專利名稱：一種pvc填充用多孔性碳酸鈣的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及超細碳酸鈣的制備領域，尤其涉及一種PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法。
背景技術：
PVC是一種用途廣泛的通用塑料，目前在PVC塑料中添加填充料主要是碳酸鈣粉體。由于碳酸鈣的密度大，在PVC中隨著填充量的增加，制成品的密度上升。目前PVC塑料的制造商，一方面要求降低生產(chǎn)成本而增加碳酸鈣的填充量，另一方面又不希望PVC制品的密度增加。因此，在PVC的制造過程中，既要增加無機填料碳酸鈣量，又要不增加PVC制成品的密度，已成為高校、研究所和PVC制成品生產(chǎn)廠家研究的熱點。河北省石家莊市井陘縣蓋雙鈣業(yè)有限公司研制了一種密度降低劑(RDA)，在增加碳酸鈣填充量的同時，降低了 PVC制成品的密度。它的作用原理是在PVC塑料的形成過程中，使填料碳酸鈣界面和PVC高分子之間形成3(Γ200納米的微孔，實際作用在于有效拉開填料顆粒之間的距離，在降低制品的密度的同時，有效緩沖外來沖擊，進而提高制品的韌性。但該密度降低劑具有不可再生性，若在PVC塑粒第二次成形時，就失去顆粒與PVC高分子之間的微孔，不再具有密度降低的功能。所以該產(chǎn)品的使用受到一定限制。在PVC中填充低密度多孔性碳酸鈣是最有效的方法之一。專利號ZL03101388.0介紹了一種多孔性碳酸鈣的制備方法，是在氯化鈣的水溶液中加入碳酸氫銨生成多孔碳酸鈣，該法不但生產(chǎn)成本高，而且在生產(chǎn)的過程中，產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物氯化銨。專利號ZL200510031091. 6介紹了一種多孔性碳酸鈣的制備方法，利用氯化鈣的水溶液和碳酸氫銨水溶液在撞擊流反應器中進行合成反應。撞擊流反應器設備復雜，如何控制在撞擊流反應時兩液相的流速和微觀混合，技術要求高，較難實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。同樣該反應產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物氯化銨。專利號200810039815. 5介紹了一種蜂窩狀碳酸鈣的制備方法和應用，是將二氧化碳通入氫氧化鈣漿料中碳化5 15分鐘，再加入可溶性鋯鹽，繼續(xù)碳化至終點，將漿料過濾、洗滌，再加水分散，然后加入碳酸鈣重量的O. 2^1. 0%的磷酸鈉，最后將漿料過濾、干燥得具有較大孔隙率的蜂窩狀碳酸鈣產(chǎn)品，該蜂窩狀碳酸鈣的生產(chǎn)工藝流程長，操作復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，克服現(xiàn)有技術在PVC制成過程中，添加普通碳酸鈣，隨著添加量的增加，PVC制成品密度增大；不再具有密度降低的功能；產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物；生產(chǎn)工藝流程長，操作復雜的問題。本發(fā)明的技術方案如下
PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括如下步驟
(O在濃度為5-15%氫氧化鈣漿料中，在攪拌下通入含有二氧化碳的窯氣碳化，當碳化至碳化率4(Γ70%時，加入可溶性硫酸鹽，可溶性硫酸鹽的加入量為超細碳酸鈣重量的5 10%，經(jīng)過O. 2^1. 5h攪拌反應后，在超細碳酸鈣的表面生成二水合硫酸鈣；
(2)在反應液中繼續(xù)通入窯氣，窯氣中含有效反應氣體CO2的體積濃度為25 33%，流量控制為O. 5^3m3/min進行碳化至碳化終點，反應使得二水合硫酸鈣的表面生成碳酸鈣，形成夾層含有二水合硫酸鈣的超細碳酸鈣漿料；
