专利名称：油墨专用纳米碳酸钙的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种碳酸钙的制备方法，尤其涉及一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法。
背景技术：
印刷业的快速发展带动了油墨专用碳酸钙的发展。据中国日用化工协会油墨分会综合信息统计资料显示，2002年全国油墨总产量为25万吨，占世界油墨产量的6％，与上一年相比同比增长为7.32％，销售收入为46亿元，同比增长为6.98％。油墨总产量继续保持在世界第四位，仅次于美国(116万吨)、日本(50万吨)和德国(45万吨)。其中胶版油墨份额最大，占市场总量的40-45％。据预测，中国市场对油墨的需求量将以每年9％的速度增长，2009年印刷油墨产量将达到37.9万吨。我国油墨工业持续高速增长，产量和品种不断增加，质量不断改善，档次不断提高，除基本满足国内需要外，产品还出口到东欧、美国、港、澳、台、东南亚等50多个国家和地区。
纳米碳酸钙用于油墨产品中体现出了优异的分散性和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。
油墨专用纳米碳酸钙分透明和半透明两大类，晶体形貌为立方体或球形。透明油墨钙的粒径在20-30nm，半透明油墨钙的粒径在60nm左右。透明油墨钙因其优异的性能成为该领域的研究热点，因此提供一种纳米透明油墨钙的制备方法，对提高油墨的品质具有重要意义。
目前油墨专用碳酸钙的制备多采用低温碳化(20℃以下)，皂化松香包覆碳酸钙，碳酸钙粒径小而产生团聚，影响产品的分散性、透明度。
发明内容
针对已有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种油墨专用透明纳米碳酸钙的制备方法。
本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法，该方法依次包括如下步骤(1)、天然碳酸钙高温煅烧成CaO，然后加入冷水进行消化，得Ca(OH)2浆料；(2)、将Ca(OH)2浆料投入反应釜中，在碳化反应进行0-15min时加入晶型控制剂并进行搅拌，晶型控制剂的加入量为碳酸钙重量的0.5-2％，通入含CO2的窑气进行碳化至碳酸钙浆料的pH值达7，然后加入重量为碳酸钙重量0.1-1％的分散剂，得到均匀分散的纳米碳酸钙浆料待用；其中碳化起始温度控制在15-40℃；
(3)、反应结束后加入包覆剂进行包覆将包覆剂配置成水溶液，升温到90-98℃，得包覆液对碳酸钙在60-80℃下进行包覆；所述包覆剂为树脂酸及其衍生物，包覆剂的量为纳米碳酸钙重量的1.5-10％，包覆时间为20-60分钟；(4)、对包覆好后的碳酸钙进行压滤，干燥，干燥温度为100-120℃，得本发明的纳米透明油墨用碳酸钙。
所述(1)步骤中碳酸钙煅烧的烟道气经净化后作为步骤(2)碳化的CO2气源，窑气CO2体积含量为15-25％。
其中所述步骤(1)的氢氧化钙浆料浓度为90-120g/L(以CaCO3计)。
步骤(2)中所述的晶型控制剂为柠檬酸钠、蔗糖、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸钠中的一种或一种以上的混合物。
所述步骤(3)中的包覆剂为松香、松香皂、松香改性酚醛树脂、氢化松香等。
根据以上方法合成的纳米透明碳酸钙粒径在20-40nm，立方体或球形，粒径分布1.5-1.6，比表面大于32m2/g，吸油值35-45g/100gCaCO3，无团聚。按标准方法测得产品的光泽度好，透明，流动度优良，适用于高档胶印透明油墨用填料。
本发明根据碳酸钙的结晶原理，通过工艺条件的控制来控制碳酸钙晶体的成核及生长速率，在碳化过程中加入一定量的晶型控制剂和分散剂，以获得需要的粒径及形貌，且无团聚，通过包覆处理生产出高品质的纳米透明油墨钙。本发明制得的纳米碳酸钙具有优异的分散性和透明性和极好的光泽，及优异的油墨吸收性和高干燥性等优点。
具体实施例方式
下面通过具体实例对本发明作进一步说明实施例1碳化在2立方米的反应釜中加入1.5立方米浓度为90g/L(以CaCO3计)的氢氧化钙浆料，碳化起始温度20℃，碳化前加入0.2kg蔗糖和0.3kg柠檬酸钠，通入含CO2量17-22％(体积浓度)的窑气进行碳化至碳酸钙浆料的pH值达7，然后加入0.4kg聚丙烯酸钠和0.2kg氯化锌，得到均匀分散的纳米碳酸钙浆料待用。
包覆将2.5kg氢化松香和2.5kg二聚松香溶解于95℃的热水中制成包覆液，然后将包覆剂加入到60℃的纳米碳酸钙浆料中，恒温包覆40min，连续压滤、干燥，得纳米透明油墨钙。
成品平均粒径为20nm，粒径分布GSD 1.51，比表面45m2/g，吸油值47g/100gCaCO3，无团聚。按标准方法测得产品的光泽度好，透明，流动度优良，适用于高档胶印透明油墨用填料。
