20重量份聚丙烯酸酯进行搅拌混合，其中高速混合机的搅拌速度为1000转每分钟，且搅拌时间为0.5小时，将20重量份的分散剂加入到高速混合机的内，通过高度混合机继续对内部的溶液进行混合，其中搅拌的时长为1.5小时，得到B混合溶液；

3.将上一步的到的A混合溶液和B混合溶液同时加入到真空反应器内部，进一步对真空反应器内部的混合液进行加热，其中加热的温度达到80摄氏度后，停止对真空反应器内部的溶液进行加热，其中停止加热后真空反应器内部的溶液始终保持在80摄氏度恒温状态，同时通过真空反应器对内部的溶液进行搅拌混合，其中搅拌的速度为2000转每分钟，且持续搅拌0.5小时，得到C混合溶液；

4.将得到的C混合溶液放置在干燥机的内部，通过干燥机对C混合溶液进行脱水干燥处理，其中干燥机对C混合溶液的处理时间为3小时，得到C混合溶液干燥后的干燥粉剂，将得到的干燥粉剂放入到研钵中进行进一步研磨，得到C混合溶液的粉末物质，进一步将粉末加入到加热釜内部，通过加热釜对粉末物质进行加热处理，其中加热的温度恒定在500摄氏度，加热时间为2小时，加热完成后对粉末进行放置冷却，得到高白度的纳米碳酸钙粉体；

5.将得到的高白度纳米碳酸钙粉体放入到辐照设备内部，辐照设备通过高能紫外光线对高白度纳米碳酸钙粉体进行高能辐照处理，将处理后的高白度纳米碳酸钙粉体、30重量份的单体烯烃和30重量份的磺酸盐加入到高速混合机的内部，通过高速混合机对高白度纳米碳酸钙粉体和单体烯烃进行混合，其中高速混合机的转速为1000转每小时，且混合的时长为2小时，对高速混合机内部混合完成的粉体进行收集，将混合粉体加入到辐照设备的内部，进一步通过辐照设备对辐照设备内部的单体烯烃、磺酸盐和高白度纳米碳酸钙粉体进行辐照处理，单体烯烃和高白度纳米碳酸钙粉体反应，形成有机包膜，得到高活性、高白度纳米碳酸钙粉体，其中磺酸盐和纳米碳酸钙粉体表面以多点锚固的形式紧密结合，其中磺酸盐分子质量较大，其热稳定性较高，从而得到热稳定性高的纳米碳酸钙粉体。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。