(3)將超細碳酸鈣漿料多次過濾，過濾后放置在烘箱內(nèi)進行干燥，干燥的環(huán)境溫度控制在135 145°C，干燥持續(xù)時間一般為O. 3^1. 5h，干燥完成后得到多孔性碳酸鈣粉體。所述的PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，其特征在于所述的可溶性硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀或硫酸銨中的一種或一種以上，加入可溶性硫酸鹽的量是碳酸鈣重量的5 10%。所述的PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，其特征在于所述的碳化終點是漿料反應結束時的pH值小于7。所述的PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，其特征在于所述的窯氣中含有效反應氣體CO2的體積濃度為25 33%，流量控制為I. (Γ2. 5m3/min。本發(fā)明的優(yōu)點是
I、在現(xiàn)有輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)設備中，增加一個硫酸鹽的溶解槽，不改變現(xiàn)有設備及工藝流程，即可生產(chǎn)，成本低廉。2、本發(fā)明的產(chǎn)品低密度多孔性碳酸鈣，可作為PVC的功能性填料，在相同添加量的情況下，有效降低PVC制成品的密度，或在不增加PVC制成品的密度，可增加碳酸鈣的填充量。3、本發(fā)明的產(chǎn)品顆粒料的多孔性，部分高分子鏈滲入多孔中，增加PVC型材的理化性能。
具體實施例方式 PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，包括如下步驟
(O在濃度為5-15%氫氧化鈣漿料中，在攪拌下通入含有二氧化碳的窯氣碳化，當碳化至碳化率4(Γ70%時，加入可溶性硫酸鹽，可溶性硫酸鹽的加入量為超細碳酸鈣重量的5 10%，經(jīng)過O. 2^1. 5h攪拌反應后，在超細碳酸鈣的表面生成二水合硫酸鈣；
(2)再反應液中繼續(xù)通入窯氣，窯氣中含有效反應氣體CO2的體積濃度為25 33%，流量控制為O. 5^3m3/min進行碳化至碳化終點，反應使得二水合硫酸鈣的表面生成碳酸鈣，形成夾層含有二水合硫酸鈣的超細碳酸鈣漿料；
(3)將超細碳酸鈣漿料多次過濾，過濾后放置在烘箱內(nèi)進行干燥，干燥的環(huán)境溫度控制在135 145°C，干燥持續(xù)時間一般為O. 3^1. 5h，干燥完成后得到多孔性碳酸鈣粉體?？扇苄粤蛩猁}為硫酸鈉、硫酸鉀或硫酸銨中的一種或一種以上，加入可溶性硫酸鹽的量是碳酸鈣重量的5 10%。碳化終點是漿料反應結束時的pH值小于7。窯氣中含有效反應氣體CO2的體積濃度為25 33%，流量控制為I. (Γ2. 5m3/min。下面結合實施例，對本發(fā)明作進一步描述，但應該理解這些實施例并不限制本發(fā)明的范圍，在不違背本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領域技術人員可對本發(fā)明改變和改進以使其不同的使用情況、條件和實施方案。實施例I
在20升的反應釜中，加入濃度為9. 5%的氫氧化鈣漿料15升，在攪拌下通入含有二氧化碳體積濃度為28%的窯氣碳化20分鐘，碳化率達到約65%時，停止碳化。將100克無水硫酸鈉溶解在I升水中，配制成10%的硫酸鈉溶液。在攪拌下滴加硫酸鈉溶液，使碳酸鈣的表面沉積二水合硫酸鈉，滴加完后繼續(xù)通入窯氣進行碳化，直至漿料的PH值小于7，即為碳化終點。把該漿料過濾，并于140°C的烘箱中干燥，最后得到低密度多孔性碳酸鈣粉體。低密度多孔性碳酸鈣粉體性能參數(shù)白度為94，從透射電鏡分析得，碳酸鈣為紡錘形，粒徑在I微米左右，表面呈多孔性。實施例2
