一種片狀文石碳酸鈣的製備方法
2023-10-04 11:49:19
專利名稱：一種片狀文石碳酸鈣的製備方法
技術領域：
本發明涉及貝殼利用領域，特別是一種片狀文石碳酸鈣的製備方法。
背景技術：
片狀碳酸鈣具有白度高、光滑度高、光澤度高等優點。目前，製備片狀碳酸鈣的方法主要有微乳液法、轉化法和石灰乳碳化法，一般採用有機磷化合物、硼化物、有機胺或有機酸等作形貌控制劑，形貌控制劑價格昂貴，毒性大，存在二次汙染，工藝複雜，反應速度緩慢，成品率低等問題。另一方面，文石碳酸鈣是近年來出現的一種新型材料，具有強度高、模量高、耐熱和隔熱性能好等特點。文石碳酸鈣與基體具有良好的相容性，可以改善製品的加工性能和力學性能，賦予製品高的表面光潔度和耐磨性。目前，利用仿生學模仿生物體內的文石形成過程製備文石晶體時，多採用可溶性鹽類的複分解反應，主要方法有Ca(HCO3)2轉化法、尿素水解法和MgCl2法等，這些方法製備文石產率低，大部分碳酸鈣構型是以方解石為主，同時原料成本高，工藝能耗較大，工藝條件難以控制，難於實現工業化生產。而人工合成的文石製品大多為針狀或者棒狀晶體，合成文石片狀碳酸鈣未見報導。貝殼是生物礦化的傑作，是由碳酸鈣和生物大分子組成的複合礦物，由於碳酸鈣晶體在貝殼珍珠層有序沉積，形成多級有序的納米超結構，文石板片是珍珠層的基本構成單元，片層之間為有機基質，片狀文石碳酸鈣是以文石板片疊層的形式存在，而不是以單個薄片的形式存在，通過對貝殼珍珠層的剝離分層，把其分成較為單一薄片狀，從而獲得片狀文石碳酸鈣。如上所述，片狀文石碳酸鈣的製備方法尚存在一些不足之處，本發明提供了一種採用貝殼製備片狀文石碳酸鈣的方法。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種片狀文石碳酸鈣的製備方法。片狀文石碳酸鈣的製備方法的步驟如下
1)將貝殼幹法粗粉碎，常溫下於洗液中浸泡4 48小時，用滾筒水洗去除角質層和稜柱層，水洗得珍珠層碳酸鈣；
2)將珍珠層碳酸鈣加水高速攪拌製得質量百分比濃度為30 80%的料漿，加入相當於珍珠層碳酸鈣重量的O. 5 5 %的助磨劑，用剝片機以氧化鋯球、氧化鋁球或陶瓷球為研磨介質，溼法研磨60 180分鐘；
3)壓濾、乾燥粉碎得片狀文石碳酸鈣。所述的貝殼是貽貝殼、扇貝殼、牡蠣殼、珍珠貝殼或河蛘殼。所述的洗液是稀鹽酸、 稀硫酸、稀醋酸、稀乳酸、稀氫氧化鈉溶液或稀次氯酸鈉溶液。所述的助磨劑是聚丙烯酸、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、矽酸鈉、硬脂酸或其混合物。本發明操作條件溫和，原料來源廣，工藝簡單，設備投資和能耗小；製備的片狀文石碳酸鈣表面活性好，可廣泛應用於塑料、造紙、橡膠、塗料、化學建材、醫藥、食品、飼料、油墨等行業，具有良好的經濟和社會效益。
