【原创】百科：国内片状碳酸钙生产应用技术

中国粉体网讯 近年来，为了提高碳酸钙的应用价值，人们关注于对轻质碳酸钙的形貌进行控制，制备了立方体以外的针状、纺锤状、链状、椭球状、片状等，发现不同形貌的碳酸钙具有不同的用途。

1、片状碳酸钙的应用价值

随着造纸技术的发展，往常应用最多的高岭土已经越来越不能满足人们对高档纸张的要求。使用纳米片状碳酸钙替代高岭土作为造纸的原料，可以使纸张的白度、平滑度和光泽度更好，所以制备高品质的片状纳米碳酸钙有其实际意义。研究发现，片状碳酸钙由于可以层叠、压实，当片状碳酸钙应用于造纸工业时，可大大提高纸张的遮光度，可以获得具有优良白度、印刷性、吸墨能力和平滑性的纸。

片状碳酸钙的白度高、吸油值适中、在高分子材料中具有取向效应，常被用于涂料、油墨、塑料薄膜等行业中。研究发现，作为填料和增强剂，非常规的排列方式赋予片状碳酸钙光滑度高、光泽度高、力学性能好等优点，在一些复合材料中它还具有高的电阻率和弹性系数。

2、片状碳酸钙的制备方法及原理

（1）碳化法 

目前常用的不同形貌碳酸钙制备方法可分为碳化法、复分解法以及生物矿化法。碳化法是将形貌控制剂加入到氢氧化钙溶液中，然后想溶液中通入二氧化碳气体，碳化至终点可得到所需形貌的碳酸钙。汤勇等以氢氧化钙和二氧化碳为反应原料，二水合柠檬酸三钠（Na₃C₆H₅O₇·2H₂O）为晶型控制剂，乙醇为助表面活性剂，采用加压碳酸化法成功制备了片状碳酸钙。片状碳酸钙的晶型为方解石型，比表面积约为27.11m²·g^-1。加压碳酸化增加了CO₂在溶液中的溶解度，在柠檬酸三钠的作用下定向生成片状纳米碳酸钙。

加压碳化法-片状碳酸钙的生成机理

（2）复分解法

复分解法是将钙盐溶液与碳酸盐溶液在适当的条件下反应并结合相应的形貌控制剂制备所需形貌的碳酸钙。宋谨英等以氯化钙和碳酸氢铵为原料，加入氯化锂形貌控制剂，通过工艺条件的优化制备形貌规整、大小均匀的方解石型片状碳酸钙，提高c（Ca²⁺）/c（Li⁺）比和降低陈化时间，从而缩短片状碳酸钙生产时间、降低生产成本、解决混晶问题，为其规模化产业生产提供理论参考。

复分解法-片状碳酸钙的生成机理

（3）微生物矿化法

微生物矿化技术是利用微生物将自然界的化学物质转化为矿物沉淀的方法，虽然尚未大规模生产，但利用微生物矿化原理，碳酸钙产物已经在环保、文物修复、建材（高性能混凝土）中有了实际应用。大多数采用脲酶类型细菌，其通过水解尿素生成碳酸氢根离子或碳酸根离子，进一步与钙离子等游离金属阳离子结合生成具有胶结性质的生物矿化沉淀。

在Ｍann提出的调控生物矿化基本原理中，化学调控过程是有机体通过控制特殊的大分子（如多糖和糖蛋白等）作为成核、生长、相转变的活性剂或抑制剂；空间调控过程中，矿物形成于离子和分子选择性传输的封闭空间中，从而控制晶体生长的化学和动力学过程；在结构调控过程中，用活性化学基团功能化的有机框架作为模板调控矿化过程，诱导晶体沿某一特定晶面或晶轴成核；在形貌调控过程中，受限空间中结晶能够使晶体沿某些特定方向生长。

3、片状碳酸钙生产与应用专利技术

一种片状碳酸钙的制备方法

广西华纳新材料股份有限公司公开一种片状碳酸钙的制备方法。先分别配制碳酸钠溶液和氯化钙溶液，向氯化钙溶液添加羟甲基纤维素钠/硼酸钠复合晶型控制剂，搅拌混合均匀；边搅拌边将碳酸钠溶液添加至氯化钙溶液中，添加完毕后停止反应，获得悬浊液；往悬浊液加入月桂酸钾，搅拌，过滤，再经过压滤脱水，干燥，粉碎，分级，即可获得片状碳酸钙。本发明能够获得稳定、粒径分布窄、片状特征显著的片状碳酸钙。

