[发明专利]一种高分散性沉淀硫酸钡及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属钡化合物领域，具体为一种用于汽车塑件的高分散性沉淀硫酸钡及其制备方法。

背景技术

沉淀硫酸钡（英文名称：pre-cipitated barium sulfate），广泛用于油漆、油墨、塑料、广告颜料、化妆品、蓄电池的原料或填充剂，橡胶制品中既作填充剂，又起补强作用，聚氯乙烷树脂中作填充剂和增重剂，印像纸及铜板纸的表面涂布剂，纺织工业用的上浆剂。玻璃制品用作澄清剂，能起消泡和增加光泽的作用。现有的制备方法一般是由硫化钡溶液与加入经除去钙、镁后的芒硝溶液混合，于80℃进行反应，生成沉淀，经抽滤、水洗和酸洗后，调节pH值5～6，再过滤、干燥、粉碎制得。亦可用钡黄卤与芒硝溶液反应制得。而现有的沉淀硫酸钡在生产过程中原料消耗较大，并可能产生对身体有害物质，造成污染，不利于环保，同时产品成本较大。

如申请号为CN200810048340.6的中国发明专利申请提供了一种沉淀硫酸钡的制备方法,是将传统的制备方法中加纳米级滤布过滤得到精制的溶液，再化合分离、调酸、干燥、蒸发，产品主含量硫酸钡由98%提高到98.6～99%,成品粒子达900目-1000目,NA₂S产品的含铁量在30PPM以下,但是该工艺非常复杂，生产过程中需要加入对身体有害物质，不利于环保，生产成本较高。

发明内容

本发明针对现有沉淀硫酸钡生产技术的缺陷提供一种高分散性沉淀硫酸钡，其对身体无毒、无污染，分散性好，成本低廉，可以完全替代现有的沉淀硫酸钡产品在汽车塑件方面的应用。

本发明还提供一种高分散性沉淀硫酸钡的制备方法，该方法能源消耗低，整个过程无毒无害，对生产者的健康无影响。

本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的：

一种高分散性沉淀硫酸钡的制备方法，包括如下步骤：

a、选择含钡量95%以上的重晶石进行精选、清洗、晾干；

b、晾干后的重晶石粉碎后在雷磨机上进行雷磨，使其细度达到400目以上，得到A；

c、向A中加入聚丙烯酸钠盐分散剂、绢云母粉和苯氧乙酸烯丙酯，然后用砂磨机进行研磨，混合物的颗粒直径小于等于1.2μm后烘干，粉碎，得到B；

d、向B中加入碳酸钙、二氧化钛和苯氧乙酸烯丙酯经充分混合得到产品。

聚丙烯汽车保险杠专用材料主要以PP为主材，并加入一定比例的橡胶或弹性体材料、无机填料、色母粒、助剂等经过混炼加工而成。在使用的填料中，滑石粉、碳酸钙、沉淀硫酸钡是最常用的，在使用性能上各有特点（如表1所示）。从表1可知现有的硫酸钡产品综合性能最佳，但是存在一些不足的地方。第一，硫酸钡的填充量不高 ；第二，硫酸钡在主体材料中的分散性还有待提高，并且和主体材料结合度不高，影响整体材料的性能；第三，硫酸钡在生产过程中对环境污染比较严重；第四，相对成本太高。

表1

注：++表示高效；+表示中效；0表示无效；-表示反效

本发明根据上述特点，研制开发了一种成本低、分散性好、经过表面活化处理的用于汽车塑件填料的沉淀硫酸钡产品，用来作为沉淀硫酸钡的替代产品。主要原理是通过调整配方及特殊的研磨工艺和表面活化方式来获得硫酸钡为主的复合粉体材料。以低成本绢云母部分替代硫酸钡，有效降低了生产成本，可完全替代沉淀硫酸钡，并具有无毒，分散性好等特点。采用硅烷偶联剂对硫酸钡粉体进行表面改性处理，有效提高了硫酸钡与塑料基体的结合强度。

作为优选，步骤c中所述的混合物重量百分配比为：聚丙烯酸钠盐分散剂1～1.5%、绢云母粉10～15%、苯氧乙酸烯丙酯2～3%，余量为A。配方中的绢云母可以增加耐高温、耐候性和防腐性能，苯氧乙酸烯丙酯和聚丙烯酸钠盐综合起到分散作用避免在生产过程中发生团聚。

作为优选，步骤c中所述的混合物的颗粒直径为平均为1.0～1.2μm，有部分颗粒甚至更小，颗粒越细和基体材料的结合强度会越高，对基体的整体增韧增强作用就越好。

作为优选，所述的聚丙烯酸钠盐分散剂为罗门哈斯9400。

作为优选，步骤d中各组分的质量分数为：B为65～75%，碳酸钙为15～25%，二氧化钛为5～10%， 苯氧乙酸烯丙酯为3～5%。进一步优选的方案是，所述的B的质量分数为70%。B的比例过低所得产品的加工性能和力学性能将降低，过高将直接导致产品成本增加，70%为性价比最佳的含量。