一種納米碳酸鈣濃縮漿及其制備方法技術

本發明專利技術屬于納米材料領域，具體為一種納米碳酸鈣濃縮漿及其制備方法。該濃縮漿由一次粒子的平均粒徑在50nm以下的納米碳酸鈣100份、有機緩蝕劑5～10份、防銹顏料0.1～0.3份、助劑0.3～0.6份、有機溶劑15～20份組成；按比例稱量各組分，將有機緩蝕劑、防銹顏料、助劑與有機溶劑混合均勻；在高速分散機不停轉動過程中逐漸加入納米碳酸鈣粉，全部所需納米碳酸鈣粉加入以后，再繼續分散5～30分鐘，分散機轉速為1500～2500rpm；將所得的納米碳酸鈣漿料在球磨機或砂磨機中研磨1～10小時，使其平均粒徑在100納米以下，獲得納米碳酸鈣濃縮漿。該濃縮漿分散性好、貯存穩定、固體含量高、粘度低、相容性強，兼具防腐功能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于納米材料領域，具體為一種納米碳酸鈣濃縮漿及其制備方法。
技術介紹
納米碳酸鈣又稱超微細碳酸鈣，標準的名稱即超細碳酸鈣。納米碳酸鈣應用最成熟的行業是塑料工業主要應用于高檔塑料制品，可改善塑料母料的流變性，提高其成型性。用作塑料填料具有增韌補強的作用，提高塑料的彎曲強度和彎曲彈性模量，熱變形溫度和尺寸穩定性，同時還賦予塑料滯熱性。納米碳酸鈣用于油墨產品中體現出了優異的分散性和透明性和極好的光澤、及優異的油墨吸收性和高干燥性。納米碳酸鈣在樹脂型油墨中作油墨填料，具有穩定性好，光澤度高，不影響印刷油墨的干燥性能.適應性強等優點。納米碳酸鈣是20世紀80年代發展起來的一種新型超細固體粉末材料，其粒度介于0.01～0.1μm之間。由于納米碳酸鈣粒子的超細化，其晶體結構和表面電子結構發生變化，產生了普通碳酸鈣所不具有的量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子效應。由于活性納米碳酸鈣表面親油疏水，與樹脂相容性好，能有效提高或調節制品的剛、韌性、光潔度以及彎曲強度；改善加工性能，改善制品的流變性能、尺寸穩定性能、耐熱穩定性具有填充及增強、增韌的作用，能取代部分價格昂貴的填充料及助濟，減少樹脂的用量，從而降低產品生產成本，提高市場競爭力。在多數情況下，納米碳酸鈣粒子的成功使用強烈地依賴于納米粒子分散于液相中的能力。一些特殊應用領域，如：化妝品、涂料、紡織、拋光和催化等，都需要粒子很好的分散并且穩定地存在，不能出現團聚等現象，才能很好地展示納米粒子的活性。為了滿足這樣的需要，現在就有人專門研究如何把納米粉制備成高度分散的濃縮漿后再應用。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種納米碳酸鈣濃縮漿及其制備方法，該濃縮漿分散性好、貯存穩定、固體含量高、粘度低、相容性強，并且具有防腐功能。本專利技術的技術方案是：一種納米碳酸鈣濃縮漿，按重量份數計，該濃縮漿由一次粒子的平均粒徑在50nm以下的納米碳酸鈣100份、有機緩蝕劑5～10份、防銹顏料0.1～0.3份、助劑0.3～0.6份、有機溶劑15～20份組成；有機緩蝕劑是對硝基月桂酸鈉、對硝基月桂酸鉀、對硝基軟脂酸鈉、對硝基軟脂酸鉀、對硝基硬脂酸鈉或對硝基硬脂酸鉀，分子結構如下：其中，M代表鈉離子或鉀離子，R代表月桂酸、軟質酸或硬質酸的長鏈；或者，有機緩蝕劑是間硝基月桂酸鈉、間硝基月桂酸鉀、間硝基軟脂酸鈉、間硝基軟脂酸鉀、間硝基硬脂酸鈉或間硝基硬脂酸鉀，分子結構如下：其中，M代表鈉離子或鉀離子，R代表月桂酸、軟質酸或硬質酸的長鏈；防銹顏料是含鍶的磷酸鹽、含鋅的磷酸鹽、含鋁的磷酸鹽之一種或兩種以上；有機溶劑是苯類有機溶劑、酯類有機溶劑和酮類有機溶劑的混合溶劑。