一种高固含量流体轻质碳酸钙的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高固含量流体轻质碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：S1、将水与0.07-0.13wt％分散剂加入容器中配置成液体介质，经高速搅拌机搅拌；S2、将一定量的轻质碳酸钙加入上述容器中搅拌；S3、将一定量的分散剂加入上述容器中搅拌；S4、重复步骤S2、S3，直到形成一定固含量轻质碳酸钙流体；S5、将S4形成固含量轻质碳酸钙流体再经过高速搅拌机搅拌，形成轻质碳酸钙高固含量流体。本发明的制备方法，采用分步添加碳酸钙和改性剂的方法，具有改性剂添加量少、低粘度、高稳定性、分散均匀的高固含量流体轻质碳酸钙，且该高固含量流体轻质碳酸钙适用于碱性纸浆和水性涂料。
【专利说明】
一种高固含量流体轻质碳酸钙的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及轻质碳酸钙应用技术领域，特别是涉及一种高固含量流体轻质碳酸钙的制备方法。
【背景技术】
[0002]碳酸钙是一种重要的无机填料，广泛应用于橡胶、塑料、造纸、油漆、油墨、涂料、粘合剂、化妆品、食品和医药等行业。轻质碳酸钙由于粒径较小，比表面积大，比表面能高，易形成聚集体，分散性能差，直接应用效果不好，因此，在实际应用中，需要对轻质碳酸钙进行表面处理，以改善其性能。
[0003]近年来，由于水性涂料、造纸等工业的发展，使轻质碳酸钙高固含量流体在水中均匀、稳定的分散已成为工艺成功的关键所在。
[0004]使用水性涂料，可避免使用有机溶剂，这样减小涂料对人身安全造成危害。轻质碳酸钙价格低廉，获得广泛应用，但轻质碳酸钙在水介质中分散是否均匀，影响到涂料在墙体上的均匀度；轻质碳酸钙是否制备成高固含量流体，会影响涂料在墙体上的光泽性和光滑度，目前在使用过程中，以低轻质碳酸钙固含量应用较多，研究高固含量的科研人员较少。为此，本发明成功制备出一种轻质碳酸钙高固含量流体，可用于墙体水性涂料。
[0005]造纸工业中，轻质碳酸钙的应用于碱性造纸存在以下问题:1.轻质碳酸钙与纸浆纤维无结合力，从而限制了其加填量；2.纸浆纤维表面对轻质碳酸钙的吸附量有一定局限性，且随加填量的增加，其留着率降低。目前解决此类问题，通常是:1.通过在纸浆中添加改性剂或者轻质碳酸钙表面进行改性，以改善轻质碳酸钙与纤维间的作用力、提高其留着率和纸的强度等，如聚乙烯醇、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、淀粉、聚合物乳胶、纤维素衍生物、硬脂酸、偶联剂等，硬脂酸等，文献表明，改性剂的添加量大多超过1% (以轻质碳酸钙的质量为基准)，甚至达到了 20%，过多的改性剂对造纸湿部的纸料留着产生不利影。2.调解纸浆的PH值在8以上，可抑制碳酸钙的溶解，但过高的PH值产生“纤维碱性变黑”效应。3.采用改性剂使轻质碳酸钙在纸浆中要有较好的分散性。为此，本发明成功制备出一种高固含量流体轻质碳酸钙，具有改性剂添加量少、低粘度、高稳定性、分散均匀的性能，其PH值为9，可以解决其应用于碱性造纸中的问题。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于针对轻质碳酸钙应用于碱性造纸存在的问题，以及作为水性涂料使用过程中的问题，采用分步添加碳酸钙和改性剂的方法，成功制备了适用于碱性纸浆和水性涂料的55wt% _65wt%轻质碳酸钙高固含量流体。
[0007]本发明所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现:
[0008]—种高固含量流体轻质碳酸钙的制备方法，包括以下步骤:
[0009]S1、将水与0.07-0.13wt%分散剂加入容器中配置成液体介质，在高速搅拌机下以200-500转/分，搅拌3-5分钟；
