專利名稱：油墨專用納米碳酸鈣的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種碳酸鈣的制備方法，尤其涉及一種油墨專用納米碳酸鈣的制備方法。
背景技術：
印刷業的快速發展帶動了油墨專用碳酸鈣的發展。據中國日用化工協會油墨分會綜合信息統計資料顯示，2002年全國油墨總產量為25萬噸，占世界油墨產量的6％，與上一年相比同比增長為7.32％，銷售收入為46億元，同比增長為6.98％。油墨總產量繼續保持在世界第四位，僅次于美國(116萬噸)、日本(50萬噸)和德國(45萬噸)。其中膠版油墨份額最大，占市場總量的40-45％。據預測，中國市場對油墨的需求量將以每年9％的速度增長，2009年印刷油墨產量將達到37.9萬噸。我國油墨工業持續高速增長，產量和品種不斷增加，質量不斷改善，檔次不斷提高，除基本滿足國內需要外，產品還出口到東歐、美國、港、澳、臺、東南亞等50多個國家和地區。
納米碳酸鈣用于油墨產品中體現出了優異的分散性和透明性和極好的光澤，及優異的油墨吸收性和高干燥性。納米碳酸鈣在樹脂型油墨中作油墨填料，具有穩定性好，光澤度高，不影響印刷油墨的干燥性能，適應性強等優點。
油墨專用納米碳酸鈣分透明和半透明兩大類，晶體形貌為立方體或球形。透明油墨鈣的粒徑在20-30nm，半透明油墨鈣的粒徑在60nm左右。透明油墨鈣因其優異的性能成為該領域的研究熱點，因此提供一種納米透明油墨鈣的制備方法，對提高油墨的品質具有重要意義。
目前油墨專用碳酸鈣的制備多采用低溫碳化(20℃以下)，皂化松香包覆碳酸鈣，碳酸鈣粒徑小而產生團聚，影響產品的分散性、透明度。
發明內容
針對已有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種油墨專用透明納米碳酸鈣的制備方法。
本發明的發明目的是通過如下技術方案實現的一種油墨專用納米碳酸鈣的制備方法，該方法依次包括如下步驟(1)、天然碳酸鈣高溫煅燒成CaO，然后加入冷水進行消化，得Ca(OH)2漿料；(2)、將Ca(OH)2漿料投入反應釜中，在碳化反應進行0-15min時加入晶型控制劑并進行攪拌，晶型控制劑的加入量為碳酸鈣重量的0.5-2％，通入含CO2的窯氣進行碳化至碳酸鈣漿料的pH值達7，然后加入重量為碳酸鈣重量0.1-1％的分散劑，得到均勻分散的納米碳酸鈣漿料待用；其中碳化起始溫度控制在15-40℃；
(3)、反應結束后加入包覆劑進行包覆將包覆劑配置成水溶液，升溫到90-98℃，得包覆液對碳酸鈣在60-80℃下進行包覆；所述包覆劑為樹脂酸及其衍生物，包覆劑的量為納米碳酸鈣重量的1.5-10％，包覆時間為20-60分鐘；(4)、對包覆好后的碳酸鈣進行壓濾，干燥，干燥溫度為100-120℃，得本發明的納米透明油墨用碳酸鈣。
所述(1)步驟中碳酸鈣煅燒的煙道氣經凈化后作為步驟(2)碳化的CO2氣源，窯氣CO2體積含量為15-25％。
其中所述步驟(1)的氫氧化鈣漿料濃度為90-120g/L(以CaCO3計)。
步驟(2)中所述的晶型控制劑為檸檬酸鈉、蔗糖、焦磷酸鈉、乙二胺四乙酸鈉中的一種或一種以上的混合物。
所述步驟(3)中的包覆劑為松香、松香皂、松香改性酚醛樹脂、氫化松香等。
根據以上方法合成的納米透明碳酸鈣粒徑在20-40nm，立方體或球形，粒徑分布1.5-1.6，比表面大于32m2/g，吸油值35-45g/100gCaCO3，無團聚。按標準方法測得產品的光澤度好，透明，流動度優良，適用于高檔膠印透明油墨用填料。
本發明根據碳酸鈣的結晶原理，通過工藝條件的控制來控制碳酸鈣晶體的成核及生長速率，在碳化過程中加入一定量的晶型控制劑和分散劑，以獲得需要的粒徑及形貌，且無團聚，通過包覆處理生產出高品質的納米透明油墨鈣。本發明制得的納米碳酸鈣具有優異的分散性和透明性和極好的光澤，及優異的油墨吸收性和高干燥性等優點。
具體實施例方式
下面通過具體實例對本發明作進一步說明實施例1碳化在2立方米的反應釜中加入1.5立方米濃度為90g/L(以CaCO3計)的氫氧化鈣漿料，碳化起始溫度20℃，碳化前加入0.2kg蔗糖和0.3kg檸檬酸鈉，通入含CO2量17-22％(體積濃度)的窯氣進行碳化至碳酸鈣漿料的pH值達7，然后加入0.4kg聚丙烯酸鈉和0.2kg氯化鋅，得到均勻分散的納米碳酸鈣漿料待用。
包覆將2.5kg氫化松香和2.5kg二聚松香溶解于95℃的熱水中制成包覆液，然后將包覆劑加入到60℃的納米碳酸鈣漿料中，恒溫包覆40min，連續壓濾、干燥，得納米透明油墨鈣。
成品平均粒徑為20nm，粒徑分布GSD 1.51，比表面45m2/g，吸油值47g/100gCaCO3，無團聚。按標準方法測得產品的光澤度好，透明，流動度優良，適用于高檔膠印透明油墨用填料。
