[发明专利]一种改性纳米硫酸钡的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种改性纳米硫酸钡的制备方法及其应用，将原料碳酸钡和硫酸通过直接沉淀法制得硫酸钡沉淀，再将硫酸钡沉淀分散成浆液，加入改性剂对硫酸钡进行改性，最后过滤、干燥、过筛、气流分级，制得改性纳米硫酸钡。本发明制备方法简单，制得的改性纳米硫酸钡粉体分散性好、粒径小，耐热性好，应用于制备高温工程塑料的母粒，在成本和力学性能不变的情况下，能大幅度提高产品的耐高温性。

技术领域

本发明涉及无机纳米粉体的制备及应用技术领域，尤其涉及一种改性纳米硫酸钡的制备方法及其应用。

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。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可高填充、分散性好、高温不变色的改性纳米硫酸钡粉体的制备方法及其应用。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种改性纳米硫酸钡的制备方法，包括以下步骤：

（1）将碳酸钡粉体加入纯净水中，搅拌形成的碳酸钡悬浊液，悬浊液中碳酸钡的质量浓度为40-60%；向100重量份的碳酸钡悬浊液中滴加硫酸，10-120min内匀速滴完，pH值控制在0.5-3，制得硫酸钡钡浆；向钡浆中加入烧碱，将pH值调整至6.5-10.5，过滤、水洗直至洗涤液呈中性，制得硫酸钡沉淀；

（2）将制得的70-90重量份的硫酸钡沉淀、90-150重量份的纯净水和0.5-5重量份的分散剂加入高速混合机中高速搅拌30-120min，搅拌速率为1000-1400转/min，再低速搅拌30-60min，搅拌速率为50-200转/min，制得硫酸钡分散浆液；

（3）向浆液中加入改性剂对硫酸钡进行表面处理，改性剂重量为沉淀硫酸钡重量的0.1-5%，搅拌10-30分钟，搅拌速率为1000-1400转/min，然后经减压过滤，在200-350℃下烘干，制得改性硫酸钡粗品；

（4）将制得的改性硫酸钡粗品经过振动筛、气流分级，筛网目数为20-100目，气流分级的压力在0.6-0.9MPa，制得改性纳米硫酸钡。

优选地，所述步骤（2）中分散剂为EBS、季戊四醇酯和复合偶联剂的一种或几种。

优选地，所述步骤（3）中改性剂选自十二烷基硫酸钠、硬脂酸钠、钛酸酯偶联剂、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。

上述制备方法制备得到的改性纳米硫酸钡，应用于制备高温工程塑料的母粒。

本发明的有益效果：本发明制得的改性纳米硫酸钡粉体分散性好、粒径小，耐热性好，应用于制备高温工程塑料的母粒，在高温下不变色。

附图说明

图1是本发明的实施例1制得的改性纳米硫酸钡粉体的TEM图；