圖I是實施例I的X射線衍射2是實施例I的電鏡掃描3是實施例2的電鏡掃描4是實施例3的電鏡掃描5是實施例4的顯微鏡照片(放大400倍) 圖6是實施例5的顯微鏡照片(放大400倍) 圖7是實施例6的透鏡掃描圖8是實施例7的透鏡掃描圖。
具體實施例方式片狀文石碳酸鈣的製備方法的步驟如下
1)將貝殼幹法粗粉碎，常溫下於洗液中浸泡4 48小時，用滾筒水洗去除角質層和稜柱層，水洗得珍珠層碳酸鈣；
2)將珍珠層碳酸鈣加水高速攪拌製得質量百分比濃度為30 80%的料漿，加入相當於珍珠層碳酸鈣重量的O. 5 5 %的助磨劑，用剝片機以氧化鋯球、氧化鋁球或陶瓷球為研磨介質，溼法研磨60 180分鐘；
3)壓濾、乾燥粉碎得片狀文石碳酸鈣。所述的貝殼是貽貝殼、扇貝殼、牡蠣殼、珍珠貝殼或河蛘殼。所述的洗液是稀鹽酸、 稀硫酸、稀醋酸、稀乳酸、稀氫氧化鈉溶液或稀次氯酸鈉溶液。所述的助磨劑是聚丙烯酸、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、矽酸鈉、硬脂酸或其混合物。本發明結合以下實例作進一步的說明，但本發明的內容不僅限於實施例中所涉及的內容。實施例I:
1)將紫貽貝殼幹法粗粉碎，常溫下於濃度為O.I %的稀鹽酸中浸泡4小時，用滾筒水洗去除角質層和稜柱層，水洗得珍珠層碳酸鈣；
2)將珍珠層碳酸鈣加水高速攪拌製得濃度為30料漿，加入相當於珍珠層碳酸鈣重量的O. 5 %的聚丙烯酸，用剝片機以氧化鋯球為研磨介質，溼法研磨60分鐘；
3)壓濾、乾燥粉碎得片狀文石碳酸鈣。樣品XRD圖見附圖I，電鏡掃描見附圖2。實施例2:
1)將扇貝殼幹法粗粉碎，常溫下於濃度為3%的次氯酸鈉溶液中浸泡48小時，用滾筒水洗去除角質層和稜柱層，水洗得珍珠層碳酸鈣；
2)將珍珠層碳酸鈣加水高速攪拌製得濃度為80料漿，加入相當於珍珠層碳酸鈣重量5 %的娃酸鈉,用剝片機以氧化招球為研磨介質,溼法研磨180分鐘；
3)壓濾、乾燥粉碎得片狀文石碳酸鈣。
樣品電鏡掃描見附圖3。實施例3:
1)將牡蠣殼幹法粗粉碎，常溫下於濃度為5%的氫氧化鈉溶液中浸泡36小時，用滾筒水洗去除角質層和稜柱層，水洗得珍珠層碳酸鈣；
2)將珍珠層碳酸鈣加水高速攪拌製得濃度為70料漿，加入相當於珍珠層碳酸鈣重量4 %的六偏磷酸鈉，用剝片機以陶瓷球為研磨介質，溼法研磨180分鐘；
3)壓濾、乾燥粉碎得片狀文石碳酸鈣。樣品電鏡掃描見附圖4。實施例4
1)將珍珠貝殼幹法粗粉碎，常溫下於濃度為I%的乳酸溶液中浸泡24小時，用滾筒水洗去除角質層和稜柱層，水洗得珍珠層碳酸鈣；
2)將珍珠層碳酸鈣加水高速攪拌製得濃度為60料漿，加入相當於珍珠層碳酸鈣重量2 %的三聚磷酸鈉，用剝片機以氧化鋁球為研磨介質，用剝片機溼法研磨120分鐘；
3)壓濾、乾燥粉碎得片狀文石碳酸鈣。樣品顯微鏡照片(放大400倍)見附圖5。實施例5
1)將河蛘殼幹法粗粉碎，常溫下於濃度為I%的乳酸溶液中浸泡36小時，用滾筒水洗去除角質層和稜柱層，水洗得珍珠層碳酸鈣；
2)將珍珠層碳酸鈣加水高速攪拌製得濃度為50料漿，加入相當於珍珠層碳酸鈣重量I %的三聚磷酸鈉，用剝片機以陶瓷球為研磨介質，溼法研磨80分鐘；
