[0001] 本发明涉及硅酸钙及其制备方法，尤其涉及多孔硅酸钙及其制备方法，属于多孔硅酸钙及其制备领域。

[0002] 硅酸钙的物理和化学性质都很稳定，主要用于保温耐火材料、建筑材料、冶金陶瓷、造纸填料、吸附材料、橡胶塑料等方面，近年来，硅酸钙在催化、生物材料、生命科学以及复合材料等高新技术领域的应用也日益增多。

[0003] 硅酸钙的制备工艺分为两大类：溶液反应法和固相合成法。溶液反应法主要包括溶胶凝胶法、水热合成法、化学沉淀法等，其主要优点是能准确控制产物的化学组成、粒子形状和大小，在反应过程中可以保证合成产物的纯度。溶液反应法中又以水热合成法广为应用，水热合成法是指在高温高压条件下，采用水溶液作为反应介质，使难溶或不溶的物质溶解并且重结晶的过程。水热合成法具有制备范围广泛，产物结晶良好，不需高温灼烧处理，工艺较为简单的优点，而且产物晶粒物相和形貌与水热反应条件有关，可以调控。

[0004] 多孔硅酸钙是采用水热合成法制备的一种极具特点的硅酸钙产品，具有良好的光学性能，密度小、沉降体积大、磨耗小的特性，是一种具有高比表面积、高孔隙率、高吸油值的功能性无机合成材料，可用于造纸、塑料填料、涂料颜料等，应用领域广泛。

[0005] 多孔硅酸钙合成主要以石灰乳为钙源，由生石灰消化而得；硅源主要是硅酸钠，其来源的一方面是煤灰作为原料低压碱溶脱硅后得到的脱硅液，其来源的另一方面是石英砂等含硅原料制备的硅酸钠；但是，现有多孔硅酸钙的制备工艺存在流程长，设备投资大，消耗能源多，对产品性能的控制有较大的挑战，导致产品质量容易波动，稳定性差；所制备的多孔硅酸钙产品存在堆积密度较低以及沉降体积高等缺陷，亟待改进。

[0028] 以下结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

[0029] 以下各实施方案所用物料如下：

[0030] 石英砂的SiO2含量为97.3％，烧失量0.35％、平均粒径14μm；

[0031] 生石灰的活性度322，有效钙含量86‑88％；

[0032] 生石灰和水按照1:5的体积比进行消化，陈化12小时后过筛，得到石灰乳。

[0033] 预备实施例1多孔硅酸钙的制备

[0034] 将石英砂、烧碱、石灰乳按照摩尔比为SiO2:NaOH:Ca(OH)2＝1:2.5:1.1加入到反应釜中并与水混合在一起采用水热合成法进行合成反应，从室温缓慢升温至反应温度，其中，升温速率控制在3℃/min，反应温度为150℃，石英砂、烧碱和石灰乳的混合物与水质量比为1:9，反应时间3h，搅拌速度300rpm，反应完成后，过滤，滤饼洗涤、干燥，获得多孔硅酸钙。预备实施例2多孔硅酸钙的制备

[0035] 将石英砂、烧碱、石灰乳按照摩尔比为SiO2:NaOH:Ca(OH)2＝1:2.5:1.1加入到反应釜中并与水混合在一起采用水热合成法进行合成反应，从室温缓慢升温至反应温度，升温速率控制在3℃/min，反应温度为170℃，石英砂、烧碱和石灰乳的混合物与水质量比为1:9，反应时间3h，搅拌速度300rpm，反应完成后，过滤，滤饼洗涤、干燥，获得多孔硅酸钙。

