一种硫酸钡包覆碳酸钙的方法技术

本发明专利技术公开了一种硫酸钡包覆碳酸钙的方法，在搅拌状态下将碳酸钠溶液加至等浓度的氯化钙溶液中，反应程度为50

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸钡包覆碳酸钙的方法


[0001]本专利技术涉及碳酸钙
，具体是一种硫酸钡包覆碳酸钙的方法。

技术介绍

[0002]碳酸钙是一种常见的无机化合物，是一种常用的无机化工原料，由于其具有无毒无味、成本低廉、来源广泛，物理和化学性质较为稳定等特点，得以广泛应用于塑料、橡胶、涂料、油墨等领域，可以起到增量填充作用，降低材料生产成本，还能提高材料硬度、刚性和尺寸稳定性，提升材料其他力学性能并赋予材料某些特殊的物理化学性质。通过调整生产工艺可以获得合适粒径和形貌的高纯度沉淀碳酸钙。沉淀碳酸钙不但起到增量填充、降低加工成本的作用，还可以对填充对象进行功能化改性。
[0003]硫酸钡是无定型的白色粉末，几乎不溶于水、醇溶液，无毒无味，物理性质和化学性质稳定，耐酸碱性，由于具有这些优势，可以作为一种重要的工业原料广泛应用于涂料、油墨、塑料、橡胶等众多领域。硫酸钡是唯一没有毒性的钡盐，以重晶石的形式存在于自然界，具有良好的耐候性和耐腐蚀性，常温下不溶于水、稀酸等溶剂具有强烈吸收X射线的能力，具有吸光度低、耐光性等特征在涂料中，硫酸钡可以提高漆膜的覆盖度，致密性等，在一定程度上提高涂料的性能。
[0004]由于碳酸钙表面有羟基存在，导致碳酸钙具有较强的亲水性，呈现较强的碱性，且由于存在有碳酸根，对于酸性溶液的耐受度较低，容易溶于稀盐酸、稀硫酸、醋酸等酸性溶液中，限制了碳酸钙在某些特殊条件下的应用。于是，对于碳酸钙的表面包覆改性成了一个重要的研究课题。
[0005]CN 113549341 A和CN 101225245 A均公开了一种核壳型二氧化硅包覆纳米碳酸钙的制备方法，其特点是：在碳酸钙浆液中加入硅酸盐搅拌后通入二氧化碳，碳化至pH为6.5
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7.0，两篇专利分别在40
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70℃和在60
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90℃下加入偶联剂和有机酸进行包覆处理，得到具有良好耐酸性和分散性的二氧化硅包覆碳酸钙样品。
[0006]CN 111606351 B公开了一种氧化锌包覆碳酸钙的纳米材料及其制备方法，以80
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500nm的碳酸钙粉体为核材料，以尿素、锌源为沉淀剂，通过水热联合热处理方法制备CaCO3@ZnO核壳结构复合纳米颗粒，得到的纳米碳酸钙表面完全被氧化锌覆盖，氧化锌呈线片状，包覆效果良好。
[0007]CN 106590037 A公开了一种耐磨的二氧化钛包覆碳酸钙无机填料及其制备方法，在碳酸钙浆液中加入石墨烯、乙酰丙酮、硬脂酸钠后，以钛酸丁酯为钛源，在乙酰丙酮和硬脂酸钠的作用下，生成二氧化钛和石墨烯一同包覆在碳酸钙表面，再加入聚乙烯树脂、二甲基硅油等再次包覆。利用二氧化钛和聚乙烯树脂使用水解法和机械研磨法对碳酸钙进行双重包覆，提高了碳酸钙粉体的耐酸度、白度、耐火性以及与有机基地的融合性。
[0008]CN 103773082 A公开了一种氢氧化镁包覆碳酸钙无机复合阻燃填料的制备方法，将碳酸钙和硫酸镁加水混合成浆液，在50
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95℃下加入氢氧化钙搅拌反应，得到具有阻燃性和填充增强性质的碳酸钙包覆样品，既降低了氢氧化镁阻燃剂的生产成本，又增加了碳酸
钙填料的功能，具有良好的应用前景。
[0009]目前虽然公开适用无机物对碳酸钙进行包覆可以改变碳酸钙的表面性质，从而增加碳酸钙的应用范围，充分利用碳酸钙价格低廉的优势来降低成本。但由于无机物结构及性质的区别，不是所有的无机物都适合碳酸钙的改性，且不同的无机改性得到的碳酸钙，性能相差也非常大。在无机包覆碳酸钙现有技术中，尚未有使用硫酸钡作为壳层对碳酸钙进行包覆，也未见有使用共沉淀
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气固转化的方法来制备核壳结构的碳酸钙。