3)壓濾、乾燥粉碎得片狀文石碳酸鈣。樣品顯微鏡照片(放大400倍)見附圖6。實施例6
1)將牡蠣殼幹法粗粉碎，常溫下於濃度為I%的醋酸溶液中浸泡40小時，用滾筒水洗去除角質層和稜柱層，水洗得珍珠層碳酸鈣；
2)將珍珠層碳酸鈣加水高速攪拌製得濃度為50料漿，加入相當於珍珠層碳酸鈣重量3 %的聚丙烯酸，用剝片機以氧化鋁球為研磨介質，溼法研磨180分鐘；
3)壓濾、乾燥粉碎得片狀文石碳酸鈣。樣品透鏡掃描見附圖7。實施例7
1)將貽貝殼幹法粗粉碎，常溫下於I%的醋酸溶液中浸泡36小時，用滾筒水洗去除角質層和稜柱層，水洗得珍珠層碳酸鈣；
2)將珍珠層碳酸鈣加水高速攪拌製得濃度為50料漿，加入相當於珍珠層碳酸鈣重量2 %的硬脂酸，用剝片機以氧化鋯球為研磨介質，溼法研磨120分鐘；
3)壓濾、乾燥粉碎得片狀文石碳酸鈣。樣品透鏡掃描見附圖8。
權利要求
1.一種片狀文石碳酸鈣的製備方法，其特徵在於它的步驟如下1)將貝殼幹法粗粉碎，常溫下於洗液中浸泡4 48小時，用滾筒水洗去除角質層和稜柱層，水洗得珍珠層碳酸鈣；2)將珍珠層碳酸鈣加水高速攪拌製得質量百分比濃度為30 80%的料漿，加入相當於珍珠層碳酸鈣重量的O. 5 5 %的助磨劑，用剝片機以氧化鋯球、氧化鋁球或陶瓷球為研磨介質，溼法研磨60 180分鐘；3)壓濾、乾燥粉碎得片狀文石碳酸鈣。
2.如權利要求I所述的一種片狀文石碳酸鈣的製備方法，其特徵在於所述的貝殼是貽貝殼、扇貝殼、牡蠣殼、珍珠貝殼或河蛘殼。
3.如權利要求I所述的一種片狀文石碳酸鈣的製備方法，其特徵在於所述的洗液是稀鹽酸、稀硫酸、稀醋酸、稀乳酸、稀氫氧化鈉溶液或稀次氯酸鈉溶液。
4.如權利要求I所述的一種片狀文石碳酸鈣的製備方法，其特徵在於所述的助磨劑是聚丙烯酸、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、矽酸鈉、硬脂酸或其混合物。
全文摘要
本發明公開了一種片狀文石碳酸鈣的製備方法。它的步驟如下1)將貝殼原料幹法粗粉碎，常溫下於洗液中浸泡4～48小時，用滾筒水洗去除角質層和稜柱層，水洗得珍珠層碳酸鈣；2)將珍珠層碳酸鈣加水高速攪拌製得濃度為30～80wt％料漿，加入相當於珍珠層碳酸鈣重量的0.5～5%的助磨劑，用剝片機以氧化鋯球、氧化鋁球或陶瓷球為研磨介質，溼法研磨60～180分鐘；3)壓濾、乾燥粉碎得片狀文石碳酸鈣。本發明工藝簡單，不使用有毒有害試劑，操作條件溫和，製備的片狀文石碳酸鈣表面活性好，可廣泛應用於塑料、造紙、橡膠、油墨、塗料、建材、醫藥、食品等行業。
文檔編號C01F11/18GK102583482SQ20121003214
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月14日 優先權日2012年2月14日
發明者葉瑛, 夏枚生, 張海燕, 李海晏, 潘麗, 陳濤 申請人:浙江大學