用于制備碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通過以默認(rèn)方式使氫氧化鈣和干冰結(jié)合來制備碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒的方法。本發(fā)明還涉及用于實施所述方法的裝置以及所述方法中的碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒作為熱塑性聚合物的填料的用途。
【專利說明】用于制備碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒的方法和裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年10月13日提交的美國臨時申請?zhí)?1/546 675的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及用于使用氫氧化鈣和二氧化碳作為起始原料來制備碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒的方法。更具體地，本發(fā)明涉及干冰在用于制備碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒的方法中作為二氧化碳源的用途。本申請還涉及用于實施所述方法的裝置以及包含碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒的組合物。

【背景技術(shù)】
[0004]在乙炔氣的生產(chǎn)中，廢棄副產(chǎn)物之一為“電石渣(carbide lime)”。加拿大專利號2 213 086和2 296 609以及美國專利號6 310 129 ( “’129專利”)分別描述了一種用于將未加工的“電石渣”廢料轉(zhuǎn)化為可用作熱塑性樹脂材料中的填料的組合物的方法；它們均通過引用并入本文。所有三個專利包含基本相同的公開，其中’ 129專利在下文中通常被提及，為三個專利中的代表。如’ 129專利中所描述的，該方法包含:篩選未加工的電石渣用于破碎，干燥所篩選的電石渣以獲得低的水分含量和低于25%的碳酸鈣含量，細(xì)磨經(jīng)干燥的材料，將經(jīng)細(xì)磨的顆粒分類以分離具有所需粒徑和相應(yīng)的低比重的顆粒部分。如’ 129專利中所述的，該方法產(chǎn)生一種經(jīng)加工的電石渣組合物，所述組合物包含70重量％至80重量％的氫氧化鈣和5重量％至25重量％的碳酸鈣，其中碳酸鈣為氫氧化鈣上表面碳化的形式。
[0005]自從’ 129專利中所描述的經(jīng)加工的電石渣填料組合物出現(xiàn)以來，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該經(jīng)加工的電石渣組合物的某些優(yōu)點和缺點。所發(fā)現(xiàn)的一個非常重要的有益性質(zhì)是，當(dāng)經(jīng)加工的電石渣組合物用作填料并與樹脂混合以生產(chǎn)樹脂模塑產(chǎn)品時，該組合物賦予該模塑產(chǎn)品抗菌性能。已知電石渣填料組合物的主成分氫氧化鈣具有可以維持長達(dá)一百年的抗菌、抗病毒及抗真菌的性能。使用經(jīng)加工的電石渣填料組合物制成的樹脂模塑產(chǎn)品明顯受益于氫氧化鈣成分，并且基本上是無菌的。該特性使利用經(jīng)加工的電石渣組合物制成的樹脂模塑產(chǎn)品在其中無菌很重要的應(yīng)用中尤其有用。
[0006]利用經(jīng)處理的電石渣填料組合物制造的聚氯乙烯(PVC)樹脂模塑產(chǎn)品被賦予的另一益處是氫氧化鈣中和來自PVC燃燒的有毒氣體的能力。氫氧化鈣有利地與PVC燃燒所產(chǎn)生的有毒氯化物氣體反應(yīng)，生成兩種無害物質(zhì)，即水和鹽。一個補充性質(zhì)是電石渣填料組合物由于其高熔點還是阻燃劑，并且在燃燒后表出“硬炭(hard char)”效應(yīng)。因此，例如由含有經(jīng)加工的電石渣填料組合物的樹脂制成的電線涂層在遭遇火時不會簡單地分解。相反，該覆蓋層會在電線上形成硬涂層，由此可能防止進(jìn)一步的災(zāi)害。