实施例2碳化在2立方米的反应釜中加入1.5立方米浓度为120g/L(以CaCO3计)的氢氧化钙浆料，碳化起始温度15℃，通入含CO2量17-22％(体积浓度)的窑气进行碳化，10min后加入0.1kg焦磷酸纳和0.2kg乙二胺四乙酸钠，碳化至碳酸钙浆料的pH值达7，然后加入0.5kg十二烷基硫酸钠和0.3kg硫酸镁，得到均匀分散的纳米碳酸钙浆料待用。
包覆将2kg松香和3kg松香改性酚醛树脂溶解于95℃的热水中制成包覆液，然后将包覆剂加入到60℃的纳米碳酸钙浆料中，恒温包覆30min，连续压滤、干燥，得纳米透明油墨钙。
成品平均粒径为30nm，粒径分布GSD 1.55，比表面39m2/g，吸油值40g/100gCaCO3，无团聚。按标准方法测得产品的光泽度好，透明，流动度优良，适用于高档胶印透明油墨用填料。
实施例3碳化在2立方米的反应釜中加入1.5立方米浓度为105g/L(以CaCO3计)的氢氧化钙浆料，碳化起始温度30℃，碳化前加入0.5kg蔗糖，通入含CO2量17-22％(体积浓度)的窑气进行碳化，至碳化率达到85％时加入0.3kg六偏磷酸钠，继续碳化至碳酸钙浆料的pH值达7，然后加入0.2kg聚丙烯酸钠，得到均匀分散的纳米碳酸钙浆料待用。
包覆将5kg松香皂溶解于95℃的热水中制成包覆液，然后将包覆剂加入到60℃的纳米碳酸钙浆料中，恒温包覆20min，连续压滤、干燥，得纳米透明油墨钙。
成品平均粒径为40nm，粒径分布GSD 1.58，比表面32m2/g，吸油值36g/100gCaCO3，无团聚。按标准方法测得产品的光泽度好，透明，流动度优良，适用于高档胶印透明油墨用填料。
权利要求
1.一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法，该方法依次包括如下步骤(1)、天然碳酸钙高温煅烧成CaO，然后加入冷水进行消化，得Ca(OH)2浆料；(2)、将Ca(OH)2浆料投入反应釜中，在碳化反应进行0-15min时加入晶型控制剂并进行搅拌，晶型控制剂的加入量为碳酸钙重量的0.5-2％，通入含CO2的窑气进行碳化至碳酸钙浆料的pH值达到7，然后加入重量为碳酸钙重量0.1-1％的分散剂，得到均匀分散的纳米碳酸钙浆料待用；其中碳化起始温度控制在15-40℃；(3)、反应结束后加入包覆剂进行包覆将包覆剂配置成水溶液，升温到90-98℃，得包覆液对碳酸钙进行包覆；所述包覆剂为树脂酸及其衍生物，包覆剂的量为纳米碳酸钙重量的1.5-10％；(4)、对包覆好后的碳酸钙进行压滤，干燥，得纳米透明油墨用碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的一种高触变性纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于所述(1)步骤中碳酸钙煅烧的烟道气经净化后作为步骤(2)碳化的CO2气源，窑气CO2体积含量为15-25％。
3.根据权利要求1所述的一种高触变性纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中的包覆温度为60-80℃，包覆时间为20-60分钟。
4.根据权利要求1所述的一种高触变性纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于所述步骤(4)中干燥温度为100-120℃。
5.根据权利要求1所述的一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于其中所述步骤(1)的氢氧化钙浆料浓度为90-120g/L，以CaCO3计。
6.根据权利要求1所述的一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述的晶型控制剂为柠檬酸钠、蔗糖、焦磷酸钠中的一种或一种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法，其特征在于所述步骤(3)中的包覆剂为松香、松香皂、松香改性酚醛树脂及氢化松香中的一种或一种以上的混合物。
全文摘要
本发明公开了一种油墨专用纳米碳酸钙的制备方法，该方法依次包括天然碳酸钙高温煅烧、消化，碳化，其中碳化起始温度控制在15－40℃，碳化过程中加入晶型控制剂及分散剂，反应结束后加入包覆剂进行包覆，包覆剂为树脂酸及其衍生物，对包覆好后的碳酸钙进行压滤，干燥，得本发明的纳米透明油墨用碳酸钙。由本发明方法制得的纳米碳酸钙具有优异的分散性和透明性和极好的光泽，及优异的油墨吸收性和高干燥性等优点。
文档编号C09D11/02GK1916084SQ20051011237
公开日2007年2月21日 申请日期2005年12月29日 优先权日2005年12月29日
发明者蔡琨, 曲晶, 易登峰, 颜培刚 申请人:上海耀华纳米科技有限公司