无水硫酸钙晶须的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于晶须制备技术领域，具体地讲，涉及一种一步水热法制备无水硫酸钙 晶须的方法。
【背景技术】
[0002] 硫酸妈晶须又称石霄晶须，具有尚强度、尚t旲量、尚初性、尚绝缘性、耐磨耗、耐尚 温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优异 的物理、化学特性和机械性能。作为新型功能材料，其广泛应用于塑料、橡胶、粘接剂、摩擦 材料、造纸、沥青、涂料、油漆、轻质建材和密封材料中作补强增韧剂或功能型填料；还可直 接作为过滤材料、保温材料、耐火隔热材料、红外线反射材料和包覆电线的高绝缘材料。硫 酸钙晶须由于其性价比较高，是一种应用领域较广、市场前景极为广阔的新型材料，也是目 前国际上备受关注、极有发展前途的无机盐晶须材料。
[0003] 硫酸妈晶须根据结晶水不同可分为>水硫酸妈晶须（CaSO4 · 2H20)、半水硫酸1?晶 须（CaSO4 ·0. 5H20)和无水硫酸钙晶须（CaSO4)。其中，无水硫酸钙晶须强度最高；二水硫酸 钙晶须必须在低于ll〇°C的条件下使用，否则就起不到晶须的增强作用，因此工业应用前景 小；无水硫酸钙晶须及半水硫酸钙晶须则具有较高的强度和使用价值。半水硫酸钙晶须在 潮湿环境下会发生水化反应，破坏晶体结构及性能；因此，为保持其稳定性半水硫酸钙晶须 需要在600°C~700°C下灼烧处理，生成不溶的无水硫酸钙晶须，这就引起了工业生产成本 较高的问题。
[0004] 专利CN 201210452856. 3公开了一种低成本制备硫酸钙晶须的方法，所述方法包 括以下过程：原料重质碳酸钙和硬石膏粉碎，将粉碎后的碳酸钙矿石和硬石膏矿石用硫酸 溶液处理后，加入晶形助长剂制成混合液，经水热合成法在高温高压下生成具有较高长径 比的半水硫酸钙晶须，半水硫酸钙晶须经过滤、洗涤、高温脱结晶水步骤即得到高品质无水 硫酸钙晶须产品。本工艺中虽不需要600°C~700°C下灼烧处理，但其中由半水硫酸钙晶须 向无水硫酸钙晶须转变的过程中仍需250°C~300°C下的高温脱结晶水操作，因此工业成 本仍旧较高。
【发明内容】
[0005] 为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种无水硫酸钙晶须的制备方 法，该制备方法采用一步水热法即可制备得到无水硫酸钙晶须，方法简单，简化了无水硫酸 钙晶须的制备工艺；同时，避免使用高温灼烧的方法，也大幅降低了生产成本。
[0006] 为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
[0007] 无水硫酸钙晶须的制备方法，包括步骤:A、将生石膏置于水中，配制成第一悬浊 液，在搅拌下向所述第一悬浊液中加入晶形控制剂，形成浆料；其中，所述水与所述生石膏 的液固质量比为5. 5~30:1 ;所述晶形控制剂与所述生石膏的摩尔比为0. 7~5:1 ;B、将所 述浆料转移至水热反应釜中，并在搅拌下进行水热反应2h~10h，得到第二悬浊液；其中， 所述水热反应釜的设置温度为170°C~220°C ;C、将所述第二悬浊液固液分离，获得滤饼和 滤液，所述滤饼经洗涤、烘干得到无水硫酸钙晶须。
[0008] 进一步地，所述晶形控制剂选自氯化钙、氯化铵、氯化镁、硫酸铵中的任意一种。
[0009] 进一步地，所述滤液回流至所述步骤A中作为晶形控制剂循环再用。
[0010] 进一步地，在所述步骤C中，所述滤饼经去离子水洗涤、并在80°C下烘干得到所述 无水硫酸钙晶须。
[0011] 进一步地，在所述步骤B中，所述衆料在所述水热反应Il中的填充度为50 %~ 80%〇
[0012] 进一步地，所述水热反应釜为磁力反应釜或均相反应器。
[0013] 本发明以生石膏为原料，并利用晶形控制剂的作用，通过一步水热法即合成了无 水硫酸钙晶须，与现有技术中无水硫酸钙晶须的制备方法相比，避免通过高温处理由半水 硫酸钙晶须向无水硫酸钙晶须转变的过程，可大幅降低生产成本；另外，根据本发明的无水 硫酸钙晶须的制备方法还具有工艺简单、易于操作的优点。
【附图说明】
[0014] 通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面的特点和优点 将变得更加清楚，附图中：
[0015] 图1是根据本发明的实施例1的无水硫酸钙晶须的制备方法的步骤流程图；
[0016] 图2是根据本发明的实施例1的无水硫酸钙晶须的XRD图；
[0017] 图3是根据本发明的实施例1的无水硫酸钙晶须的SM图；
[0018] 图4是根据本发明的实施例4的无水硫酸钙晶须的XRD图；
[0019] 图5是根据本发明的实施例4的无水硫酸钙晶须的SM图；
[0020] 图6是根据本发明的实施例7的无水硫酸钙晶须的XRD图；
[0021] 图7是根据本发明的实施例7的无水硫酸钙晶须的SM图；
[0022] 图8是根据本发明的实施例8的无水硫酸钙晶须的XRD图；
[0023] 图9是根据本发明的实施例8的无水硫酸钙晶须的SM图。
【具体实施方式】
[0024] 以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实 施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施 例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明 的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
[0025] 将理解的是，尽管在这里可使用术语"第一"、"第二"等来描述各种中间产品，但是 这些中间产品不应受这些术语的限制，这些术语仅用于将化学类别相同的一个中间产品与 另一个中间产品区分开来。
[0026] 图1是根据本发明的实施例的无水硫酸钙晶须的制备方法的步骤流程图。
[0027] 参照图1，根据本发明的实施例的无水硫酸钙晶须的制备方法包括如下步骤：
[0028] 在步骤110中，将生石膏置于水中，形成第一悬浊液。其中，水与生石膏的液固质 量比为5. 5~30:1。
[0029] 在步骤120中，向第一悬浊液中加入晶形控制剂，搅拌形成白色浆料。
[0030] 具体地，晶形控制剂与生石膏的摩尔比为0. 7~5:1 ;其中，晶形控制剂可选自氯 化钙、氯化铵、氯化镁、硫酸铵中的任意一种。
[0031] 在步骤130中，将白色浆料移至水热反应釜中，让白色浆料进行水热反应，得到第 二悬浊液。
[0032] 具体地，水热反应釜的设置温度为170°C~220°C，水热反应时间为2h~10h。
[0033] 值得说明的是，上述水热反应应在搅拌的情况下进行，水热反应采用的设备可以 为均相反应器或是磁力反应釜，或是其他可以同时实现搅拌条件下的水热反应的设备。
[0034] 在步骤140中，将第二悬浊液固液分离，获得滤饼和滤液，滤饼经去离子水洗涤 后，在80°C下烘干得到无水硫酸钙晶须。
[0035] 值得说明的是，在步骤140中，经固液分离得到的滤液可循环用作晶形控制剂；也 就是说，只需向该滤液中按照预定比例加入生石膏，经搅拌，即可形成白色浆料，从而继续 进行水热反应；或者将该滤液返回步骤110中，与第一悬浊液混合，经搅拌，即可形成白色 浆料，从而继续进行水热反应。
[0036] 以下，将参照具体的实施例对根据本发