[0007]如在’ 129專利中所解釋的，已經(jīng)使用商業(yè)的“合成”氫氧化鈣作為樹脂模塑系統(tǒng)中的填料，或已經(jīng)研究其作為樹脂模塑系統(tǒng)中的填料的用途。該專利中還描述了氫氧化鈣作為填料的用途的一些限制和缺點。還已知碳酸鈣作為樹脂模塑系統(tǒng)中的填料的用途。有許多已知用于生產(chǎn)碳酸鈣的工藝，例如在美國專利號6 458 335和6，475，459 ( “’459專利”)中所描述的，其通過引用并入。例如，’459專利描述了一種用于生產(chǎn)沉淀碳酸鈣的工藝，并解釋了沉淀碳酸鈣的使用在各種工業(yè)例如造紙工業(yè)、塑料工業(yè)和制藥工業(yè)中的增長?！?459專利中所描述的用于制備碳酸鈣顆粒的工藝包括:在水的存在下使含有氧化鈣的起始原料與碳酸根離子反應(yīng)以生成碳酸鈣，并回收碳酸鈣，其特征在于，該形成從氧化鈣到碳酸鈣來直接實施而沒有中間階段。另外，該工藝是在劇烈攪拌下進(jìn)行的，使得碳酸鈣從氫氧化鈣的表面分離。本領(lǐng)域已知的用于制備碳酸鈣顆粒的其它方法在’ 459專利中列出的大量專利申請中進(jìn)行描述。
[0008]碳酸鈣沒有表現(xiàn)出上述抗菌或阻燃性能，也沒有賦予樹脂模塑產(chǎn)品上述抗菌或阻燃性能。尚未發(fā)現(xiàn)沒有碳酸鈣表面涂層的未改性氫氧化鈣與作為對于用作樹脂模塑產(chǎn)品的填料的應(yīng)用與經(jīng)涂覆的氫氧化鈣一樣有用。這明顯歸因于表面碳酸化提供在氫氧化鈣顆粒上提供的保護(hù)涂層，所述保護(hù)涂層其使得顆粒能夠以未改性的氫氧化鈣所不能的方式并入到樹脂基體中。
[0009]通過引用并入本文的美國專利7 883 681號(“’681專利”)公開了碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒作為聚氯乙烯(PVC)樹脂模塑產(chǎn)品填充材料的用途。發(fā)現(xiàn)這些顆粒結(jié)合了容易并入PVC樹脂中同時保留氫氧化鈣的有利性能、包括抗菌和阻燃性能的碳酸鈣的優(yōu)點。特別地，’681專利公開了一種制備碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒的方法，所述顆粒含有70重量％至80重量％的氫氧化鈣和約5重量％至25重量％的為氫氧化鈣顆粒表面上的涂層形式的碳酸鈣。
[0010]’ 681專利教導(dǎo)了一種制備碳酸鹽涂覆的氫氧化鈣顆粒的方法，包括:使氫氧化鈣懸浮于空氣中；通過暴露于二氧化碳使所述懸浮顆粒碳酸化；和使碳酸化反應(yīng)進(jìn)行預(yù)設(shè)時間以在氫氧化鈣產(chǎn)生上述比例的表面碳酸化?！?681專利描述了使用包含二氧化碳作為二氧化碳源的氣體，例如空氣，并進(jìn)一步描述了將該氣體吹到含有懸浮氫氧化鈣顆粒的容器中，以在懸浮顆粒上產(chǎn)生表面碳酸化。這是一個碰撞過程。因此，二氧化碳的量通過暴露于含有二氧化碳的氣體的時長來控制。在一個具體實施方案中，’681專利教導(dǎo)了使用作為用于獲得氧化鈣顆粒的方法的副產(chǎn)物的煅燒爐廢氣，所述煅燒爐廢氣包含二氧化碳，所述氧化鈣顆粒之后與水化合生成氫氧化鈣顆粒。
[0011]與’ 681專利的方法相關(guān)的一個問題為對暴露于氫氧化鈣顆粒的二氧化碳的量的控制受限制。結(jié)果，難以以精確的方式控制氫氧化鈣顆粒表面碳酸化的量，這可能導(dǎo)致差的重復(fù)性和不一致的產(chǎn)品顆粒。
