一種高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，包括以下步驟：（1）將石灰乳進行稀釋，調(diào)比重，然后輸送到碳酸化反應(yīng)塔；（2）將凈化、冷卻后的窯氣通入碳酸化反應(yīng)塔進行碳酸化反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7.0時終止反應(yīng)，得熟漿；（3）將熟漿輸送至表面處理罐，加入表面處理劑進行表面處理，得到改性納米碳酸鈣；（4）將改性納米碳酸鈣進行壓濾脫水，干燥，粉碎，分級，包裝，即得到本發(fā)明的高檔油墨專用納米碳酸鈣；所述表面處理劑為亞麻仁油酸和順丁烯二酸的皂化液。本發(fā)明得到的高檔油墨專用納米碳酸鈣應(yīng)用于凹印油墨填充，具有流動性高，透明度好，干燥時間短，加熱后無膠化現(xiàn)象，流動度變化小，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點。
【專利說明】
一種高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種納米碳酸媽的制備，具體涉及一種高檔油墨專用納米碳酸媽的制 備。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前中國油墨生產(chǎn)企業(yè)有180余家，年產(chǎn)量約50萬噸，約占世界油墨產(chǎn)量的7%，已 成為世界第四大油墨生產(chǎn)國。印刷業(yè)及油墨業(yè)的發(fā)展帶動了油墨專用碳酸鈣的發(fā)展。納米 碳酸鈣作為印刷油墨填料，在油墨體系中表現(xiàn)出優(yōu)異的分散性、透明性，具有很好的遮蓋 力，可替代鈦白粉，降低油墨生產(chǎn)成本。
[0003] 油墨種類繁多，不同類型的油墨、不同的油墨生產(chǎn)廠家對納米碳酸鈣的各項性能 有不同的要求。市售油墨用納米碳酸鈣多采用樹脂酸與脂肪酸復(fù)配作為表面處理劑。樹脂 酸與油墨的連結(jié)料相容性較好，可以使碳酸鈣獲得較好的分散性和透明性。然而樹脂酸卻 不利于油墨印刷后的干燥，且其熱穩(wěn)定性往往較差，容易氧化變質(zhì)。另外，碳酸鈣屬于堿性 填料，pH控制不當(dāng)會引起油墨的膠化、變稠與結(jié)塊。這些因素限制了納米碳酸鈣在油墨中的 應(yīng)用。
[0004] 中國發(fā)明專利CN 1916084 A公開了一種油墨專用納米碳酸鈣的制備方法。該方法 碳化起始溫度控制在15~40°C，碳化過程中加入晶形控制劑及分散劑，反應(yīng)結(jié)束后加入樹 脂酸及其衍生物對納米碳酸鈣進行表面處理。由該發(fā)明制備的納米碳酸鈣雖然可獲得較好 的分散性和透明性，但卻不利于油墨的快干性，而且不能解決油墨膠化與結(jié)塊等突出問題。
[0005] 中國發(fā)明專利CN 1634767 A公開了一種油墨用納米碳酸鈣的制造方法。該方法在 碳酸化前加入一定量的晶核形成促進劑，碳酸化結(jié)束后采用氫化松香酸或歧化松香酸進行 表面改性。氫化松香和歧化松香雖然可以在一定程度上改善松香酸的耐熱穩(wěn)定性，但油墨 的干燥速度受到很大影響。
[0006] 綜上所述，目前所公開的油墨用納米碳酸鈣的制備技術(shù)難以滿足更高標(biāo)準(zhǔn)油墨的 填充需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供了一種高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，該方法得到的高 檔油墨專用納米碳酸鈣不僅可以滿足填料在油墨體系中的分散性、透明性、高光性等基本 要求，而且可以有效改善油墨的快干性，解決由堿性填料引發(fā)的油墨膠化、結(jié)塊、變稠等難 題。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0009] 本發(fā)明是控制適當(dāng)?shù)奶妓峄に?，制備比表面積20-35m2/g的納米碳酸鈣，采用亞 麻仁油酸和順丁烯二酸復(fù)配進行表面處理。亞麻仁油酸與油墨的連結(jié)料具有較好的相容 性，而且不會影響油墨的干燥速度，同時順丁烯二酸具有較高的酸值，能夠有效抑制油墨的 膠化與結(jié)塊，有利于油墨體系的穩(wěn)定保存。
[0010] -種高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，包括以下步驟：