在20升的反應釜中，加入氫氧化鈣濃度為8. 5%的漿料15升，在攪拌下，通入含有二氧化碳體積濃度為28%的窯氣碳化20分鐘，碳化率約70%時，停止碳化。將120克無水硫酸鈉溶解在I升水中，配制成12%的硫酸鈉溶液。在攪拌下滴加硫酸鈉溶液，使碳酸鈣的表面沉積二水合硫酸鈉，滴加完后繼續(xù)通入窯氣進行碳化，直至漿料的PH值小于7，即為碳化終點。把該漿料過濾，并在140°C的烘箱中干燥，最后得到低密度多孔性碳酸鈣干粉。 低密度多孔性碳酸鈣粉體性能參數(shù)白度為94. 3，從透射電鏡分析得，碳酸鈣為紡錘形，粒徑在I微米左右，表面呈多孔性。對照例3
與實施例I相似的方法，在碳化過程中不加硫酸鈉溶液，當碳化達到終點后停止碳化，漿料過濾、并于140°C的烘箱中干燥得碳酸鈣干粉，從透射電鏡分析得，碳酸鈣也為紡錘形，粒徑在I微米左右，表面緊密、光滑，不呈現(xiàn)多孔性。對照例4
將實施例2碳化后的漿料過濾，并于100°C的烘箱中干燥得碳酸鈣粉體，從透射電鏡分析得，碳酸鈣也為紡錘形，粒徑在I微米左右，表面緊密、光滑，不呈現(xiàn)多孔性。從實施例和對照例比較可以發(fā)現(xiàn)，若碳酸鈣的顆粒內(nèi)含有二水合硫酸鈣，則在干燥的過程中，溫度高，有利于失水而形成多孔性；普通碳酸鈣，即使干燥溫度高，也不會產(chǎn)生多孔性；即使碳酸鈣的顆粒內(nèi)含有二水合硫酸鈣，若干燥溫度低于二水合硫酸鈣的失水溫度，則也不會形成多孔性。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (O在濃度為5-15%氫氧化鈣漿料中，在攪拌下通入含有二氧化碳的窯氣碳化，當碳化至碳化率4(Γ70%時，加入可溶性硫酸鹽，可溶性硫酸鹽的加入量為超細碳酸鈣重量的5 10%，經(jīng)過O. 2^1. 5h攪拌反應后，在超細碳酸鈣的表面生成二水合硫酸鈣； (2)再反應液中繼續(xù)通入窯氣，窯氣中含有效反應氣體CO2的體積濃度為25 33%，流量控制為O. 5^3m3/min進行碳化至碳化終點，反應使得二水合硫酸鈣的表面生成碳酸鈣，形成夾層含有二水合硫酸鈣的超細碳酸鈣漿料； (3)將超細碳酸鈣漿料多次過濾，過濾后放置在烘箱內(nèi)進行干燥，干燥的環(huán)境溫度控制在135 145°C，干燥持續(xù)時間一般為O. 3^1. 5h，干燥完成后得到多孔性碳酸鈣粉體。
2.根據(jù)權利要求I所述的PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，其特征在于所述的可溶性硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀或硫酸銨中的一種或一種以上，加入可溶性硫酸鹽的量是碳酸I丐重量的5 10%。
3.根據(jù)權利要求I所述的PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，其特征在于所述的碳化終點是漿料反應結束時的PH值小于7。
4.根據(jù)權利要求I所述的PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，其特征在于所述的窯氣中含有效反應氣體CO2的體積濃度為25 33%，流量控制為I. (Γ2. 5m3/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種PVC填充用多孔性碳酸鈣的制備方法，主要在超細碳酸鈣的合成過程中，當碳化率達到40～70%時，加入可溶性硫酸鹽，在超細碳酸鈣的表面生成二水合硫酸鈣，再繼續(xù)碳化至終點，生成夾層含有二水合硫酸鈣的超細碳酸鈣漿料，最后將漿料過濾、并干燥，利用夾層二水合硫酸鈣在高溫干燥時的失水原理，使碳酸鈣表面形成多孔性，降低碳酸鈣顆粒的密度。本發(fā)明可作為PVC專用功能填料，有效降低PVC制品密度的功能；不產(chǎn)生副產(chǎn)物；生產(chǎn)工藝流程簡單，易于操作。
文檔編號C01F11/18GK102874856SQ20121031199
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權日2012年8月29日
發(fā)明者顧慶雷, 徐宇坤, 顧宗軍, 高健健, 倪伯祥, 張長來, 曹繼勇, 徐建林, 陶沈杰, 張小桐 申請人:池州凱爾特納米科技有限公司