[发明专利]一种高透明硫酸钡纳米分散体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及分散体制备技术领域。更具体地，涉及一种高透明硫酸钡纳米分散体及其制备方法和应用。

背景技术

硫酸钡是一种重要的无机化工原料，广泛用于填料、涂料、高档油漆、高档油墨、塑料、陶瓷等行业。目前，我国硫酸钡的生产多是采用芒硝-黑灰法得到。这种方法制备出来的BaSO₄的晶粒生长不易控制，产品粒径大且不均匀，只能作为普通的廉价填料使用。

纳米硫酸钡是一种新型的无机材料，它既具有普通硫酸钡的作用，又具有新的特殊功能，因而具有广泛的应用前景。随着新功能器件的开发利用和材料行业的蓬勃发展，硫酸钡作为众多行业的重要原料，其应用领域日益扩大，对其质量要求明显提高。

由于硫酸钡粉体在应用方面的兼容性以及相容性等弊端，制备具有良好分散性的纳米硫酸钡透明分散体就具有重要的研究价值。现有技术中，一般是通过将得到的纳米硫酸钡粉体分散到分散剂中，来制备硫酸钡分散体。但是即便是超细硫酸钡纳米粉体，不经过表面修饰或者对其表面修饰的时机不正确，也不能稳定的分散到介质中。这是由于硫酸钡粉体本身质量较重，同时与有机溶剂不兼容，在有机溶剂中不能达到稳定的悬浮状态。有文献报道了一种采用油包水型微乳液法制备超细硫酸钡颗粒的方法，应用该方法可以制备最小粒径为17nm左右的硫酸钡粉体，但将该种粉体分散于有机介质乙二醇中，最终得到的分散体浑浊，放置30min左右后便发生完全沉淀。因此，需要一种高透明且稳定的硫酸钡纳米分散体及其制备方法和应用。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种高透明硫酸钡纳米分散体。

本发明的第二个目的在于提供上述高透明硫酸钡纳米分散体的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供上述高透明硫酸钡纳米分散体的应用。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

一种高透明硫酸钡纳米分散体，该分散体包括分散剂和分散在其中的改性纳米硫酸钡颗粒；

所述分散剂选自下列物质中的一种或多种：乙二醇、乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷；

所述改性纳米硫酸钡颗粒为纳米硫酸钡颗粒外包覆改性剂，粒径为1-25nm，固含量为0.0001-20wt％，优选为0.0001-10wt％；

所述改性剂选自下列物质中的一种或多种：十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、六烷基三甲基溴化铵、十八胺、油酸钠、油酸、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、KH570、十六烷基三甲氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷。

优选地，该分散体的可见光透过率达60％以上，储存48h以上不沉淀；更优选地，该分散体的可见光透过率达80％以上，储存3个月以上不沉淀。

为达到上述第二个目的，本发明采用下述技术方案：

上述高透明硫酸钡纳米分散体的制备方法，包括以下步骤：

1)将钡盐溶解于有机溶剂中，形成钡盐溶液；

将硫酸盐溶解于有机溶剂中，形成硫酸盐溶液；

2)将钡盐溶液和硫酸盐溶液混合，同时向其中加入改性剂，在恒温条件下进行改性，离心、洗涤，得到改性纳米硫酸钡颗粒；

3)将改性纳米硫酸钡颗粒超声分散到分散剂中，得到高透明硫酸钡纳米分散体；

步骤2)中，所述改性剂选自下列物质中的一种或多种：十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、六烷基三甲基溴化铵、十八胺、油酸钠、油酸、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、KH570、十六烷基三甲氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷；

步骤2)中，所述改性剂与产物硫酸钡的摩尔比为1-50：100；改性剂与产物硫酸钡的摩尔比是指以硫酸盐和钡盐按照计量比得到的硫酸钡的理论摩尔量为参照，计算改性剂的加入量；

步骤3)中，所述分散剂选自下列物质中的一种或多种：乙二醇、乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷。

本发明通过在钡盐有机反应溶剂和硫酸盐有机反应溶剂的混合物中添加改性剂，使改性剂包覆在制得的硫酸钡颗粒的表面，形成表面包覆层，之后将改性后的硫酸钡超声分散，通过控制改性剂、改性条件、分散剂，得到透明性好、稳定性高的硫酸钡纳米分散体。

优选地，步骤1)中，所述钡盐选自下列物质中的一种或多种：硝酸钡、氢氧化钡、氯化钡等。