[0011] (1)將精制、陳化36~72h的石灰乳進行稀釋，比重調(diào)至1.050~1.065,然后輸送到 碳酸化反應(yīng)塔，初始溫度為18~23°C ;
[0012] (2)將凈化、冷卻后的窯氣通入碳酸化反應(yīng)塔進行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為2~ 5m3/h，二氧化碳體積含量為30~35 %，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7.0時終止反應(yīng)，得熟漿，熟漿比表 面積為20~35m2/g;
[0013] (3)將步驟(2)得到的熟漿輸送至表面處理罐，加熱至65~90°C，加入表面處理劑 進行表面處理，高速攪拌30~60min，得到改性納米碳酸?丐；
[0014] (4)將步驟(3)得到的改性納米碳酸鈣進行壓濾脫水，經(jīng)過鏈帶干燥機干燥，干燥 的溫度為100~ll〇°C，再經(jīng)過粉碎，分級，包裝，即得到高檔油墨專用納米碳酸鈣；
[0015] 所述的表面處理劑為亞麻仁油酸和順丁烯二酸的皂化液;其中亞麻仁油酸和順丁 烯二酸的重量比為1~3:1。
[0016] 以上所述表面處理劑亞麻仁油酸和順丁烯二酸的加入量為熟漿中納米碳酸鈣干 基質(zhì)量的3.0~4.5%。
[0017] 以上所述表面處理劑的制備方法是將述亞麻仁油酸和順丁烯二酸與強堿發(fā)生皂 化反應(yīng)所得到的水溶性皂化液;其中皂化的溫度為90°C，強堿用量為亞麻仁油酸和順丁烯 二酸總量的5~10%。
[0018] 以上所述強堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
[0019] 以上所述高速攪拌的轉(zhuǎn)速為800-1500r/min。
[0020]有益效果
[0021 ] 1、本發(fā)明的高檔油墨專用納米碳酸鈣pH值在8.5~9.0之間，在油墨體系中具有良 好的分散性、流動性和高透明性，可以有效改善油墨的快干性，解決油墨在儲存期中易膠 化、結(jié)塊、變稠等問題，在油墨領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用市場。
[0022] 2、本發(fā)明工藝簡單，生產(chǎn)成本低，容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，具有較好經(jīng)濟效益和社會 效益。
[0023] 3、本發(fā)明的高檔油墨專用納米碳酸鈣制成的凹印油墨，與常規(guī)改性納米碳酸鈣相 比，具有流動性高，透明度好，干燥時間短，加熱后無膠化現(xiàn)象，流動度變化小，質(zhì)量穩(wěn)定的 的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0024]圖1為實施例1改性納米碳酸鈣產(chǎn)品的掃描電鏡圖，粒徑約為65nm，立方狀，均一性 好。
【具體實施方式】 [0025] 一、制備實施例
[0026] 實施例1
[0027] -種高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，包括以下步驟：
[0028] (1)將精制、陳化36h的石灰乳進行稀釋，比重調(diào)至1.050，然后輸送到碳酸化反應(yīng) 塔，初始溫度為18 °C;
[0029] (2)將凈化、冷卻后的窯氣通入碳酸化反應(yīng)塔進行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為2m3/h， 二氧化碳體積含量為30 %，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7.0時終止反應(yīng)，得熟漿，熟漿比表面積為20m2/ g;
[0030] (3)將步驟(2)得到的熟漿輸送至表面處理罐，加熱至65°C，加入表面處理劑進行 表面處理，其中表面處理劑亞麻仁油酸和順丁烯二酸的加入量為熟漿中納米碳酸鈣干基質(zhì) 量的3.0%，調(diào)整轉(zhuǎn)速為800r/min，攪拌30min，得到改性納米碳酸?丐；
[0031] (4)將步驟(3)得到的改性納米碳酸鈣進行壓濾脫水，經(jīng)過鏈帶干燥機干燥，干燥 的溫度為l〇〇°C，再經(jīng)過粉碎，分級，包裝，即得到高檔油墨專用納米碳酸鈣；
[0032]本實施例所述表面處理劑為亞麻仁油酸和順丁烯二酸在氫氧化鈉作用下發(fā)生皂 化反應(yīng)所得的水溶性皂化液。其中亞麻仁油酸和順丁烯二酸的重量比為1:1，皂化溫度為90 °C，氫氧化鈉用量為亞麻仁油酸和順丁烯二酸總量的5%。
