一种防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙的制备方法

本发明属于超细碳酸钙，具体涉及一种防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙的制备方法。

背景技术：

1、沉淀碳酸钙即轻质碳酸钙，是通过化学合成方式获得的碳酸钙，可用作橡胶、塑料、造纸、涂料和油墨等行业的填料，也广泛用于有机合成、冶金、玻璃和石棉等生产中。传统沉淀碳酸钙等制品不具备防霉抗菌性能，所以通常生产抗菌型产品需要加入稀土类、纳米贵金属等昂贵的抗菌材料才能达到抗菌效果，如申请号为201811633168.0的中国专利申请公开了一种含多孔复合碳酸钙的银基抗菌材料，其包括多孔碳酸钙和附着于多孔碳酸钙内的银和二氧化钛纳米抗菌材料，由以下组分制成：含银纳米粉末、纳米二氧化钛、超细多孔碳酸钙和其他纳米金属粉末，百分比计银的有效含量为12.0-25.0wt％，二氧化钛的有效含量为18.0-32.0wt％，超细多孔碳酸钙的有效含量为28.0-58.0wt％，其他金属粉末0-30.0wt％。大量添加稀土类、纳米贵金属等昂贵的抗菌材料明显增加了生产成本，使得防霉抗菌型碳酸钙产品价格居高不下，严重限制了防霉抗菌型碳酸钙产品的应用和推广，而使用常规碳酸钙产品生产具有防霉抗菌性的塑料、硅酮胶等高分子材料时，又需要耗费时间筛选并添加不同的防霉、抗菌助剂。

技术实现思路

1、针对上述不足，本发明公开了一种防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙的制备方法，可以获得防霉抗菌效果好的超细活性沉淀碳酸钙产品，并且解决现有防霉抗菌型碳酸钙产品存在的生产成本高、生产工艺复杂的问题。

2、本发明是采用如下技术方案实现的：

3、一种防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙的制备方法，其包括以下步骤：

4、（1）取无水乙醇和肉桂醇混合得到混合液a，所述乙醇和肉桂醇的体积比为（7～9.5）:（0.5～3），接着向混合液中加入氯化钙混合均匀得到混合液b，所述混合液b中氯化钙的浓度为0.1～0.8mol/l，然后向混合液b中加入油酸和肉桂醛混合均匀得到混合液c，所述油酸的加入量为混合液b质量的1%～8%，所述肉桂醛的加入量为混合液b质量的0.5%～1.5%；

5、（2）取碳酸铵和水混合得到浓度为0.1～0.8mol/l的碳酸铵水溶液；

6、（3）将步骤（1）中得到的混合液c与步骤（2）中得到的碳酸铵水溶液搅拌混合得到混合液d，所述混合液c和碳酸铵水溶液的体积比为1:（0.7～0.95），接着将混合液d升温至80～95℃后恒温10～25min，然后过滤得到沉淀，用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀后，再将沉淀干燥至恒重得到防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙。

7、本发明采用乙醇和肉桂醇混合制成有机相溶剂（混合液a），然后向混合液a中加入氯化钙进行溶解得到混合液b，在混合液b中的氯化钙可以与乙醇和肉桂醇形成络合物而以分子形式存在，不电离，从而达到控制钙离子释放的目的，当加入了油酸和肉桂醛的混合液c与碳酸铵水溶液混合得到混合液d并升温至80～95℃时，混合液c中的部分油酸生成盐（油酸铵）促使混合液d乳化，在该环境条件下，原来氯化钙与乙醇和肉桂醇形成的络合物被破坏开始逐渐释放钙离子参与反应形成碳酸钙颗粒，这样有效控制参与反应的钙离子量以及反应速度，使得生成的碳酸钙结晶颗粒小，分散度高，有利于获得超细碳酸钙颗粒；同时，油酸的长碳链羧基与肉桂醛中苯环上的碳链醛基可以相互作用，使得肉桂醛与油酸在碳酸钙表面键合进而固定在碳酸钙的表面上，而不会被轻易的洗脱，从而使得所得到的碳酸钙具有防霉抗菌的性能，另一方面也可以有效调控碳酸钙颗粒的晶体形貌，使其不易团聚。如果单独使用肉桂醇或肉桂醛是无法固定在碳酸钙表面的，它们很容易在后续的碳酸钙洗涤程序中被清洗除去（即洗脱），使得所得到的碳酸钙并不具有抗菌性。

8、本发明在反应过程中严格控制反应温度在80～95℃的范围内，其目的主要保证中间介质油酸铵不会分解，同时又利于碳酸钙结晶的生长，因为温度过低，油酸等开始粘稠造成反应介质粘度高不利于反应，而高温又会使得中间介质分解并且影响碳酸钙的晶相，易造成针状产物的形成，从而影响降低碳酸钙产品的性能。同时，反应时间太长，容易使得形成的碳酸钙又会再次溶解和重结晶进而形成团聚，反应完成后需要尽快分离洗涤干燥得到产品。