[0010]S2、将轻质碳酸钙加入上述容器中，搅拌速度从低到高至500转/分，搅拌10-20分钟；
[0011]S3、将分散剂加入上述容器中，以1000-1500转/分，搅拌10-20分钟；
[0012]S4、重复步骤S2、S3，直到形成一定固含量轻质碳酸钙流体；
[0013]S5、将S4形成的固含量轻质碳酸钙流体经过高速搅拌机搅拌，搅拌10-20分钟，形成55wt% _65wt%g质碳酸|丐高固含量流体。
[0014]进一步地，所述分散剂为聚羧酸盐类54改性剂。
[0015]进一步地，所述步骤S5的高速搅拌机的搅拌速度要达到1000-1500转/分。
[0016]进一步地，所述步骤S5轻质碳酸|丐高固含量流体为55wt% _65wt%g质碳酸I丐高固含量流体。
[0017]本发明有益效果是:一种高固含量流体轻质碳酸钙的制备方法，采用分步添加碳酸钙和改性剂的方法，具有改性剂添加量少、低粘度、高稳定性、分散均匀的轻质碳酸钙高固含量流体，且该轻质碳酸钙高固含量流体适用于碱性纸浆和水性涂料。
【具体实施方式】
[0018]实施例1:55wt%高固含量流体轻质碳酸钙的制备
[0019]第一步，将400ml水与0.11-0.13wt%分散剂54 (以轻质碳酸钙为基准)加入容器中配置成液体介质，在高速搅拌机下以200-500转/分，搅拌5分钟；
[0020]第二步，将81_83wt%的轻质碳酸钙加入上述容器中，搅拌速度从低到高至500转/分，再搅拌10-20分钟；
[0021]第三步，将0.15-0.17wt%分散剂(以轻质碳酸钙为基准)加入上述容器中，以1000-1500转/分，搅拌10-20分钟；
[0022]第四步，将ll_13wt%的轻质碳酸钙加入上述容器中，搅拌速度从低到高至500转/分，再搅拌10-20分钟；
[0023]第五步，将0.03-0.05被％的分散剂(以轻质碳酸钙为基准)加入上述容器中，以1000-1500转/分，搅拌10-20分钟；
[0024]第六步，将5_7被％的轻质碳酸钙加入上述容器中，搅拌速度从低到高至500转/分，再搅拌10-20分钟；
[0025]第七步，将0.03-0.05被％的分散剂(以碳酸钙为基准)加入上述容器中，在1000-1500转/分下，搅拌10-20分钟。
[0026]第八步，将最终轻质碳酸钙流体在1500转/分下，搅拌10-20分钟，即可获得高固含量流体轻质碳酸I丐。
[0027]其高固含量流体轻质碳酸钙的性质:PH = 9 ;粘度:80-100mpa.s ;将其置于50ml量筒中，三天后沉降至量筒48ml刻度处。
[0028]实施例2:60wt%高固含量流体轻质碳酸钙的制备
[0029]第一步，将400ml水与0.09-0.llwt%分散剂54 (以轻质碳酸钙为基准)加入容器中配置成液体介质，在高速搅拌机下以200-500转/分，搅拌3-5分钟；
[0030]第二步，将65_67wt%的轻质碳酸钙加入上述容器中，搅拌速度从低到高至500转/分，再搅拌10-20分钟；
[0031]第三步，将0.09-0.llwt%分散剂(以轻质碳酸钙为基准)加入上述容器中，在1000-1500转/分下，搅拌10-20分钟；
[0032]第四步，将16_18wt%的轻质碳酸钙加入上述容器中，搅拌速度从低到高至500转/分，再搅拌10-20分钟；
[0033]第五步，将0.09-0.1 Iwt %的分散剂(以轻质碳酸钙为基准)加入上述容器中，在1000-1500转/分下，搅拌10-20分钟；
[0034]第六步，将16_18wt%的的轻质碳酸钙加入上述容器中，搅拌速度从低到高至500转/分，再搅拌10-20分钟;
[0035]第七步，将0.06-0.08被％的分散剂(以碳酸钙为基准)加入上述容器中，在1000-1500转/分下，搅拌10-20分钟。
[0036]第八步，将将最终轻质碳酸钙流体在1500转/分下，搅拌10-20分钟，即可获得高固含量流体轻质碳酸I丐。
[0037]其高固含量流体轻质碳酸钙的性质:PH = 9 ;粘度:110-150mpa.s ;将其置于50ml量筒中，三天后沉降至量筒49ml刻度处。