[0033] 實施例2
[0034] -種高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，包括以下步驟：
[0035] (1)將精制、陳化72h的石灰乳進行稀釋，比重調(diào)至1.065，然后輸送到碳酸化反應(yīng) 塔，初始溫度為23 °C;
[0036] (2)將凈化、冷卻后的窯氣通入碳酸化反應(yīng)塔進行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為5m3/h， 二氧化碳體積含量為35 %，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7.0時終止反應(yīng)，得熟漿，熟漿比表面積為35m2/ g;
[0037] (3)將步驟(2)得到的熟漿輸送至表面處理罐，加熱至90°C，加入表面處理劑進行 表面處理，其中表面處理劑亞麻仁油酸和順丁烯二酸的加入量為熟漿中納米碳酸鈣干基質(zhì) 量的4.5%，調(diào)整轉(zhuǎn)速為1200r/min，攪拌60min，得到改性納米碳酸?丐；
[0038] (4)將步驟(3)得到的改性納米碳酸鈣進行壓濾脫水，經(jīng)過鏈帶干燥機干燥，干燥 的溫度為1 l〇°C，再經(jīng)過粉碎，分級，包裝，即得到高檔油墨專用納米碳酸鈣；
[0039]本實施例所述表面處理劑為亞麻仁油酸和順丁烯二酸在氫氧化鉀作用下發(fā)生皂 化反應(yīng)所得的水溶性皂化液。其中亞麻仁油酸和順丁烯二酸的重量比為3:1，皂化溫度為90 °C，氫氧化鉀用量為亞麻仁油酸和順丁烯二酸總量的10%。
[0040] 實施例3
[0041] -種高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，包括以下步驟：
[0042] (1)將精制、陳化48h的石灰乳進行稀釋，比重調(diào)至1.055，然后輸送到碳酸化反應(yīng) 塔，初始溫度為2 rc;
[0043] (2)將凈化、冷卻后的窯氣通入碳酸化反應(yīng)塔進行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為3m3/h， 二氧化碳體積含量為33%，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7.0時終止反應(yīng)，得熟漿，熟漿比表面積為 27.8m2/g;
[0044] (3)將步驟(2)得到的熟漿輸送至表面處理罐，加熱至75°C，加入表面處理劑進行 表面處理，其中表面處理劑亞麻仁油酸和順丁烯二酸的加入量為熟漿中納米碳酸鈣干基質(zhì) 量的4%，調(diào)整轉(zhuǎn)速為1500r/min，攪拌45min，得到改性納米碳酸?丐；
[0045] (4)將步驟(3)得到的改性納米碳酸鈣進行壓濾脫水，經(jīng)過鏈帶干燥機干燥，干燥 的溫度為l〇5°C，再經(jīng)過粉碎，分級，包裝，即得到高檔油墨專用納米碳酸鈣；
[0046]本實施例所述表面處理劑為亞麻仁油酸和順丁烯二酸在氫氧化鈉作用下發(fā)生皂 化反應(yīng)所得的水溶性皂化液。其中亞麻仁油酸和順丁烯二酸的重量比為2:1，皂化溫度為90 °C，氫氧化鈉用量為亞麻仁油酸和順丁烯二酸總量的7%。
[0047] 實施例4
[0048] -種高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，包括以下步驟：
[0049] (1)將精制、陳化48h的石灰乳進行稀釋，比重調(diào)至1.060，然后輸送到碳酸化反應(yīng) 塔，初始溫度為19 °C;
[0050] (2)將凈化、冷卻后的窯氣通入碳酸化反應(yīng)塔進行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為4m3/h， 二氧化碳體積含量為32%，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7.0時終止反應(yīng)，得熟漿，熟漿比表面積為 26.4m 2/g;
[0051] (3)將步驟(2)得到的熟漿輸送至表面處理罐，加熱至80°C，加入表面處理劑進行 表面處理，其中表面處理劑亞麻仁油酸和順丁烯二酸的加入量為熟漿中納米碳酸鈣干基質(zhì) 量的3.5%，調(diào)整轉(zhuǎn)速為1200r/min，攪拌40min，得到改性納米碳酸?丐；