[0012]與’ 681專利的方法相關(guān)的另一個問題為使氫氧化鈣顆粒懸浮于空氣中需要體系內(nèi)的高速和湍流條件。在這種體系中，氫氧化鈣顆粒會彼此碰撞導(dǎo)致形狀和大小不均勻的顆粒。另外，二氧化碳穿過懸浮顆粒的流動會導(dǎo)致表面上不均勻的碳酸鈣涂層，給予經(jīng)涂覆的顆?！板缧菭睢钡男螤?，一面具有圓形側(cè)面，而相反面具有尾巴。另外，’681專利所描述的反應(yīng)在高壓下的湍動氣流中進(jìn)行，其中二氧化碳?xì)怏w碰撞由于碾磨導(dǎo)致粒徑降低。在該方法中，顆粒的長寬比降低，并且單個顆粒的剪切可能使更多氫氧化鈣表面露出，這可能不利于并入到樹脂中。
[0013]另外，’ 681專利中所描述的使用煅燒過程的副產(chǎn)物氣體可能難以控制，這是因為副產(chǎn)物氣體中二氧化碳的準(zhǔn)確量是未知的。另外，該方法將過程配合到一起，使得過程必須先后且接近地完成，這可能根據(jù)材料來源而受限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]在本發(fā)明的一個方面，提供一種制備碳酸鈣(CaCO3)涂覆的氫氧化鈣(Ca(OH)2)顆粒的方法，包括:
[0015]將氫氧化鈣顆粒引入反應(yīng)容器中；
[0016]通過將干冰引入到反應(yīng)容器中和使二氧化碳與氫氧化鈣顆粒共混并反應(yīng)來使氫氧化鈣顆粒與干冰形式的二氧化碳反應(yīng)，以在氫氧化鈣顆粒上形成碳酸鈣涂層；
[0017]其中，控制氫氧化鈣顆粒與干冰的比例以提供包含約70%至80% w/w的氫氧化鈣和約5%至30% w/w碳酸鈣表面涂層的碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒。
[0018]在本發(fā)明的一個實施方案中，氫氧化鈣顆粒與二氧化碳通過顆粒的重力沉降來共混。
[0019]在本發(fā)明的一個實施方案中，氫氧化鈣顆粒為約44微米。在另一實施方案中，氫氧化鈣顆粒是粉末形式的。在本發(fā)明的另一實施方案中，氫氧化鈣顆粒具有44微米顆粒占總體95%的粒徑分布。
[0020]在另一實施方案中，干冰與氫氧化鈣的比例為每噸氫氧化鈣70磅干冰。
[0021]在本發(fā)明的另一方面，提供一種用于制備碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒的裝置，其包括:
[0022]反應(yīng)器；
[0023]氫氧化鈣顆粒入口 ；
[0024]干冰入口 ；
[0025]用于確定反應(yīng)產(chǎn)物比重的密度計，
[0026]其中，反應(yīng)產(chǎn)物的比重提供通過干冰和氫氧化鈣的反應(yīng)形成的表面碳酸化的比例的指示；并且
[0027]由此引入到系統(tǒng)中的干冰的量可以增加或減少以提供具有選定的比重和表面碳酸化百分比的產(chǎn)物。
[0028]在本發(fā)明的另一方面，提供一種包含碳酸鹽涂覆的氫氧化鈣顆粒的組合物，該組合物通過以下步驟來制備:將氫氧化鈣顆粒引入反應(yīng)容器中；
[0029]通過將干冰引入到反應(yīng)容器中和使二氧化碳與氫氧化鈣顆粒共混并反應(yīng)來使氫氧化鈣顆粒與干冰形式的二氧化碳反應(yīng)，以在氫氧化鈣顆粒上形成碳酸鈣涂層；
[0030]其中，控制氫氧化鈣顆粒與干冰的比例以提供包含約70%至80% w/w氫氧化鈣和約5%至30% w/w碳酸鈣表面涂層的碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒。
[0031]在本發(fā)明的另一方面，提供一種作為聚合物的填料的上述組合物。在一個特定方面，該聚合物為熱塑性聚合物或熱固性聚合物。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]在其中參照附圖的以下詳細(xì)描述中，本發(fā)明的特征會變得更加明顯，附圖中:
[0033]圖1為用于Ca(OH)2和干冰(CO2)反應(yīng)以提供碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒的反應(yīng)器系統(tǒng)的示意圖。
