加工纳米碳酸钙用的陈化设备的制作方法

本实用新型涉及粉体加工技术领域，具体涉及一种加工纳米碳酸钙用的陈化设备。

背景技术：

目前，纳米碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、油墨、涂料、密封胶和胶黏剂行业，其可以有效改善产品的流变性、抗弯曲强度等性能。现有技术中，纳米碳酸钙的主要生产工艺流程为：煅烧、消化、碳化、陈化、表面处理、脱水、干燥和包装。其中，碳化是指将CO₂通入氢氧化钙中以生成纳米碳酸钙，由于该反应放出的热量不足以供给纳米碳酸钙粒子生长成完整的晶形，因此经碳化处理后的纳米碳酸钙粒子表面仍存在缺陷，如果直接对其进行表面处理，那么制成的产品容易出现质量问题。为促进纳米碳酸钙粒子的生长，现有技术采用将碳化后的碳酸钙浆液转移至常温容器中静置一段时间以进行陈化，然而，由于该容器既无法为纳米碳酸钙粒子的生长提供热量，也无法对其进行有效分散，导致最终加工得到的纳米碳酸钙粉体吸油值高且易团聚，产品使用性能不稳定，这样无疑限制了纳米碳酸钙粉体产品的应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种促进纳米碳酸钙粒子生长、提高其分散性能的加工纳米碳酸钙用的陈化设备。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种加工纳米碳酸钙用的陈化设备，包括对筒体实施加热的加热单元和对筒体实施搅拌的搅拌单元，与浆源相连的进浆管道自筒体外部延伸进来，筒体底部设有出浆管。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：本实用新型公开的陈化设备有两个方面的优点：一是通过搅拌混合可以均化碳酸钙浆液以防止沉淀，避免纳米碳酸钙粒子团聚，有助于提高纳米碳酸钙粒子分散性；二是通过提供热源能为纳米碳酸钙粒子的生长提供所需热能，经陈化后，纳米碳钙粒子表面得到有效修饰，粒子生长更完整。

附图说明

图1～3是本实用新型的结构示意图；

图4为陈化前纳米碳酸钙的电镜图；

图5为陈化后纳米碳酸钙的电镜图。

具体实施方式

一种加工纳米碳酸钙用的陈化设备，如图1-3所示，包括对筒体10 实施加热的加热单元20和对筒体10实施搅拌的搅拌单元30，与浆源相连的进浆管道40自筒体10外部延伸进来，筒体10底部设有出浆管11。实际使用时，将现有技术中碳化所得的纳米碳酸钙浆料通过进浆管道40投入到筒体10内进行搅拌，同时开启加热单元20对浆料实施加热，这样有两个方面的优点：一是通过搅拌混合可以均化纳米碳酸钙浆液以防止沉淀，避免纳米碳酸钙粒子团聚，有助于提高纳米碳酸钙粒子分散性；二是通过提供热源能为纳米碳酸钙粒子的生长提供所需热能，经陈化后，纳米碳钙粒子表面得到有效修饰，粒子生长更完整。如此使得加工得到的纳米碳酸钙粒子晶形更完整，吸油值低，产品质量更稳定，满足密封胶、胶粘剂等中高端产品的使用要求。

具体的方案为，所述陈化设备包括若干个顺序连接的筒体10，筒体 10的侧壁上布置有溢浆管12，溢浆管12延伸到相邻筒体10的筒壁上，实现两个筒体10的彼此连通。在向筒体10中不断通入浆料的过程中，经加热好的浆料自然地从筒体10上部的溢浆管12溢出到下一个筒体10 中进行搅拌。事实上，使用时可根据纳米碳酸钙的浆液量、陈化时间、搅拌速率、浆液温度、筒体10体积的不同而去选择不同数量的筒体10，使用多个相连的筒体10进行陈化有助于提高生产效率，实现连续生产。

作为进一步的优选方案：所述加热单元20为蒸汽热管，蒸汽热管的前端与蒸汽热源相连，蒸汽热管的末端伸进筒体10内、并在靠近筒体10底部的腔室内成螺旋、迂回和/或折返状布置，蒸汽热管的末端管身上开设有出汽孔21。纳米碳酸钙浆液进入首筒筒体10内时，通过蒸气直冲升温，能使浆液迅速升温至75℃，纳米碳酸钙粒子得到所需热能开始长大，再通过相应的陈化时间后，表面得到有效修饰，粒子生长更完整。

优选的，所述搅拌单元30包括伸进筒体10内的转轴31和设置在转轴31中部和端部的叶片32，动力机构50驱动转轴31转动。市场上的搅拌结构有多种，均可应用于本实用新型进行物料搅拌。

为便于控制搅拌速率，所述的动力机构50包括电机51和减速机52，减速机52和转轴31相连，电机51和减速机52共同带动转轴31和搅拌单元构成同步转动。

为提高设备稳定性和搅拌均匀性，所述的筒体10和转轴31的轴芯重合且位于铅垂方向上。

为方便浆料流出和清理，所述出浆管11自构成筒体10的底部延伸到筒体10外部的出浆管道60处并与出浆管道60连通，出浆管道60延伸至与每个筒体10上的出浆管11相连，出浆管11上设置有截止阀61，靠近尾筒的出浆管道60上设置有液泵62。如此，在设备正常运行时，浆液可在液泵62提供的动力下，从末筒经出浆管道60流出，而当设备停产或要检修时，浆液也方便从每个筒体10中流出。

优选的，所述筒体10内设置有条形挡板13，条形挡板13靠近筒体 10内壁布置、条形挡板13的板长方向与筒体10的筒长方向一致。通过条形挡板13的阻挡作用，可以打破纳米碳酸钙浆料的漩涡流动，使浆液受阻回流，从而提高搅拌混合效果，保证纳米碳酸钙的均化效果。实际上，在筒体10内壁处，条形挡板13可布置多个，因在图1-3中显示与转轴31的位置相重叠，为了便于观察，故在图1-3中未示出。

性能测试实验：

1.电镜：用扫描电镜或透射电镜检测，结果如图4-5所示。

2.吸油值测试：

分别称取陈化前和陈化后的纳米碳酸钙样品各5g(精确至0.01g)，放于平板上，将DOP油自滴管中滴入试样内，每次加0.5ml(约10滴)，用调刀轻轻拌和至所有粉末均被油润湿，然后用调刀压研，使油渗入样品，逐步减少滴入的DOP的量并用调刀充分研磨，当形成稠度均匀的膏状物，恰好不裂不碎，又能粘附在平板上，即为终点。全部操作应在 (20～25)min内完成，正确记录所耗用的油的质量m(计算前后DOP瓶的质量减少即可)。

计算公式：DOP(gDOP/100gCaCO3)＝m*20

式中：m——耗油值，g。

3.挤出性测试：2万粘度基胶混合碳酸钙1.1:1，加入高速混合机，先搅拌10min，转速15-20转，铲边，再搅拌20min转速30-35转，抽真空，出料，装入硬包装胶管，放置温度条件为23±2℃，湿度50±5％环境中4h，用310ml硬管胶枪压力为0.5MPA，尖嘴口径为6±0.2mm，记录10s中出胶g数，计算挤出率g/s。

4.触变值测试：

DOP：CaCO₃：CaO＝175:100:10，加入不诱钢杯，用高速分散机2500 r/min高速分散5分钟，放置温度在20度环境下24h，用粘度计分别用2转的粘度除以20转的粘度，得到触变值。

试验2-4的结果如表1所示：

从表1中可以看出：经本实用新型提供的设备进行陈化处理后，纳米碳酸钙的分散性更好，吸油值更低，产品应用性能更好。