[0052] (4)將步驟(3)得到的改性納米碳酸鈣進行壓濾脫水，經(jīng)過鏈帶干燥機干燥，干燥 的溫度為l〇5°C，再經(jīng)過粉碎，分級，包裝，即得到高檔油墨專用納米碳酸鈣；
[0053]本實施例所述表面處理劑為亞麻仁油酸和順丁烯二酸在氫氧化鉀作用下發(fā)生皂 化反應(yīng)所得的水溶性皂化液。其中亞麻仁油酸和順丁烯二酸的重量比為2:1，皂化溫度為90 °C，氫氧化鉀用量為亞麻仁油酸和順丁烯二酸總量的8%。
[0054] 實施例5
[0055] -種高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，包括以下步驟：
[0056] (1)將精制、陳化48h的石灰乳進行稀釋，比重調(diào)至1.060，然后輸送到碳酸化反應(yīng) 塔，初始溫度為2 rc;
[0057] (2)將凈化、冷卻后的窯氣通入碳酸化反應(yīng)塔進行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為3m3/h， 二氧化碳體積含量為34%，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7.0時終止反應(yīng)，得熟漿，熟漿比表面積為 29?0m2/g;
[0058] (3)將步驟(2)得到的熟漿輸送至表面處理罐，加熱至85°C，加入表面處理劑進行 表面處理，其中表面處理劑亞麻仁油酸和順丁烯二酸的加入量為熟漿中納米碳酸鈣干基質(zhì) 量的4%，調(diào)整轉(zhuǎn)速為1000r/min，攪拌50min，得到改性納米碳酸?丐；
[0059] (4)將步驟(3)得到的改性納米碳酸鈣進行壓濾脫水，經(jīng)過鏈帶干燥機干燥，干燥 的溫度為l〇5°C，再經(jīng)過粉碎，分級，包裝，即得到高檔油墨專用納米碳酸鈣；
[0060] 本實施例所述表面處理劑為亞麻仁油酸和順丁烯二酸在氫氧化鉀作用下發(fā)生皂 化反應(yīng)所得的水溶性皂化液。其中亞麻仁油酸和順丁烯二酸的重量比為3:1，皂化溫度為90 °C，氫氧化鉀用量為亞麻仁油酸和順丁烯二酸總量的6%。
[0061 ] 實施例6
[0062] -種高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，包括以下步驟：
[0063] (1)將精制、陳化48h的石灰乳進行稀釋，比重調(diào)至1.055，然后輸送到碳酸化反應(yīng) 塔，初始溫度為20 °C;
[0064] (2)將凈化、冷卻后的窯氣通入碳酸化反應(yīng)塔進行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為3m3/h， 二氧化碳體積含量為33%，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7.0時終止反應(yīng)，得熟漿，熟漿比表面積為 32.6m2/g；
[0065] (3)將步驟(2)得到的熟漿輸送至表面處理罐，加熱至80°C，加入表面處理劑進行 表面處理，其中表面處理劑亞麻仁油酸和順丁烯二酸的加入量為熟漿中納米碳酸鈣干基質(zhì) 量的4.5%，調(diào)整轉(zhuǎn)速為1500r/min，攪拌35min，得到改性納米碳酸?丐；
[0066] (4)將步驟(3)得到的改性納米碳酸鈣進行壓濾脫水，經(jīng)過鏈帶干燥機干燥，干燥 的溫度為l〇5°C，再經(jīng)過粉碎，分級，包裝，即得到高檔油墨專用納米碳酸鈣；
[0067]本實施例所述表面處理劑為亞麻仁油酸和順丁烯二酸在氫氧化鉀作用下發(fā)生皂 化反應(yīng)所得的水溶性皂化液。其中亞麻仁油酸和順丁烯二酸的重量比為1:1，皂化溫度為90 °C，氫氧化鉀用量為亞麻仁油酸和順丁烯二酸總量的5%。
[0068] 二、對比實施例
[0069] 對比例1
[0070] 將精制、陳化48h的石灰乳進行稀釋，比重調(diào)至1.060，然后輸送到碳酸化塔;初始 溫度為19°C ;通入凈化、冷卻后的窯氣進行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為4m3/h，二氧化碳體積含 量為32 %，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7.0時，得到熟漿，熟漿比表面積測試為26.4m2/g;將熟漿輸送至 表面處理池，溫度加熱至80°C，加入3.5%松香酸與硬脂酸復(fù)配的皂化液，其中松香酸與硬 脂酸的配比為2:1，氫氧化鈉用量為兩者總量的14% ;高速攪拌40min完成表面改性;將處理 好的漿料進行壓濾脫水，經(jīng)過鏈帶干燥機進行干燥處理，干燥溫度為105°C，最后粉碎，分 級，包裝，即得到本對比例1所用的納米碳酸鈣樣品。