[0034]圖2a為表明Ca(OH)2顆粒的平均粒徑的圖。
[0035]圖2b為表明相對于氫氧化鈣顆粒的質(zhì)量Ca(OH)2轉(zhuǎn)化為CaCO3的體積百分比的圖。
[0036]圖3a為表明相對于時間Ca(OH)2轉(zhuǎn)化為CaCO3的體積百分比的圖。
[0037]圖3b為表明相對于粒徑Ca (OH) 2向CaCO3的轉(zhuǎn)化。

【具體實施方式】
[0038]下面將參照附圖描述本發(fā)明的實施方案。
[0039]如本文所使用的術(shù)語“干冰”指固體形式的二氧化碳(CO2)，其在室溫下升華以產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。
[0040]術(shù)語“氫氧化鈣”和“Ca (OH)2"在本文中可交換地使用。相似地，術(shù)語“碳酸鈣”和“ CaCO3 ”本文中可交換地使用。
[0041]本文所使用的術(shù)語“表面涂層”和“涂層”指基本上覆蓋一種材料的顆粒表面的另一種材料的層。
[0042]在本發(fā)明的一個實施方案中，氫氧化鈣顆粒與干冰(CO2)結(jié)合以提供碳酸鈣(CaCO3)涂覆的氫氧化鈣(Ca(OH)2)顆粒。干冰以相對于氫氧化鈣的測量比例添加以提供包含70%至80% w/w的氫氧化鈣(芯)和5%至30% w/w的芯上碳酸鈣表面涂層的最終顆粒。在本發(fā)明的另一方面，顆粒包含70%至95% w/w的氫氧化鈣，以及在另一實施方案中包含70%至85% w/w的氫氧化鈣。在本發(fā)明的另一方面，碳酸鈣涂層為15%至30%界/W。在又一實施方案中，碳Ifef丐涂層為20% w/w。
[0043]在本發(fā)明的一個實施方案中，氫氧化鈣顆粒的粒徑為約44微米。在另一實施方案中粒徑小于100微米，在另一實施方案中，粒徑小于75微米。在另一實施方案中，平均粒徑為44微米，以及根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，顆粒的粒徑分布為44微米的顆粒占總體95 %。在另一實施方案中，粒徑可以表示為篩孔尺寸。在一個特定實施方案中，粒徑為-600目，在另一實施方案中，粒徑為-325目。
[0044]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了獲得44微米的Ca(OH)2顆粒上20重量％碳酸鈣的表面涂層，需要70膀干冰每噸Ca (OH) 2。
[0045]在一個特定實施方案中，氫氧化鈣顆粒的粒徑為44微米。在本發(fā)明的一個實施方案中，發(fā)現(xiàn)I立方英尺(cu ft)的44微米干燥粉末形式的Ca(OH)2具有40磅(Ib)重量。在一個大氣壓和70 ，一磅干冰等于8.75立方英尺的CO2氣體。相應(yīng)地，為了 20%的Ca(OH)2向CaCO3的表面轉(zhuǎn)化率，需要70磅干冰每噸Ca (OH) 2。
[0046]氫氧化鈣與二氧化碳的比例可以變化以提供具有不同碳酸化百分比的顆粒。組分的比例基于根據(jù)關(guān)于粉末材料體積密度的ASTM標(biāo)準(zhǔn)壓實的每干燥標(biāo)準(zhǔn)立方英尺的重量和粒徑。升華的二氧化碳?xì)怏w在氫氧化鈣顆粒表面上產(chǎn)生碳酸鹽涂層。
[0047]在本發(fā)明的另一方面，可以將氫氧化鈣顆粒和干冰顆粒同時加入反應(yīng)容器中并通過重力沉降使其混合。不需要氫氧化鈣顆粒的進(jìn)一步攪拌，但是允許反應(yīng)物的一些攪拌或混合。干冰在室溫下升華以包裹氫氧化鈣顆粒，這在氫氧化鈣顆粒上提供均勻的碳酸鈣涂層。氫氧化鈣的最小攪拌允許顆粒保持與最初加入反應(yīng)時相同的形狀和尺寸。使起始原料的攪拌最小化還降低了形態(tài)改變和對表面碳酸化的撞擊破壞以及芯氫氧化鈣材料的提早釋放或暴露的可能。