實施例2碳化在2立方米的反應釜中加入1.5立方米濃度為120g/L(以CaCO3計)的氫氧化鈣漿料，碳化起始溫度15℃，通入含CO2量17-22％(體積濃度)的窯氣進行碳化，10min后加入0.1kg焦磷酸納和0.2kg乙二胺四乙酸鈉，碳化至碳酸鈣漿料的pH值達7，然后加入0.5kg十二烷基硫酸鈉和0.3kg硫酸鎂，得到均勻分散的納米碳酸鈣漿料待用。
包覆將2kg松香和3kg松香改性酚醛樹脂溶解于95℃的熱水中制成包覆液，然后將包覆劑加入到60℃的納米碳酸鈣漿料中，恒溫包覆30min，連續壓濾、干燥，得納米透明油墨鈣。
成品平均粒徑為30nm，粒徑分布GSD 1.55，比表面39m2/g，吸油值40g/100gCaCO3，無團聚。按標準方法測得產品的光澤度好，透明，流動度優良，適用于高檔膠印透明油墨用填料。
實施例3碳化在2立方米的反應釜中加入1.5立方米濃度為105g/L(以CaCO3計)的氫氧化鈣漿料，碳化起始溫度30℃，碳化前加入0.5kg蔗糖，通入含CO2量17-22％(體積濃度)的窯氣進行碳化，至碳化率達到85％時加入0.3kg六偏磷酸鈉，繼續碳化至碳酸鈣漿料的pH值達7，然后加入0.2kg聚丙烯酸鈉，得到均勻分散的納米碳酸鈣漿料待用。
包覆將5kg松香皂溶解于95℃的熱水中制成包覆液，然后將包覆劑加入到60℃的納米碳酸鈣漿料中，恒溫包覆20min，連續壓濾、干燥，得納米透明油墨鈣。
成品平均粒徑為40nm，粒徑分布GSD 1.58，比表面32m2/g，吸油值36g/100gCaCO3，無團聚。按標準方法測得產品的光澤度好，透明，流動度優良，適用于高檔膠印透明油墨用填料。
權利要求
1.一種油墨專用納米碳酸鈣的制備方法，該方法依次包括如下步驟(1)、天然碳酸鈣高溫煅燒成CaO，然后加入冷水進行消化，得Ca(OH)2漿料；(2)、將Ca(OH)2漿料投入反應釜中，在碳化反應進行0-15min時加入晶型控制劑并進行攪拌，晶型控制劑的加入量為碳酸鈣重量的0.5-2％，通入含CO2的窯氣進行碳化至碳酸鈣漿料的pH值達到7，然后加入重量為碳酸鈣重量0.1-1％的分散劑，得到均勻分散的納米碳酸鈣漿料待用；其中碳化起始溫度控制在15-40℃；(3)、反應結束后加入包覆劑進行包覆將包覆劑配置成水溶液，升溫到90-98℃，得包覆液對碳酸鈣進行包覆；所述包覆劑為樹脂酸及其衍生物，包覆劑的量為納米碳酸鈣重量的1.5-10％；(4)、對包覆好后的碳酸鈣進行壓濾，干燥，得納米透明油墨用碳酸鈣。
2.根據權利要求1所述的一種高觸變性納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于所述(1)步驟中碳酸鈣煅燒的煙道氣經凈化后作為步驟(2)碳化的CO2氣源，窯氣CO2體積含量為15-25％。
3.根據權利要求1所述的一種高觸變性納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的包覆溫度為60-80℃，包覆時間為20-60分鐘。
4.根據權利要求1所述的一種高觸變性納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于所述步驟(4)中干燥溫度為100-120℃。
5.根據權利要求1所述的一種油墨專用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于其中所述步驟(1)的氫氧化鈣漿料濃度為90-120g/L，以CaCO3計。
6.根據權利要求1所述的一種油墨專用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的晶型控制劑為檸檬酸鈉、蔗糖、焦磷酸鈉中的一種或一種以上的混合物。
7.根據權利要求1所述的一種油墨專用納米碳酸鈣的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中的包覆劑為松香、松香皂、松香改性酚醛樹脂及氫化松香中的一種或一種以上的混合物。
全文摘要
本發明公開了一種油墨專用納米碳酸鈣的制備方法，該方法依次包括天然碳酸鈣高溫煅燒、消化，碳化，其中碳化起始溫度控制在15－40℃，碳化過程中加入晶型控制劑及分散劑，反應結束后加入包覆劑進行包覆，包覆劑為樹脂酸及其衍生物，對包覆好后的碳酸鈣進行壓濾，干燥，得本發明的納米透明油墨用碳酸鈣。由本發明方法制得的納米碳酸鈣具有優異的分散性和透明性和極好的光澤，及優異的油墨吸收性和高干燥性等優點。
文檔編號C09D11/02GK1916084SQ20051011237
公開日2007年2月21日 申請日期2005年12月29日 優先權日2005年12月29日
發明者蔡琨, 曲晶, 易登峰, 顏培剛 申請人:上海耀華納米科技有限公司