[0071] 對比例2
[0072]將精制、陳化48h的石灰乳進行稀釋，比重調(diào)至1.060，然后輸送到碳酸化塔;初始 溫度為21°C;通入凈化、冷卻后的窯氣進行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為3m3/h，二氧化碳體積含 量為34%，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7.0時，得到熟漿，熟漿比表面積測試為29.0m 2/g;將熟漿輸送至 表面處理池，溫度加熱至85°C，加入4%松香酸與硬脂酸復(fù)配的皂化液，其中松香酸與硬脂 酸的配比為3:1，氫氧化鈉用量為兩者總量的14%;高速攪拌50min完成表面改性;將處理好 的漿料進行壓濾脫水，經(jīng)過鏈帶干燥機進行干燥處理，干燥溫度為105°C，最后粉碎，分級， 包裝，即得到本對比例2所用的納米碳酸鈣樣品。
[0073] 三、對比分析
[0074] 將本發(fā)明各實施例和對比實施例得到的納米碳酸鈣按表1所示的配方按常規(guī)方法 制備凹印油墨。各實施例與對比例所得凹印油墨性能如表2所示。
[0075] 表1:制備凹印油墨配方
[0077]表2:凹印油墨性能測試結(jié)果
[0080] 以上性能流動度測試方法參照GB/T 14624.3-93;油墨穩(wěn)定性測試方法參照QB 567-83;油墨干性的檢驗方法參照QB 562-83;油墨透明性的檢驗方法參照GB/T 14624.1-93〇
[0081] 由上述可知，高檔油墨專用納米碳酸鈣制成的凹印油墨，與常規(guī)改性納米碳酸鈣 相比，流動性高，透明度好，干燥時間短，加熱后無膠化現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
【主權(quán)項】
1. 一種高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將精制、陳化36~72h的石灰乳進行稀釋，比重調(diào)至1.050~1.065,然后輸送到碳酸 化反應(yīng)塔，初始溫度為18~23°C ; (2) 將凈化、冷卻后的窯氣通入碳酸化反應(yīng)塔進行碳酸化反應(yīng)，窯氣流量為2~5m 3/h， 二氧化碳體積含量為30~35%，當(dāng)反應(yīng)液pH降到7.0時終止反應(yīng)，得熟漿，熟漿比表面積為20 ~35m 2/g; (3) 將步驟（2)得到的熟漿輸送至表面處理罐，加熱至65~90°C，加入表面處理劑進行 表面處理，高速攪拌30~60min，得到改性納米碳酸鈣； (4) 將步驟(3)得到的改性納米碳酸鈣進行壓濾脫水，經(jīng)過鏈帶干燥機干燥，干燥的溫 度為100~110°C，再經(jīng)過粉碎，分級，包裝，即得到高檔油墨專用納米碳酸鈣； 所述的表面處理劑為亞麻仁油酸和順丁烯二酸的皂化液;其中亞麻仁油酸和順丁烯二 酸的重量比為1~3:1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，其特征在于，所述表面處理劑 亞麻仁油酸和順丁烯二酸的加入量為熟漿中納米碳酸鈣干基質(zhì)量的3.0~4.5%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，其特征在于，所述表面處理劑 的制備方法是將述亞麻仁油酸和順丁烯二酸與強堿發(fā)生皂化反應(yīng)所得到的水溶性皂化液； 其中皂化的溫度為90°C，強堿用量為亞麻仁油酸和順丁稀二酸總量的5~10%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，其特征在于，所述強堿為氫氧 化鈉或氫氧化鉀。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高檔油墨專用納米碳酸鈣的制備，其特征在于，所述高速攪拌的 轉(zhuǎn)速為800-1500r/min。
【文檔編號】B82Y40/00GK105820601SQ201610247624
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月18日
【發(fā)明人】顏干才, 朱勇, 諶業(yè)文, 莫冬麗
【申請人】安徽省宣城市華納新材料科技有限公司