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。

（4）晶型调控

一般来说，影响晶型调控的因素主要有溶液组成、添加剂、过饱和度、温度和其他晶体生长控制因素等。关于晶型调控机理，目前主要是从动力学、热力学对结晶控制的影响两方面进行阐述。

在碳化反应过程中，成核过程是控制晶型的关键步骤，含有羧基、羟基等不同官能团的添加剂能够诱导亚稳态多晶相的优先形成，有利于多晶型的制备。

晶型调控剂主要分为无机盐类、醇类、酸类、糖类和表面活性剂等5大种类，表4总结了不同添加剂对获得的CaCO3晶体形貌和性能的主要影响。研究表明，不同的调控剂对碳酸钙形貌和晶型的影响作用不同，也受生产工艺条件的影响，主要作用因素有3个：温度、界面性质、过饱和度，与上述影响因素基本一致。

添加剂对碳酸钙颗粒性能的影响

注：CTAB为十六烷基三甲基溴化铵;SDS为十二烷基硫酸钠。

3、片状碳酸钙生产与应用专利技术

广西华纳新材料股份有限公司：一种片状碳酸钙的制备方法

上海东升新材料有限公司：一种片状碳酸钙及其制备方法和应用

合肥工业大学：一种利用微生物制备片状碳酸钙和球状碳酸钙的方法

铂臻(广州)生物科技有限公司：一种控油遮瑕组合物及其制备方法

珠海格莱利摩擦材料股份有限公司：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

南宁师范大学：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

浙江振鑫新材料科技有限公司：一种阻燃型大直径片状碳酸钙的制备方法

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

吕津辉：特殊形貌碳酸钙制备技术和应用研究进展，粉体网

专利之星

(中国粉体网编辑整理/昧光) 

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