[0036] 预备实施例3多孔硅酸钙的制备

[0037] 将石英砂、烧碱、石灰乳按照摩尔比为SiO2:NaOH:Ca(OH)2＝1:2.5:1.1加入到反应釜中并与水混合在一起采用水热合成法进行合成反应，从室温缓慢升温至反应温度，升温速率控制在3℃/min，反应温度为180℃，石英砂、烧碱和石灰乳的混合物与水质量比为1:9，反应时间3h，搅拌速度300rpm，反应完成后，过滤，滤饼洗涤、干燥，获得多孔硅酸钙。

[0038] 预备实施例4多孔硅酸钙的制备

[0039] 将石英砂、烧碱、石灰乳按照摩尔比为SiO2:NaOH:Ca(OH)2＝1:2.5:1.1加入到反应釜中并与水混合在一起采用水热合成法进行合成反应，从室温缓慢升温至反应温度，升温速率控制在3℃/min，反应温度为190℃，石英砂、烧碱和石灰乳的混合物与水质量比为1:9，反应时间3h，搅拌速度300rpm，反应完成后，过滤，滤饼洗涤、干燥，获得多孔硅酸钙。

[0040] 预备实施例5多孔硅酸钙的制备

[0041] 将石英砂、烧碱、石灰乳按照摩尔比为SiO2:NaOH:Ca(OH)2＝1:2.5:1.1加入到反应釜中并与水混合在一起采用水热合成法进行合成反应，从室温缓慢升温至反应温度，升温速率控制在3℃/min，反应温度为170℃，石英砂、烧碱和石灰乳的混合物与水质量比为1:9，反应时间2h，搅拌速度300rpm，反应完成后，过滤，滤饼洗涤、干燥，获得多孔硅酸钙。

[0042] 预备实施例6多孔硅酸钙的制备

[0043] 将石英砂、烧碱、石灰乳按照摩尔比为SiO2:NaOH:Ca(OH)2＝1:2.5:1.1加入到反应釜中并与水混合在一起采用水热合成法进行合成反应，从室温缓慢升温至反应温度，升温速率控制在3℃/min，反应温度为170℃，石英砂、烧碱和石灰乳的混合物与水质量比为1:9，反应时间5h，搅拌速度300rpm，反应完成后，过滤，滤饼洗涤、干燥，获得多孔硅酸钙。

[0044] 预备实施例7多孔硅酸钙的制备

[0045] 将石英砂、烧碱、石灰乳按照摩尔比为SiO2:NaOH:Ca(OH)2＝1:2.5:1.1加入到反应釜中并与水混合在一起采用水热合成法进行合成反应，从室温缓慢升温至反应温度，升温速率控制在3℃/min，反应温度为170℃，石英砂、烧碱和石灰乳的混合物与水质量比为1:9，反应时间3h，搅拌速度100rpm，反应完成后，过滤，滤饼洗涤、干燥，获得多孔硅酸钙。

[0046] 预备实施例8多孔硅酸钙的制备

[0047] 将石英砂、烧碱、石灰乳按照摩尔比为SiO2:NaOH:Ca(OH)2＝1:2.5:1.1加入到反应釜中并与水混合在一起采用水热合成法进行合成反应，从室温缓慢升温至反应温度，升温速率控制在3℃/min，反应温度为170℃，石英砂、烧碱和石灰乳的混合物与水质量比为1:9，反应时间3h，搅拌速度500rpm，反应完成后，过滤，滤饼洗涤、干燥，获得多孔硅酸钙。

[0048] 预备实施例9多孔硅酸钙的制备

[0049] 将石英砂、烧碱、石灰乳按照摩尔比为SiO2:NaOH:Ca(OH)2＝1:2.5:1.1加入到反应釜中并与水混合在一起采用水热合成法进行合成反应，从室温缓慢升温至反应温度，升温速率控制在5℃/min，反应温度为170℃，石英砂、烧碱和石灰乳的混合物与水质量比为1:9，反应时间3h，搅拌速度300rpm，反应完成后，过滤，滤饼洗涤、干燥，获得多孔硅酸钙。