含鍶的磷酸鹽，如：德國Heubach公司的SRPP或SAPP等；含鋅的磷酸鹽，如：正磷酸鋅或多聚磷酸鋅等；含鋁的磷酸鹽，如：三聚磷酸鋁等。一般的有機緩蝕劑主要是含未配對電子元素，如：O、N、S的化合物和各種含有極性基團的化學物質，特別是含有氨基、醛基、羧基、羥基、巰基的各種化合物。而本專利技術對硝基或間硝基的有機緩蝕劑為含有-C6H5NO2結構的化合物，它與普通含NO3-(硝酸根)、NO2-(亞硝酸根)及其它含N的有機緩蝕劑顯著不同。本專利技術的有機緩蝕劑可與防銹顏料協同作用，應用到涂層中可與金屬界面會形成磷化膜，起到防腐蝕作用。所述的納米碳酸鈣濃縮漿，苯類有機溶劑、酯類有機溶劑和酮類有機溶劑的重量比例為1：(3～6)：(11～13)，可以起到一定的消泡作用，從而省略消泡劑。并且，苯類有機溶劑用量較少，有利于環保。所述的納米碳酸鈣濃縮漿，苯類有機溶劑為甲苯或二甲苯，酯類有機溶劑為醋酸乙酯或醋酸丁酯，酮類有機溶劑為丙酮或環己酮。所述的納米碳酸鈣濃縮漿，助劑為涂料制備過程中經常使用的防沉劑、潤濕分散劑和流平劑。所述的納米碳酸鈣濃縮漿的制備方法，具體步驟如下：(1)按比例稱量各組分；(2)將有機緩蝕劑、防銹顏料、助劑與有機溶劑混合均勻；(3)在高速分散機不停轉動過程中逐漸加入納米碳酸鈣粉，全部所需納米碳酸鈣粉加入以后，再繼續分散5～30分鐘，分散機轉速為1500～2500rpm；(4)將所得的納米碳酸鈣漿料在球磨機或砂磨機中研磨1～10小時，使其平均粒徑在100納米以下(一般為30～100納米)，獲得納米碳酸鈣濃縮漿。本專利技術中，有機緩蝕劑的對硝基或間硝基是在與直鏈羧酸鹽最后一個烴基相連的酯的苯環上。簡單地說，對硝基或間硝基是在羧酸鹽化合物中的苯環上。上述化學反應式中，n＝8,12,16分別對應月桂酸、軟脂酸和硬脂酸，M代表Na或K。本專利技術研磨分散設備是涂料制造過程中的常用設備，包括高速分散機、砂磨機和球磨機等。本專利技術的優點及有益效果如下：1、本專利技術根據納米碳酸鈣分散體的研究現狀，開發出了一種高固含量的納米碳酸鈣濃縮漿，納米碳酸鈣能穩定均勻地分散存在，形成高度分散化、均勻化和穩定化的分散體系，所用的添加劑組成簡單，對人體和環境沒有任何污染，而且該濃縮漿的制備工藝十分簡單，極大的發揮了納米材料功能改性的作用，并且該分散體能實現工業化生產。2、本專利技術由于采用納米材料、防銹顏料與有機緩蝕劑復合使用的技術方案，使得納米碳酸鈣濃縮漿的抗滲透性、耐腐蝕性顯著提高。同時，所用有機緩蝕劑、防銹顏料無毒，有利于環保。3、本專利技術納米碳酸鈣濃縮漿具有貯存穩定性好，不易沉底等特點。最少可保持六個月不沉淀、不分層，最好的可在一年半以上，可以滿足貯存穩定性的要求。4、利用本專利技術的技術制備出的納米碳酸鈣濃縮漿分散性好，平均粒度在100nm以下，解決了納米粉十分容易團聚的問題，能夠使納米碳酸鈣優異的納米特性充分體現出來。5、本專利技術制備出的納米碳酸鈣濃縮漿固含量最高可達80％以上，并且該濃縮漿粘度低(小于500mPa·s)，易于使用，是一種高濃度高分散體系，提高了納米碳酸鈣的使用效率。該納米碳酸鈣濃縮漿適用于涂料、陶瓷、橡膠、日用化工、磁性材料、電子材料等多種領域。