技术实现思路

[0010]本专利技术目的在于提供一种硫酸钡包覆碳酸钙的方法。本专利技术方法通过共沉淀法制备CaCO3@BaCO3的核壳结构，再通过气固转化的方法，把CaCO3@BaCO3转化成CaCO3@BaSO4，结合共沉淀
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气固转化的方法将硫酸钡包覆在碳酸钙表面。本专利技术为碳酸钙核壳结构的制备提供了新的制备方法，同时为无机包覆提供了新的研究思路。
[0011]为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0012]一种硫酸钡包覆碳酸钙的方法，在氯化钙溶液中添加碳酸钠制备碳酸钙，在反应末期向反应体系中加入氯化钡溶液，继续加入碳酸钠溶液，得到碳酸钡包覆碳酸钙粉末，再将碳酸钡包覆碳酸钙粉末使用二氧化硫转化为硫酸钡包覆碳酸钙，具体的工艺步骤如下：
[0013]S1:在搅拌状态下将碳酸钠溶液加至等浓度的氯化钙溶液中，当加入的碳酸钠溶液的体积为氯化钙溶液的50
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90％时，停止反应，制得作为内核的碳酸钙颗粒；
[0014]S2:将氯化钡溶液加入步骤S1的反应体系中，继续滴加碳酸钠溶液，反应至完全生产沉淀；
[0015]S3:将步骤S2反应后的浆液过滤，洗涤，干燥，获得碳酸钡包覆的碳酸钙粉末；
[0016]S4:将二氧化硫气体通入装有上述固体粉末的容器中，振荡反应1
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2h，再通入空气继续振荡反应30
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60min，即可获得硫酸钡包覆碳酸钙粉末。
[0017]本专利技术方案的进一步优化：所述氯化钡溶液和碳酸钠溶液浓度分别为0.01
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1mol/L。
[0018]本专利技术方案的进一步优化：步骤S1所述搅拌是在转速为100r/min
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1500r/min下搅拌。
[0019]本专利技术方案的进一步优化：步骤S2所述碳酸钠的滴加速率为1
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20mL/min。
[0020]本专利技术方案的进一步优化：步骤S3控制碳酸钙粉末的含水量在8
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12％。
[0021]本专利技术方案的进一步优化：所述二氧化硫与碳酸钡的摩尔比为1
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2:1。
[0022]本专利技术方案的进一步优化：所述加入的氯化钡的物质的量与碳酸钙的物质的量之比为1:10。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果为：
[0024]本专利技术方法通过共沉淀法制备CaCO3@BaCO3的核壳结构，再通过气固转化的方法，把CaCO3@BaCO3转化成CaCO3@BaSO4，结合共沉淀
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气固转化的方法将硫酸钡包覆在碳酸钙表面。本专利技术为碳酸钙核壳结构的制备提供了新的制备方法，同时为无机包覆提供了新的研究思路。
附图说明
[0025]图1是实施例1制备的碳酸钡包覆碳酸钙产品的扫描电子显微镜图像；
[0026]图2是实施例1制备的硫酸钡包覆碳酸钙产品的扫描电子显微镜图像；
[0027]图3是实施例1制备的硫酸钡包覆碳酸钙产品的能谱分析图像；
[0028]图4是实施例2制备的碳酸钡包覆碳酸钙产品的扫描电子显微镜图像；
[0029]图5是实施例2制备的硫酸钡包覆碳酸钙产品的扫描电子显微镜图像；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫酸钡包覆碳酸钙的方法，其特征在于：所述方法是在氯化钙溶液中添加碳酸钠制备碳酸钙，在反应末期向反应体系中加入氯化钡溶液，继续加入碳酸钠溶液，得到碳酸钡包覆碳酸钙粉末，再将碳酸钡包覆碳酸钙粉末使用二氧化硫转化为硫酸钡包覆碳酸钙，具体的工艺步骤如下：S1:在搅拌状态下将碳酸钠溶液加至等浓度的氯化钙溶液中，当加入的碳酸钠溶液的体积为氯化钙溶液的50
‑
90%时，停止反应，制得作为内核的碳酸钙颗粒；S2:将氯化钡溶液加入步骤S1的反应体系中，继续滴加碳酸钠溶液，反应至完全生产沉淀；S3:将步骤S2反应后的浆液过滤，洗涤，干燥，获得碳酸钡包覆的碳酸钙粉末；S4:将二氧化硫气体通入装有上述固体粉末的容器中，振荡反应1
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2h，再通入空气继续振荡反应30
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60min，即可获得硫酸钡包覆碳酸钙粉末。2.根据权利要求1所述的硫酸钡包...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱天孝，朱勇，黄志钦，杨爱梅，袁爱群，
申请(专利权)人：广西华纳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：