[发明专利]一种纳米硫酸钡的改性方法

说明书

本发明公开了一种纳米硫酸钡的改性方法，将纳米碳酸钡粉体加入粉体改性机，加入由月桂醇聚醚硫酸酯钠和烷基酚聚氧乙烯醚组成的分散剂改性；将纳米碳酸钡加至反应釜，配制浆液，在搅拌状态下加入浓硫酸，用氢氧化钠调节pH至6‑7，制得硫酸钡浆液，经过滤，干燥，制得硫酸钡粉；将硫酸钡粉输送至粉体改性机，再加入稀土偶联剂和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷组成的改性剂进行表面改性，干燥，粉碎，制得纳米硫酸钡产品。本方法能够有效提高纳米硫酸钡粉体的分散性，改善加工性能和稳定性，还能提高纳米碳酸钡与有机基材的相容性，且能提高纳米碳酸钡的耐热稳定性、耐黄变性能，在橡胶、塑料、油墨、涂料、造纸、水泥等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及无机材料改性技术领域，具体是一种纳米硫酸钡的改性方法。

背景技术

纳米硫酸钡因具有量子效应、尺寸效应、表面效应等重要的结构特性，近年来已成为一种重要的新型高档功能性填充填料。不仅在橡胶、塑料、油墨、涂料、造纸等诸多工业领域具有广阔的应用前景，而且在医学、陶瓷、水泥、复合材料等方面更具有广阔应用前景。目前，纳米硫酸钡的生产工艺主要有两种，一种是物理法，一种是化学法。所谓物理法就是将分散剂、天然硫酸钡和氧化锆珠在水溶液里用砂磨机进行一级、二级、三级等多级砂磨，直到达到所要求的纳米尺寸，压滤、烘干、解聚即可制得纳米硫酸钡。所谓化学法就是将氯化钡、硫化钡、碳酸钡等钡盐及氢氧化钡等含有钡离子的化合物与硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵等可溶性硫酸盐及浓硫酸等含有硫酸根离子的化合物进行置换反应或者中和反应生成纳米硫酸钡的合成方法。

物理法制备的纳米硫酸钡粒径不规则、分布宽、杂质多、白度低、易二次团聚、吸油值高、不易分散、光泽度低，同时工艺步骤多、质量稳定性差、难以大规模产业化。化学法制备的纳米硫酸钡粒径具有规则球型、分布窄、白度高、杂质少等明显优势，但仍然存在易团聚、分散性差等缺点，尤其是在填充量高达80％以上的母粒上应用时，总是出现加工困难、加工设备电流大、分散性差、易黄变等缺点。为了解决纳米硫酸钡的团聚和分散性差的问题，常见的方法是利用脂肪酸对纳米硫酸钡进行表面包覆改性，虽然该方法使得粉体的分散性得到一定改善，但效果不明显，吸油值高、粘度大、仍然易发生团聚等问题，且改性后的纳米碳酸钡耐热性、稳定性及耐黄变性能较差，从而限制了纳米碳酸钡的应用。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明目的在于提供一种纳米硫酸钡的改性方法。该方法改性后的纳米硫酸钡不仅具有优良的分散性和相容性，且具有很好的热稳定性、耐黄变性优点。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种纳米硫酸钡的改性方法，包括如下步骤：

(1)将纳米碳酸钡粉体加入粉体改性机，加入由月桂醇聚醚硫酸酯钠和烷基酚聚氧乙烯醚组成的分散剂，进行第一次表面改性；

(2)将经过第一次改性的纳米碳酸钡加至反应釜，配制成质量浓度为10-25％的纳米碳酸钡浆液，在搅拌状态下加入浓硫酸，反应终点pH控制在1.0-3.0之间，恒温静置30-60min,再用氢氧化钠调节pH至6-7，制得硫酸钡浆液，经过滤，干燥，制得硫酸钡粉；

(3)将硫酸钡粉输送至粉体改性机，再加入稀土偶联剂和二甲基硅烷基笼形聚倍半硅氧烷组成的改性剂进行表面改性，干燥，粉碎，制得纳米硫酸钡产品。

进一步地，所述分散剂的加入量为碳酸钡粉体重量的1-3％。

进一步地，所述分散剂中月桂醇聚醚硫酸酯钠和烷基酚聚氧乙烯醚的重量比为1:2-4。

进一步地，所述改性剂的加入量为碳酸钡粉体重量的0.5-1.5％。