[0001]
本发明涉及碳酸钙领域，具体涉及一种高纯度纳米碳酸钙的制备方法。
背景技术：
[0002]
碳酸钙是用途极广的宝贵资源石灰石是石灰岩作为矿物原料的商品名称。石灰岩在人类文明史上，以其在自然界中分布广、易于获取的特点而被广泛应用。作为重要的建筑材料有着悠久的开采历史，在现代工业中，石灰石是制造水泥、石灰、电石的主要原料，是冶金工业中不可缺少的熔剂灰岩，优质石灰石经超细粉磨后，被广泛应用于造纸、橡胶、油漆、涂料、医药、化妆品、饲料、密封、粘结、抛光等产品的制造中。据不完全统计，水泥生产消耗的石灰石和建筑石料、石灰生产、冶金熔剂，超细碳酸钙消耗石灰石的总和之比为1∶3。石灰岩是不可再生资源，随着科学技术的不断进步和纳米技术的发展，石灰石的应用领域还将进一步拓宽。
[0003]
纳米碳酸钙用于塑料中与树脂亲合性好,可有效增加或调节材料刚性,韧性,以及弯曲强度等,并可改善塑料加工体系的流变性能,降低塑化温度,提高制品尺寸稳定,耐热性及表面光洁性；在nr,br,sbr等橡胶体系中,容易混练,分散均匀,并可使胶质柔软,还能提高压出加工性能和模型流动性.使橡胶制品具有表面光滑,伸长率大,抗张强度高,永久变形小,耐弯曲性能好,耐撕裂强度高等特点。
[0004]
目前的碳酸钙制备方法需要采用晶形调节剂等材料，造成纳米碳酸钙残留其他材料，无法得到高纯度的纳米碳酸钙。当纳米碳酸钙作为塑料添加剂时，杂质并不会造成影响，但是，当纳米碳酸钙作为催化剂的重质载体时，杂质会对催化剂活性物质带来一定的影响，针对这一现象，目前还未有高纯度纳米碳酸钙的制备工艺。
技术实现要素：
[0005]
针对现有技术中的问题，本发明提供一种高纯度碳酸钙的制备方法，解决了现有纳米碳酸钙纯度不稳定的问题，利用氢氧化钙的溶解-转化-沉降的方式，达到碳酸钙分散沉降。
[0006]
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
[0007]
一种高纯度碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：
[0008]
步骤1，将乙基纤维素和甲基纤维素搅拌均匀，混合形成混合纤维素；将氢氧化钙加入至混合纤维素，得到混合粉体；所述乙基纤维素与甲基纤维素的质量比为2-4:3，所述氢氧化钙的加入量是甲基纤维素质量100-200％；
[0009]
步骤2，将混合粉体加入至无水乙醇中搅拌均匀形成粘稠浆料，然后均匀喷雾呈薄膜，烘干后得到混合薄膜；所述无水乙醇的加入量是混合粉体质量的40-80％，均匀喷雾的喷雾量是2-5g/cm2，烘干温度为100-120℃；
[0010]
步骤3，将混合薄膜缓慢进入含有二氧化碳的蒸馏水中，直至薄膜形成多孔结构，且沉淀沉降完全，过滤得到沉淀物；所述蒸馏水的质量是混合薄膜质量的80-140％，且蒸馏
水采用饱和二氧化碳的蒸馏水，所述混合薄膜缓慢浸入蒸馏水的速度为3-10g/min，温度为60-70℃；将薄膜取出后加入至滤液中搅拌，然后接3倍质量的乙醇水溶液，得到混合纤维素溶液，经梯度升温的方式回收乙醇、蒸馏水和混合纤维素，此处的乙醇水溶液中，乙醇体积浓度为40-70％，梯度升温的温度分别为80-90℃和100-110℃；
[0011]
步骤4，将沉淀物浸泡至乙醇水溶液低温超声10-20min，过滤烘干得到纳米碳酸钙；所述乙醇水溶液的乙醇体积70-90％，乙醇水溶液与沉淀物的质量比为3-5:2，低温超声的温度为4-10℃，超声频率为50-90khz，所述烘干的温度为120-150℃。
[0012]
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
[0013]
1.本发明解决了现有纳米碳酸钙纯度不稳定的问题，利用氢氧化钙的溶解-转化-沉降的方式，达到碳酸钙分散沉降。
[0014]
2.本发明中的甲基纤维素与乙基纤维素能够回收利用，大大降低了成本。
[0015]
3.本发明利用甲基纤维素的假塑特性与膨胀特性形成稳定的渗透效果，配合甲基纤维素的同质传导性，促进氢氧化钙在水中的溶解。
[0016]
4.本发明利用氢氧化钙缓慢溶解的方式有效的控制了溶液中的难度，有效的降低转化过程中的沉淀转化速度，减少团聚问题。
具体实施方式
[0017]
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
[0018]
实施例1
[0019]
一种高纯度碳酸钙的制备方法，包括如下步骤
[0020]
