固-纳米caco3的制备及其原位表面包覆改性技术

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1、纳米CaCO3的制备及其原位表面包覆改性技术一、项目简介碳酸钙是一种用量最大、用途最广的无机填料，由于其原料广、价格低、无毒性、白度高，得到了广泛的应用。但因普通碳酸钙属于低档产品，对制品的性能提高有限，因此制品的附加值低。纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细化固体材料，是以非金属矿石灰石为原料、采用纳米粉体合成技术沉淀法制备的重要无机盐新产品。其粒径在1～100nm之间，粒径小，活性好，是一种新型高档功能性无机材料。近年来，随着碳酸钙的超细化、结构复杂化及表面改性技术的发展，它的应用价值得到了极大地提

2、高。与普通CaCO3相比，纳米CaCO3具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应，使其在材料的增韧、补强、增透、触变、流动和杀菌消毒等改性方面具有明显的优势，特别是其增韧补强性能，极大地改善和提高了相关行业产品的性能和质量。因此，纳米碳酸钙被广泛用作产品的补强剂、填充剂、添加剂、增韧剂及增白剂等，以降低成本、增强制品功能、改善制品品质、增加制品附加值等。本项目技术利用具有自主知识产权的纳米CaCO3碳化反应釜，通过控制Ca(OH)2浓度、CO2浓度及流量、反应温度、搅拌速度、反应釜压力、晶型控制剂类别和用

3、量等条件，可制备出晶型为方解石，形状诸如立方体、链状、纺锤状、球状、片状等各种纳米CaCO3粉体，粉体质量稳定，纯度高，粒度细且均匀，白度较高。其中，制得的立方体结构的CaCO3粒径在50nm左右，分布范围窄；链状结构粒径在20nm，长径比达到6以上。本技术生产的纳米碳酸钙性能稳定，晶型丰富，适用性广，产品附加值高。同时，通过利用原位表面包覆改性技术，针对不同应用领域采用不同的工艺方法和表面改性剂，可制备出各种专用的纳米CaCO3粉体，如橡胶专用纳米CaCO3、塑料专用纳米CaCO3、造纸专用纳米CaCO3、涂料专用

4、纳米CaCO3、油墨专用纳米CaCO3、密封胶黏剂专用纳米CaCO3等。此外，本课题组长期从事纳米粉体材料的制备和应用方面的研究工作，不仅根据实际应用需求制备出了各种类型的纳米粉体材料，而且发展了无机粉体材料规模分散技术、消除硬团聚和防止二次团聚技术，解决了粉体在塑料、橡胶和涂料制品中应用的瓶颈问题。二、市场需求预测及效益分析纳米CaCO3应用领域涉及：橡胶制品行业，用于轮胎、胶管、胶带以及油封、汽车配件等橡胶制品中；塑料工业，用于工程塑料改性、PP、PE、PA、PC等；涂料工业，水性涂料和油性涂料；胶粘剂和密封胶工

5、业，硅酮、聚流、聚氨酯、环氧等密封结构胶；造纸工业，卷烟纸、记录纸、簿页印刷纸、高白度铜版纸以及高档卫生巾、纸尿布等；油墨工业，适用于平版胶印油墨、凹版印刷油墨等。纳米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业，主要应用于高档塑料制品改性。用于汽车内部密封的PVC增塑溶胶，可改善塑料母料的流变性，提高其成型性。用作塑料填料具有增韧补强的作用，可提高塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量，热变形温度和尺寸稳定性，同时还赋予塑料滞热性。纳米碳酸钙用于油墨产品中体现出了优异的分散性、透明性和极好的光泽及优异的油墨吸收性和高干燥性。纳米碳酸钙在

6、树脂型油墨中作油墨填料，具有稳定性好，光泽度高，不影响印刷油墨的干燥性能，适应性强等优点。造纸业是纳米碳酸钙最具开发潜力的市场。目前，纳米碳酸钙还主要用于特殊纸制品，如女性用卫生巾、婴儿用尿不湿等。纳米活性碳酸钙作为造纸填料具有以下优点：高蔽光性、高亮度，可提高纸制品的白度和蔽光性；高膨胀性，能使造纸厂使用更多的填料而大幅度降低原料成本；粒度细、均匀，使制品更加均匀、平整；吸油值高，能提高彩色纸的预料牢固性。纳米碳酸钙在涂料工业作为颜料填充剂，具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点。纳米级超细碳酸钙具有空间位阻效应

7、，在制漆中，能使配方中密度较大的立德粉悬浮，起防沉降作用。制漆后，漆膜白度增加，光泽度高，而遮盖力却不降低，主要用于高档轿车漆。橡胶工业是纳米碳酸钙的主要应用市场之一。添加钠米碳酸钙的橡胶，其硫化胶升长率、撕断性能、压缩变形和耐屈性能，都比添加一般碳酸钙的高。加入用树脂酸处理的纳米碳酸钙后，有的橡胶制品撕裂强度提高4倍以上。纳米碳酸钙在饲料行业中可作为补钙剂，增加饲料含钙量；在化妆品中使用，由于其纯度高、白度好、粒度细，可以替代钛白粉。我国碳酸钙矿产资源丰富，分布广泛，因此开发与生产这类高附加值系列CaCO3产品前途

8、广阔，经济效益明显，并可实现国内低档碳酸钙产品更新换代，促进我国碳酸钙工业以及橡塑、涂料、造纸等相关行业的发展。充分利用国内资源、技术、产品成本与性能的优势，参与国际竞争，具有巨大的社会效益和经济效益。目前，广东恩平、山西芮城及江西等全国各地都有纳米碳酸钙的生产，大部分采用的是超重力合成法，就晶型丰富性方面，我们采用的技术具有较大优势。因此，本