纳米碳酸钙的生产工艺评述.doc

纳米碳酸钙的生产工艺评述蒋卫红①　俞　乐①　王杨君②①浙江省东阳市技术监督局浙江　322100　②华南理工大学化工与能源学院广州　510640　　摘　要　该文对目前工业上生产纳米碳酸钙的方法作了较为系统的叙述。对一步碳化法、两步碳化法、多段喷雾碳化法、超重力旋转填充床碳化法制备纳米碳酸钙材料的方法进行了比较和总结并重点介绍了超重力技术的原理和优点。关键词　纳米碳酸钙　一步碳化法　两步碳化法　喷雾碳化法　超重力旋转床碳化法　超重力AReviewonProductionTechnologyofNano-CalciumCarbonateJiangWeihong①　YuLe①　WangYangjiun②①IndustryandBusinessAdministrationManagementBureauofDongyangZhejiang　322100②CollegeofChemicalEngineeringandEnergySouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou　510640　　Abstract　Thispaperintroducesthemainsyntheticmethodsandtechnologiesofnano-calciumcarbonateparticlesincludingmultileveledsprayingcarbonizationone-stepcarbonizationtwo-stepcarbonizationandcar2bonizationbyRPB.AnditintroducesthetheoryandtheadvantagesofHigh-gravitytechnologyindetails.Keywords　nano-caliumcarbonate　one-stepcarbonization　two-stepcarbonization　multileveledsprayingcarbonationbyRPB　higee　　纳米级超细碳酸钙是八十年代发展起来的一种新型超细固体材料粒径在1～100nm之间。由于纳米级碳酸钙粒子的超细化其晶体结构和表面电子结构发生变化产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应在磁性、催化性、光热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出优越的性能。将其填充在橡胶、塑料中能使制品表面光艳、伸长度好、抗张力高、抗撕力强、耐弯曲、抗龟裂性能好是优良的白色补强材料。在高级油墨、涂料中具有良好的光泽、透明、稳定、快干等特性。关于超细碳酸钙的研究、开发和生产一直受到国内外的重视。由于在生产中用机械粉碎法很难得到粒径如此小的碳酸钙所以一般都采用化学合成法制取。日本在超细碳酸钙的研制、生产、应用方面目前处于国际领先地位现已能生产出纺锤形、立方形、针型、球型、链锁型及无定型等不同形态及表面改性的品种达50余种。美国着重于超细碳酸钙在造纸和涂料工业上的应用。英国则主要从事填料专用超细碳酸钙的研制近20年来英国在汽车专用塑料用碳酸钙中占垄断地位。我国从20世纪80年代开始进行超细碳酸钙的研究虽然已经研制、生产出了几种不同型号的超细碳酸钙产品。但总体上看还处于品种少、数量低、生产工艺及设备比较落后的水平高档超细碳酸钙产品目前仍主要依靠进口1。因此加强研制和开发新的高档超细碳酸钙产品既是橡胶、塑料制品、造纸等工业的迫切要求也是我国碳酸钙工业发展的重要目标。1　纳米碳酸钙传统的生产工艺评述现在工业上碳化法是生产纳米碳酸钙的主要方法。其生产工艺可分为以下步骤:消化碳化表面改性过滤干燥纳米碳酸钙产品碳化是整个生产工艺的核心根据碳化工艺的不同纳米碳酸钙的工业合成方法可分为3种即:一步碳化法两步碳化法、多段喷雾碳化法。111　一步碳化法2??01??广州化工2004年32卷第3期?? 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 该法的碳化设备是鼓泡塔其技术关键为优化选择适当的晶形控制剂种类及用量。此工艺的主要技术方法为:以硫酸为晶形控制剂与CaOH2悬浮液混匀加入反应器间歇碳化制备超细立方形碳酸钙。这种生产方法的特点是:超微细碳酸钙为立方形平均粒径为01045μm其粒度分布范围窄粒径分布比较均匀。112　两步碳化法2该法是在一步碳化法的基础上增加了第2碳化系统其碳化设备也是采用鼓泡塔。此法的具体工艺是:将5～30质量分数部分碳化过的胶态碳酸钙在反应最初阶段加到第2碳化系统中。两步碳化的特点是合成工艺技术比较成熟:在不需加任何晶形控制剂的条件下可获得长径013～1μm短径011～013μm的纺锤形碳酸钙。113　喷雾碳化法