[0050] 对比实施例1多孔硅酸钙的制备

[0051] 将石英砂、烧碱、石灰乳按照摩尔比为SiO2:NaOH:Ca(OH)2＝1:2.5:1.1加入到反应釜中并与水混合在一起采用水热合成法进行合成反应，从室温缓慢升温至反应温度，升温速率控制在10℃/min，反应温度为170℃，石英砂、烧碱和石灰乳的混合物与水质量比为1:9，反应时间3h，搅拌速度300rpm，反应完成后，过滤，滤饼洗涤、干燥，获得多孔硅酸钙。

[0052] 表1预备实施例1‑9以及对比实施例1的反应参数

[0053] 预备实施例 升温速率 反应温度/℃ 反应时间/小时 搅拌速度/rpm1 3℃/min 150 3 300
2 3℃/min 170 3 300
3 3℃/min 180 3 300
4 3℃/min 190 3 300
5 3℃/min 170 2 300
6 3℃/min 170 5 300
7 3℃/min 170 3 100
8 3℃/min 170 3 500
9 5℃/min 170 3 300
对比实施例1 10℃/min 170 3 300

[0054] 对比实施例2多孔硅酸钙的制备以及性能检测

[0055] 按照CN104975535A中实施例1的方式制备得到多孔硅酸钙。

[0056] 所制备得到的多孔硅酸钙的粒径范围较宽，粒子大小分布不均，虽然主要分布在7‑50微米范围内，但是小于7微米的细小粒子数量较多(图1)。

[0057] 按照预备实施例1‑9完全相同的检测方式检测本对比实施例所制备的多孔硅酸钙3
的各项性能，具体检测结果如下：硅酸钙的堆积密度为0.25g/cm，沉降体积3.7ml/g，白度为90.2％，D90为30.62微米；磨耗度为6.8mg/2000次。

[0058] 试验例1多孔硅酸钙的各项性能检测试验

[0059] 将预备实施例1‑9以及对比实施例1所制备的多孔硅酸钙的各项性能进行检测，检测结果如表2所示。

[0060] 表2预备实施例1‑9以及对比实施例1所制备的硅酸钙的各项性能检测结果[0061] 示例 D90(μm) 堆积密度g/cm3 沉降体积ml/g 白度％ 磨耗度mg/2000次预备实施例1 35.04 0.097 9.5 91.5 4.6预备实施例2 36.72 0.080 10.7 91.5 3.8
预备实施例3 37.43 0.090 9.5 91.7 4.2
预备实施例4 39.27 0.095 9.2 91.2 4.4
预备实施例5 34.80 0.096 9.0 91.1 4.8
预备实施例6 37.02 0.097 8.8 91.0 5.0
预备实施例7 38.93 0.081 10.6 91.5 3.8
预备实施例8 35.62 0.081 10.7 91.5 3.8
预备实施例9 39.70 0.080 10.7 91.5 3.8
对比实施例1 52.86 0.150 7.7 91.0 6.0

[0062] 预备实施例1制备的多孔硅酸钙扫描电镜照片如图2(×5000)和图3(×10000)所示，从图2和图3可以看出，该多孔硅酸钙具有良好的多孔结构，并且粒径大小非常均匀，D90为35.04微米，未发现过小或过大的粒径尺寸。

[0063] 预备实施例2获得的多孔硅酸钙扫描电镜照片如图4(×5000)和图5(×10000)所示，从图4和图5可以看出，该多孔硅酸钙具有良好的多孔结构，粒径大小均匀，D90为36.72微米，未发现过小或过大的粒径尺寸。

[0064] 本申请预备实施例1‑9制备得到的多孔硅酸钙具有非常均匀的粒径，D90在35‑40微米范围内，孔隙结构良好，堆积密度较小，沉降体积较大。

[0065] 相比之下，对比实施例1所制备得到的多孔硅酸钙的粒径较大，D90达到52.86微米，孔隙结构相对较差，堆积密度较大，沉降体积较小。