一种片状碳酸钙及其制备方法和应用

上海东升新材料有限公司公开了一种片状碳酸钙及其制备方法和应用，制备方法，包括如下步骤：将纤维状轻质碳酸钙加入水中，并向水中加入复合助磨剂，配成重量含量为65～75%的纤维轻钙浆料，然后对浆料进行研磨，制得片状碳酸钙浆料，制得的片状碳酸钙价格便宜，尺寸为0.2～0.6μm微米，接近可见光的半波长，且颗粒均匀、粒径分布窄，颗粒形貌为近似方形，将其应用纸张涂布，光泽度和平滑度较高。

一种冻融超声制备生物质碳酸钙微纳米片的方法

朱奕陆等公布了一种冻融超声制备生物质碳酸钙微纳米片的方法，通过原位热解，急冷，冻融超声含珍珠层的贝壳或珍珠，解离得到形貌完整分散良好的碳酸钙微纳米片，得到的碳酸钙微纳米片的厚度为300～800纳米，片径为5～10微米，晶型为文石结构。本发明与现有的制备片状碳酸钙技术相比，为利用生物质自生结构和组成，通过自上而下的方法得到碳酸钙微纳米片，制备工艺绿色环保，制备得到的碳酸钙微纳米片在填料领域有广泛的应用。

一种利用微生物制备片状碳酸钙和球状碳酸钙的方法

合肥工业大学公开了一种利用微生物制备片状碳酸钙和球状碳酸钙的方法。将培养完成的菌液按一定比例先后加入尿素和形貌控制剂，再按照一定比例接入氯化钙溶液，静置反应，反应完成后取出沉淀物质进行洗涤和烘干，即可获得片状和球状碳酸钙，其中所述的形貌控制剂为聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化铵。本发明利用微生物制备片状碳酸钙和球状碳酸钙，其中所利用的微生物资源丰富，反应高效，环境友好无污染，通过添加形貌控制剂来制备片状和球状碳酸钙，提高了碳酸钙应用的专一性，使碳酸钙在多领域的应用更加高效。

一种控油遮瑕组合物及其制备方法

铂臻（广州）生物科技有限公司公开了一种控油遮瑕组合物及其制备方法，包括以下组分：着色剂，15~20%；片状硫酸钙，10~15%；烷基表面修饰硅石1~2%；油脂15~30%；乳化剂3~5%；柔润剂8~15%；保湿剂3~8%；抗氧化剂0.2~1.4%；所述片状硫酸钙的粒径为0.5~8μm，厚度为0.01~0.8μm，在组分中可以作为白色填料减少二氧化钛着色剂的使用，使得乳状聚合物易铺开，还具有控油和改善肤感的效果；所述烷基表面修饰硅石熟亚麻子油吸收率为200~300mL/100g，具有良好的控油效果。

一种可生物降解的摩擦粒子母粒、摩擦材料及其制备方法和应用

珠海格莱利摩擦材料股份有限公司公开了一种可生物降解的摩擦粒子母粒、摩擦材料及其制备方法和应用。该摩擦粒子母粒，包含聚己内酯、聚乳酸、片状碳酸钙、硫酸钙晶须和埃洛石纳米管。该摩擦材料包含摩擦粒子母粒和摩擦性能调节剂。本发明以PLA、PBS、PBAT、PCL作为粘接成分，并采用片状碳酸钙、硫酸钙晶须对聚己内酯进行改性，采用埃洛石纳米管对聚乳酸进行改性，能显著提高摩擦材料的摩擦性能和耐磨性能。制备的摩擦材料不仅综合性能优异，而且可生物降解，在使用过程中以及最终降解的产物均对环境污染小。

一种利用双组份表面改性剂对水泥基材料进行表面处理的方法

南宁师范大学公开了一种利用双组份表面改性剂对水泥基材料进行表面处理的方法。依次采用碱激发矿渣悬浊液、Mg(HCO₃)₂溶液对水泥基材料进行表面喷涂处理，在水泥基材料表面形成一层由碳酸钙与硅胶组成的的保护层。本发明方法中，碱激发矿渣悬浊液中的水化产物硅铝酸钙（CASH）凝胶提供钙源和硅源，硅铝酸钙凝胶与Mg(HCO₃)₂溶液反应形成由片状碳酸钙晶体与硅胶组成的表面保护层适用于预制混凝土和现浇筑混凝土桩基，该保护层阻止环境中氯离子向混凝土内部钢筋层迁移，能够避免混凝土开裂和钢筋腐蚀，从而提高钢筋混凝土桩基的耐久性。

参考来源

宋谨英，方解石型片状碳酸钙的制备研究，广西民族大学

汤勇,加压碳酸化法制备片状纳米碳酸钙及其表征，广西大学

刘萍，形貌控制仿生合成类梭状片层碳酸钙，云南白药集团健康产品有限公司

专利之星

(中国粉体网编辑整理/昧光)

注：图片非商业用途，存在侵权告知删除!