9、进一步的，所述碳酸铵水溶液中加入有浓氨水，并且浓氨水的加入量为碳酸铵水溶液质量的2%～12%。在碳酸铵水溶液中加入一定量的浓氨水，当碳酸铵水溶液与混合液c混合反应时，氨水可以辅助调控体系的ph，从而获得ph稳定的溶液体系，有利于混合液的乳化，同时，氨水也可以与油酸以及肉桂醛协同配合，对碳酸钙的晶型进行调控，并且促进碳酸钙表面的改性。

10、进一步的，在步骤（3）中，将将步骤（1）中得到的混合液c与步骤（2）中得到的碳酸铵水溶液在转速为10000～12000r/min的条件下搅拌混合5min。

11、进一步的，在步骤（3）中，用去离子水和无水乙醇交替洗涤沉淀，洗涤流程为先用去离子水洗涤沉淀后，再用无水乙醇洗涤沉淀，并且重复洗涤流程2～3次。

12、进一步的，在步骤（3）中，将经过洗涤的沉淀置于120～130℃的温度下干燥至恒重。通过控制干燥温度缩短干燥时间，并且防止温度过高破坏碳酸钙表面结构，降低碳酸钙产品的防霉抗菌性能。

13、进一步的，在步骤（3）中，将混合液d在速度为500～1000r/min的条件下搅拌并且升温至80～95℃后恒温10～25min。先在10000～12000r/min的条件下搅拌促进碳酸铵水溶液和混合液c的均匀混合，避免转速过低使得反应过程中形成凝胶态物质使得产物容易团聚，后期升温以及恒温反应过程中，反应体系粘度降低，可以降低转速，从而避免转速高使得能耗且导致溶液升温过高，造成中间产物油酸铵分解从而影响肉桂醛等对碳酸钙表面的改性效果。

14、在升温反应过程中，降低搅拌转速促进生成碳酸钙颗粒

15、本技术方案与现有技术相比较具有以下有益效果：

16、1、本发明采用乙醇和肉桂醇制备得到的有机相溶剂溶解氯化钙后，再加入油酸和肉桂醛混合，然后将其与碳酸铵水溶液混合进行反应，利用中间介质油酸铵促进溶液乳化，并且在该环境条件下对碳酸钙结晶过程进行调控且对碳酸钙表面进行改性，从而获得具有防霉抗菌性能的超细碳酸钙产品，解决传统沉淀碳酸钙等制品不具备防霉抗菌性能，而通常抗菌型产品需要加入稀土类、纳米贵金属等昂贵的抗菌材料才能达到抗菌效果的问题。本发明方法利用普通常见有机原材料（油酸、肉桂醛、肉桂醇等），原料价格低，降低了生产成本，同时又能获得优异的防霉抗菌效果，所得到的碳酸钙产品的粉体活化度高，可以直接应用于塑料、硅酮胶等高分子材料制备防霉抗菌型产品，无需额外添加防霉、抗菌助剂。

17、2、本发明方法过程简单快捷，可操控性强，有利于防霉抗菌型碳酸钙产品的规模化、自动化生产。

技术特征：

1.一种防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙的制备方法，其特征在于：所述碳酸铵水溶液中加入有浓氨水，并且浓氨水的加入量为碳酸铵水溶液质量的2%～12%。

3.根据权利要求1所述的防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中，将将步骤（1）中得到的混合液c与步骤（2）中得到的碳酸铵水溶液在转速为10000～12000r/min的条件下搅拌混合5min。

4.根据权利要求1所述的防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中，用去离子水和无水乙醇交替洗涤沉淀，洗涤流程为先用去离子水洗涤沉淀后，再用无水乙醇洗涤沉淀，并且重复洗涤流程2～3次。

5.根据权利要求1所述的防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中，将经过洗涤的沉淀置于120～130℃的温度下干燥至恒重。

6.根据权利要求1所述的防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中，将混合液d在速度为500～1000r/min的条件下搅拌并且升温至80～95℃后恒温10～25min。

技术总结
本发明公开了一种防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙的制备方法，其是先取无水乙醇和肉桂醇混合得到混合液A，接着向混合液中加入氯化钙混合均匀得到混合液B，然后向混合液B中加入油酸和肉桂醛混合均匀得到混合液C，同时取碳酸铵和水混合得到浓度为0.1～0.8mol/L的碳酸铵水溶液；接着将混合液C与碳酸铵水溶液搅拌混合得到混合液D，再将混合液D升温至80～95℃后恒温10～25min，然后过滤得到沉淀，用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀后，再将沉淀干燥至恒重得到防霉抗菌型超细活性沉淀碳酸钙。本发明可以获得防霉抗菌效果好的超细活性沉淀碳酸钙产品，并且解决现有防霉抗菌型碳酸钙产品存在的生产成本高、生产工艺复杂的问题。

技术研发人员：马蓝宇,黄译锋,黄志民,郑益华,肖宁,陈程,徐梦雪,赖文钦,陈先锐
受保护的技术使用者：广西科学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15