[0038]实施例3:65wt%高固含量流体轻质碳酸钙的制备
[0039]第一步，将400ml水与0.07-0.09wt%分散剂54 (以轻质碳酸钙为基准)加入容器中配置成液体介质，在高速搅拌机下以200-500转/分，搅拌3-5分钟；
[0040]第二步，将52_54wt%的轻质碳酸钙加入上述容器中，搅拌速度从低到高至500转/分，再搅拌10-20分钟；
[0041]第三步，将0.10-0.12wt%分散剂(以轻质碳酸钙为基准)加入上述容器中，在1000-1500转/分下，搅拌10-20分钟；
[0042]第四步，将13_15wt%的轻质碳酸钙加入上述容器中，搅拌速度从低到高至500转/分，再搅拌10-20分钟；
[0043]第五步，将0.05-0.07被％的分散剂(以轻质碳酸钙为基准)加入上述容器中，在1000-1500转/分下，搅拌10-20分钟；
[0044]第六步，将13_15wt%的轻质碳酸钙加入上述容器中，搅拌速度从低到高至500转/分，再搅拌10-20分钟；
[0045]第七步，将0.05-0.07被％的分散剂(以碳酸钙为基准)加入上述容器中，在1000-1500转/分下，搅拌10-20分钟。
[0046]第八步，将18_20wt%的轻质碳酸钙加入上述容器中，搅拌速度从低到高至500转/分，再搅拌10-20分钟；
[0047]第九步，将0.05-0.07被％的分散剂(以碳酸钙为基准)加入上述容器中，在1000-1500转/分下，搅拌10-20分钟。
[0048]第十步，将将最终轻质碳酸钙流体在1500转/分下，搅拌10-20分钟，即可获得高固含量流体轻质碳酸钙。
[0049]其高固含量流体轻质碳酸钙性质:PH = 9-10 ;粘度:300-400mpa.S，将其置于50ml量筒中，三天后沉降至量筒49ml刻度处。
[0050]根据位阻静电稳定机理，采用电荷密度高、分子量适量的54改性剂，使轻质碳酸钙表面包覆54改性剂后，带有负电荷的轻质碳酸钙颗粒产生排斥作用，同时适度分子量的54改性剂分子链使轻质碳酸钙颗粒产生悬浮作用。分步加改性剂的过程中，轻质碳酸钙表面的水分逐渐被54改性剂所取代，这样析出水份润湿更多轻质碳酸钙，从而获得稳定、均匀、分散好的轻质碳酸钙高固含量流体。通过本发明的制备工艺方法，可使轻质碳酸钙包覆适量改性剂，从而获得低粘度、高稳定的轻质碳酸钙流体。
[0051]上述技术方案显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.一种高固含量流体轻质碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、将水与0.07-0.13wt%分散剂加入容器中配置成液体介质，在高速搅拌机下以200-500转/分，搅拌3-5分钟； 52、将轻质碳酸钙加入上述容器中，搅拌速度从低到高至500转/分，搅拌10-20分钟； 53、将分散剂加入上述容器中，以1000-1500转/分，搅拌10-20分钟； 54、重复步骤S2、S3，直到形成固含量轻质碳酸钙流体； 55、将S4形成的固含量轻质碳酸钙流体经过高速搅拌机搅拌，搅拌10-20分钟，形成轻质碳酸钙高固含量流体。2.按照权利要求1所述的一种高固含量流体轻质碳酸钙的制备方法，其特征在于:所述分散剂为聚羧酸盐类54改性剂。3.按照权利要求1所述的一种高固含量流体轻质碳酸钙的制备方法，其特征在于:所述步骤S5的高速搅拌机的搅拌速度要达到1000-1500转/分。4.按照权利要求1所述的一种高固含量流体轻质碳酸钙的制备方法，其特征在于:所述步骤S5轻质碳酸钙高固含量流体为55wt% _65wt%轻质碳酸钙高固含量流体。
【文档编号】C09C3/10GK105985665SQ201510041861
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】杨小红, 李敏, 陈建兵
【申请人】池州学院