[0048]在一個特定實施方案中，氫氧化鈣起始原料會包含具有窄尺寸分布并且具有球形形狀的顆粒。因此，通過該方法生成的產(chǎn)物碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒也會具有球形形狀和窄尺寸分布。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，小的干冰顆粒在提供均勻的碳酸化層方面最有效。在一個特定實施方案中，干冰是小片或顆粒形式的。例如，干冰顆粒會具有約0.425mm的尺寸。
[0049]另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用干冰作為二氧化碳源與氫氧化鈣以默認(rèn)的且非湍流的方式結(jié)合在顆粒周圍提供更一致的碳酸鈣涂層厚度，使由二氧化碳?xì)怏w在顆粒上吹動造成的“彗星狀”影響最小化。另外，該反應(yīng)中反應(yīng)物的混合所需要的最小攪拌提供了更一致的從一個顆粒到下一顆粒的涂層厚度。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用干冰作為二氧化碳源提供更光滑和更一致的產(chǎn)物顆粒形狀。據(jù)認(rèn)為這是由于反應(yīng)速率可以更容易地控制并且避免了劇烈攪拌導(dǎo)致的顆粒碰撞。
[0050]在本發(fā)明的另一方面，氫氧化鈣的反應(yīng)可以以間歇反應(yīng)或連續(xù)流動反應(yīng)的形式進(jìn)行。
[0051]在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于實施上述方法的裝置。在本發(fā)明的一個實施方案中。氫氧化鈣顆粒在反應(yīng)容器如具有干冰(CO2)入口和Ca(OH)2入口的料倉式反應(yīng)器中與干冰結(jié)合。用于干冰的入口可以與用于氫氧化鈣的入口相同或不同。在本發(fā)明的一個實施方案中，通過相同或不同入口將Ca(OH)2和干冰同時添加到反應(yīng)容器，并使其經(jīng)由下沖氣流重力沉降而混合。在另一實施方案中，入口可以是入口歧管。料倉式反應(yīng)器還可以具有用于移出反應(yīng)產(chǎn)物即碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒的出口。
[0052]圖1描繪了裝置的一個特定實施方案。圖1顯示一種用于遞送氫氧化鈣顆粒的散裝運輸遞送器(I)。用于儲存氫氧化鈣顆粒的儲存料倉(2)和用于通過例如氣動卸載將氫氧化鈣從運輸遞送器轉(zhuǎn)移至儲存料倉的裝置。還提供了用于通過例如氣動機械遞送器將氫氧化鈣從儲存料倉(2)轉(zhuǎn)移至反應(yīng)料倉(3)的裝置。反應(yīng)料倉(3)還具有二氧化碳入口
(17)、氫氧化鈣入口(18)和用于移出反應(yīng)產(chǎn)物的出口(19)。還提供了用于將產(chǎn)物運輸至遞送產(chǎn)品料倉(5)的裝置。反應(yīng)料倉(3)還可以具有一個或更多個水平指示器(10)。反應(yīng)料倉(3)還可以具有空氣過濾器和/或溫度指示器(12)。反應(yīng)料倉(3)還可以具有振動式料斗排料器(13)。卸下的反應(yīng)產(chǎn)物可以移至遞送產(chǎn)品料倉(5)，所述遞送產(chǎn)品料倉(5)還可以具有空氣過濾器和/或溫度指示器(12)。
[0053]圖1還顯示了容納用于干冰設(shè)備的液態(tài)二氧化碳的二氧化碳罐(4)。干冰設(shè)備包括高壓下儲存的二氧化碳液體和用于將液態(tài)二氧化碳轉(zhuǎn)化為干冰的裝置，例如在減壓下使液態(tài)二氧化碳流動通過噴射器或噴灑器進(jìn)入到反應(yīng)料倉中(3)。
[0054]圖1的遞送產(chǎn)品料倉(5)具有一個或更多個密度計(9)和溫度計(11)。遞送產(chǎn)品料倉(5)還可以具有振動式料斗排料器(13)。如圖1中所示，遞送產(chǎn)品料倉可以具有雙通閥式產(chǎn)品線管旁路，用于將產(chǎn)品導(dǎo)向散裝運輸器(7)或產(chǎn)品包裝線(6)。圖1還顯示了用于控制氫氧化鈣和二氧化碳流動到反應(yīng)料倉(3)中的流動控制閥(15)。