具體實施方式下面，通過實施例對本專利技術進一步詳細闡述。實施例1按重量份數計，納米碳酸鈣濃縮漿由一次粒子的平均粒徑在50nm以下的納米碳酸鈣100份、有機緩蝕劑8份、防銹顏料0.2份、助劑0.5份、有機溶劑18份組成。其中，有機緩蝕劑為對硝基月桂酸鈉，防銹顏料為含鍶的磷酸鹽SRPP，助劑為：BYK-P104S潤濕分散劑(德國畢克化學BYK公司)0.2份、BYK-310流平劑(德國畢克化學BYK公司)0.2份、BENTONE34有機膨潤土防沉劑(美國RHEOX公司)0.1份，有機溶劑為：甲苯1份、醋酸乙酯5份、丙酮12份。納米碳酸鈣濃縮漿的制備方法，具體步驟如下：(1)按比例稱量各組分；(2)將有機緩蝕劑、防銹顏料、助劑與有機溶劑混合均勻；(3)在高速分散機不停轉動過程中逐漸加入納米碳酸鈣粉，全部所需納米碳酸鈣粉加入以后，再繼續分散15分鐘，分散機轉速為2000rpm；(4)將所得的納米碳酸鈣漿料在球磨機或砂磨機中研磨5小時，使其平均粒徑在100納米以下，獲得納米碳酸鈣濃縮漿。實施例2按重量份數計，納米碳酸鈣濃縮漿由一次粒子的平均粒徑在50nm以下的納米碳酸鈣100份、有機緩蝕劑5份、防銹顏料0.3份、助劑0.3份、有機溶劑15份組成。其中，有機緩蝕劑為對硝基軟脂酸鈉，防銹顏料為含鍶的磷酸鹽本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種納米碳酸鈣濃縮漿，其特征在于：按重量份數計，該濃縮漿由一次粒子的平均粒徑在50nm以下的納米碳酸鈣100份、有機緩蝕劑5～10份、防銹顏料0.1～0.3份、助劑0.3～0.6份、有機溶劑15～20份組成；有機緩蝕劑是對硝基月桂酸鈉、對硝基月桂酸鉀、對硝基軟脂酸鈉、對硝基軟脂酸鉀、對硝基硬脂酸鈉或對硝基硬脂酸鉀，分子結構如下：其中，M代表鈉離子或鉀離子，R代表月桂酸、軟質酸或硬質酸的長鏈；或者，有機緩蝕劑是間硝基月桂酸鈉、間硝基月桂酸鉀、間硝基軟脂酸鈉、間硝基軟脂酸鉀、間硝基硬脂酸鈉或間硝基硬脂酸鉀，分子結構如下：其中，M代表鈉離子或鉀離子，R代表月桂酸、軟質酸或硬質酸的長鏈；防銹顏料是含鍶的磷酸鹽、含鋅的磷酸鹽、含鋁的磷酸鹽之一種或兩種以上；有機溶劑是苯類有機溶劑、酯類有機溶劑和酮類有機溶劑的混合溶劑。

【技術特征摘要】
1.一種納米碳酸鈣濃縮漿，其特征在于：按重量份數計，該濃縮漿由一次粒子的平均粒徑在50nm以下的納米碳酸鈣100份、有機緩蝕劑5～10份、防銹顏料0.1～0.3份、助劑0.3～0.6份、有機溶劑15～20份組成；有機緩蝕劑是對硝基月桂酸鈉、對硝基月桂酸鉀、對硝基軟脂酸鈉、對硝基軟脂酸鉀、對硝基硬脂酸鈉或對硝基硬脂酸鉀，分子結構如下：其中，M代表鈉離子或鉀離子，R代表月桂酸、軟質酸或硬質酸的長鏈；或者，有機緩蝕劑是間硝基月桂酸鈉、間硝基月桂酸鉀、間硝基軟脂酸鈉、間硝基軟脂酸鉀、間硝基硬脂酸鈉或間硝基硬脂酸鉀，分子結構如下：其中，M代表鈉離子或鉀離子，R代表月桂酸、軟質酸或硬質酸的長鏈；防銹顏料是含鍶的磷酸鹽、含鋅的磷酸鹽、含鋁的磷酸鹽之一種或兩種以上；有機溶劑是苯類有機溶劑、酯類有機溶劑和酮類有機溶劑的混合溶劑。2.按照權利要求1所述的納米碳酸鈣濃...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邱再明，于清章，王震宇，郝慶輝，武琳琳，鄒德強，
申請(專利權)人：裕祥化工大連有限公司，
類型：發明
國別省市：遼寧;21