步骤1，将100g乙基纤维素和150g甲基纤维素搅拌均匀，混合形成250g混合纤维素；将150g氢氧化钙加入至250g混合纤维素中，得到400g混合粉体；
[0021]
步骤2，将400g混合粉体加入至160g无水乙醇中，搅拌均匀形成粘稠浆料，然后以2g/cm2的喷雾量进行喷雾，经100℃的烘干，得到10cm*10cm混合薄膜；
[0022]
步骤3，将混合薄膜堆放形成400g的薄膜集，以3g/min的浸入速度将薄膜基缓慢浸泡至60℃的320g饱和碳酸水溶液中；当薄膜集完全浸泡在水中，且不再有沉淀产生时，取出薄膜集，过滤得到沉淀物-202.6g；将薄膜集放入滤液中，并加入960g乙醇体积含量为40％的乙醇水溶液中，当薄膜集完全溶解后升温至80℃回收乙醇，升温至100℃回收蒸馏水，残留物为混合纤维素；
[0023]
步骤4，将202.6g的沉淀物放入303.9g的乙醇体积含量为70％的乙醇水溶液，4℃条件下50khz超声10min，过滤后120℃烘干，得到纳米碳酸钙-200.7g。
[0024]
本实施例制备的纳米碳酸钙的粒径为400nm，且0-700nm的颗粒含量为92％，碳酸钙产率为99.0％，纯度为99.9％。
[0025]
实施例2
[0026]
一种高纯度碳酸钙的制备方法，包括如下步骤
[0027]
步骤1，将200g乙基纤维素和150g甲基纤维素搅拌均匀，混合形成350g混合纤维素；将300g氢氧化钙加入至350g混合纤维素中，得到650g混合粉体；
[0028]
步骤2，将650g混合粉体加入至520g无水乙醇中，搅拌均匀形成粘稠浆料，然后以5g/cm2的喷雾量进行喷雾，经120℃的烘干，得到10cm*10cm混合薄膜；
[0029]
步骤3，将混合薄膜堆放形成650g的薄膜集，以10g/min的浸入速度将薄膜基缓慢浸泡至790℃的910g饱和碳酸水溶液中；当薄膜集完全浸泡在水中，且不再有沉淀产生时，取出薄膜集，过滤得到沉淀物-403.4g；将薄膜集放入滤液中，并加入2730g乙醇体积含量为70％的乙醇水溶液中，当薄膜集完全溶解后升温至90℃回收乙醇，升温至110℃回收蒸馏水，残留物为混合纤维素；
[0030]
步骤4，将403.4g的沉淀物放入1008.5g的乙醇体积含量为90％的乙醇水溶液，10℃条件下90khz超声20min，过滤后150℃烘干，得到纳米碳酸钙-200.7g。
[0031]
本实施例制备的纳米碳酸钙的粒径为300nm，且0-500nm的颗粒含量为93％，碳酸钙产率为99.2％，纯度为99.9％。
[0032]
实施例3
[0033]
一种高纯度碳酸钙的制备方法，包括如下步骤
[0034]
步骤1，将150g乙基纤维素和150g甲基纤维素搅拌均匀，混合形成300g混合纤维素；将225g氢氧化钙加入至300g混合纤维素中，得到525g混合粉体；
[0035]
步骤2，将525g混合粉体加入至420g无水乙醇中，搅拌均匀形成粘稠浆料，然后以4g/cm2的喷雾量进行喷雾，经110℃的烘干，得到10cm*10cm混合薄膜；
[0036]
步骤3，将混合薄膜堆放形成525g的薄膜集，以8g/min的浸入速度将薄膜基缓慢浸泡至65℃的525g饱和碳酸水溶液中；当薄膜集完全浸泡在水中，且不再有沉淀产生时，取出薄膜集，过滤得到沉淀物-302.6g；将薄膜集放入滤液中，并加入1575g乙醇体积含量为50％的乙醇水溶液中，当薄膜集完全溶解后升温至85℃回收乙醇，升温至105℃回收蒸馏水，残留物为混合纤维素；
[0037]
步骤4，将302.6g的沉淀物放入605.2g的乙醇体积含量为80％的乙醇水溶液，8℃条件下70khz超声20min，过滤后140℃烘干，得到纳米碳酸钙-301.7g。
[0038]
本实施例制备的纳米碳酸钙的粒径为400nm，且0-700nm的颗粒含量为95％，碳酸钙产率为99.2％，纯度为99.9％。
[0039]
综上所述，本发明具有以下优点：
[0040]
1.本发明解决了现有纳米碳酸钙纯度不稳定的问题，利用氢氧化钙的溶解-转化-沉降的方式，达到碳酸钙分散沉降。
[0041]
2.本发明中的甲基纤维素与乙基纤维素能够回收利用，大大降低了成本。
[0042]
3.本发明利用甲基纤维素的假塑特性与膨胀特性形成稳定的渗透效果，配合甲基纤维素的同质传导性，促进氢氧化钙在水中的溶解。
[0043]
4.本发明利用氢氧化钙缓慢溶解的方式有效的控制了溶液中的难度，有效的降低转化过程中的沉淀转化速度，减少团聚问题。
[0044]
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。