[0055]圖1還顯示了用于控制流動閥和監(jiān)控計量表和指示器的過程控制(8)。過程控制可以是手動的或可以是自動的。
[0056]在另一方面，裝置可以包括用于確定反應(yīng)混合物中顆粒比重的密度計。在一個特定實施方案中，使用商購可獲得的Thermo Scientific核密度計。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解其它也可以使用其它密度計。
[0057]可以測量起始原料氫氧化鈣的比重，并且可以確定或估算起始原料和產(chǎn)物的比重之差?；诜磻?yīng)混合物中顆粒的比重可以監(jiān)控反應(yīng)的進(jìn)程或完成度。反應(yīng)條件可以調(diào)節(jié)，例如通過添加更多干冰以實現(xiàn)所需的反應(yīng)度。
[0058]反應(yīng)條件的調(diào)節(jié)可以由觀察密度測量和調(diào)節(jié)工藝反應(yīng)參數(shù)的操作者來手動控制和優(yōu)化，或者可以通過已編程為基于密度測量來調(diào)節(jié)各個反應(yīng)參數(shù)的計算機來控制和優(yōu)化。在本發(fā)明的另一方面，計算機為可編程的邏輯控制器。
[0059]會進(jìn)一步理解可以將多種其它測量器添加到反應(yīng)容器中以測量反應(yīng)條件，例如水分或濕度水平、溫度、壓力等。這些測量可以用于調(diào)節(jié)反應(yīng)條件，例如時間、溫度和/或反應(yīng)物的比例?？梢员O(jiān)測和調(diào)節(jié)這些工藝變量以實現(xiàn)最終產(chǎn)物碳酸鹽涂覆的氫氧化鈣顆粒的均一品質(zhì)控制。
[0060]現(xiàn)在將通過具體的實施例來描述本發(fā)明的一個實施方案。
[0061]實施例1:氫氧化鈣與干冰在Hobart?Mixer中的反應(yīng)
[0062]將75微米或-200目的氫氧化鈣顆粒與預(yù)先壓碎以減小顆粒尺寸的干冰一起添加到Hobart?粉末混合機。干冰顆粒具有約-12目至+18目的尺寸范圍。使氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)以在氫氧化鈣顆粒上產(chǎn)生碳酸鹽涂層。
[0063]對于反應(yīng)系列I至8，表1將氫氧化鈣起始原料的重量表示為“加入重量”，將產(chǎn)物的重量表示為“取出重量”。還示出了從起始原料到產(chǎn)物的重量變化以及百分比差。在所有反應(yīng)中從起始原料氫氧化鈣到產(chǎn)物的平均重量差為2.08%。氫氧化鈣起始原料由Sylvettein Putnam(Cameuse)供應(yīng)，其具有小于2.5%的水分含量。由于反應(yīng)容器的尺寸，反應(yīng)被分為多個批次。所述批次在以下表2中示出，例如反應(yīng)2以兩個批次2a和2b進(jìn)行。
[0064]表1:
[0065]

【權(quán)利要求】
1.一種制備碳酸鈣(CaCO3)涂覆的氫氧化鈣(Ca(OH)2)顆粒的方法，包括: 將氫氧化鈣顆粒引入反應(yīng)容器中； 通過將干冰引入到反應(yīng)容器中和使二氧化碳與所述氫氧化鈣顆粒共混并反應(yīng)來使所述氫氧化鈣顆粒與干冰形式的二氧化碳反應(yīng)，以在所述氫氧化鈣顆粒上形成碳酸鈣涂層； 其中，控制所述氫氧化鈣顆粒與干冰的比例以提供包含約70%至80% w/w的氫氧化鈣和約5%至30% w/w的碳酸鈣表面涂層的碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氫氧化鈣顆粒與所述二氧化碳的共混通過顆粒的重力沉降來進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氫氧化鈣顆粒為約44微米并且是粉末形式的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述干冰與氫氧化鈣的比例為70磅干冰每噸氫氧化鈣。
5.一種用于制備碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒的裝置，包括: 反應(yīng)器； 氫氧化鈣顆粒入口； 干冰入口 ； 用于確定反應(yīng)產(chǎn)物的比重的密度計， 其中，所述反應(yīng)產(chǎn)物的比重提供由所述干冰和氫氧化鈣的反應(yīng)形成的表面碳酸化的百分比的指示；并且 由此引入到系統(tǒng)中的干冰的量可以增加或減少以提供具有選定的比重和表面碳酸化百分比的產(chǎn)物。
6.一種包含碳酸鹽涂覆的氫氧化鈣顆粒的組合物，所述組合物通過以下步驟來制備:將氫氧化鈣顆粒引入到反應(yīng)容器中； 通過將干冰引入到反應(yīng)容器中和使二氧化碳與所述氫氧化鈣顆粒共混并反應(yīng)來使所述氫氧化鈣顆粒與干冰形式的二氧化碳反應(yīng)，以在氫氧化鈣顆粒上形成碳酸鈣涂層； 其中，控制所述氫氧化鈣顆粒與干冰的比例以提供包含約70%至80% w/w的氫氧化鈣和約5%至30% w/w的碳酸鈣表面涂層的碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒。
7.如權(quán)利要求6中所述的組合物作為聚合物的填料的用途。
8.權(quán)利要求7所述的用途，其中所述聚合物為熱塑性的或熱固性的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述碳酸鈣在所述氫氧化鈣的表面上形成均勻的涂層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒包含15%至30% w/w的碳酸鈣涂層。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒包含20%w/w的碳酸鈣涂層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述干冰為片形式并具有約-12目至+18目的近似粒徑范圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述反應(yīng)中每噸氫氧化鈣使用70磅干冰。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述反應(yīng)分批進(jìn)行。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述反應(yīng)以連續(xù)的流進(jìn)行。
16.權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述密度計與計算機連接，所述計算機控制Ca(OH)2入口和所述干冰入口以在所述反應(yīng)容器中提供氫氧化鈣與干冰的比例以獲得具有特定比重的產(chǎn)物。
17.權(quán)利要求5或16所述的裝置，還包括用于移出所述碳酸鈣涂覆的氫氧化鈣顆粒產(chǎn)物的出口。
18.權(quán)利要求5所述的裝置，其中0&(OH)2和 干冰可以同時添加到所述反應(yīng)容器以允許反應(yīng)組分的重力混合。
19.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氫氧化鈣顆粒具有44微米的平均粒徑并具有44微米顆粒占總體95%的尺寸分布。
【文檔編號】C09C1/02GK104080860SQ201280055494
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月13日
【發(fā)明者】馬庫斯·E·馬丁, 愛德華·K·帕迪亞克 申請人:2262554安大略股份有限公司