專利名稱：超細硫酸鋇的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液相法制備超細硫酸鋇的方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景硫酸鋇是一種白色無機粉體，可在各種涂料(水性、油性及粉末涂料)、油墨、造紙、 工業(yè)塑料(家電外殼、建材塑料施)、高檔電絕緣塑膠、橡膠制品等行業(yè)作為填充劑使用。 在涂料中添加微細硫酸鋇可改善涂膜光澤、減少涂膜發(fā)花，不影響涂膜附著力和彈性等物理 力學性能，提高涂層的白度，增強涂膜硬度，是粉末涂料最理想的填充劑。由于硫酸鋇的化 學惰性，在聚酯生產(chǎn)中作添加劑，能增強產(chǎn)品防水耐酸、抵高溫和抗腐蝕的能力，同時又具 有特殊的射線吸收功能，大大提高塑料等聚合物的耐候性。但是如果硫酸鋇粉體粒度分布不 均勻、粒子大小相差過大，會嚴重影響到它在涂料中的分散性能，在化纖生產(chǎn)中對聚合物的 后續(xù)紡絲加工性能和絲的質(zhì)量也會造成極大的影響，因此應(yīng)用于涂料中時要求硫酸鋇粉體粒 度分布均勻，粒徑在100nm-300nm之間，粒子表面形貌好。申請?zhí)枮?8103235的中國專利"具有化學表面活性的硫酸鋇的制方法"記載的方法是通 過硫酸鹽離子在水介質(zhì)中與鋇離子沉淀作用制得，同時還可對粒子進行表面化學活性處理， 但用該法制備出的粒子表面形貌不夠好，應(yīng)用于化纖紡絲生產(chǎn)中，將會影響到紡絲的質(zhì)量。申請?zhí)枮?1108183.X的中國專利"超細沉淀硫酸鋇的制備方法"記載的方法是將硫酸或 可溶性硫酸鹽、水溶性鋇鹽溶液在分散劑存在的條件下反應(yīng)制備超細沉淀硫酸鋇。該制備方 法的缺點是需要一個特殊的反應(yīng)設(shè)備——旋轉(zhuǎn)填充床。因此，目前迫切需要發(fā)明一種簡便，易操作，成本低，適宜于大規(guī)模生產(chǎn)的超細硫酸鋇 制備方法，同時得到的超細硫酸鋇粒徑在100nm 300nm之間，滿足作為涂料等生產(chǎn)過程添加 劑的粒度要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種液相法制備超細沉淀硫酸鋇的方法。該方法只需 少量添加劑，通過對加料方式的調(diào)整，利用普通的罐體作為反應(yīng)設(shè)備，就可以制得粒度分布 窄、粒子表面形貌好的超細硫酸鋇粉體。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是等摩爾的可溶性硫酸鹽和可溶性鋇鹽的水溶液在添加劑作用下反應(yīng)生成超細硫酸鋇；所述可溶性硫酸鹽和可溶性鋇鹽的水溶液質(zhì)量濃度分別為10% 30%;在本發(fā)明制備方法中是以lmol可溶性硫酸鹽和lmol可溶性鋇鹽進行反應(yīng)而得，下述制備方法中也是按照lmol可溶性硫 酸鹽和lmol可溶性鋇鹽的比例添加添加劑等試劑的。所述添加劑為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙酰胺、二甲基乙醇胺、聚乙醇 胺中的至少一種；或為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二 甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、鄰苯二甲酸二仲丁酯中的至少一 種；優(yōu)選為三乙醇胺或鄰苯二甲酸二丁酯。本發(fā)明的超細硫酸鋇的制備方法具體包括下列步驟a、 0. 414 16. 56g添加劑溶于207 2070g水中，加入1% 40%的上述可溶性硫酸鹽水溶 液，攪拌2min 10min制成底液；b、 在攪拌狀態(tài)下向底液中同時滴加可溶性鋇鹽水溶液和余下的可溶性硫酸鹽水溶液， 滴加時間為50min 100min，同時加入完畢，攪拌5min 30min;c、 過濾、洗滌、干燥、粉碎得到超細硫酸鋇粉體。進一步的是所用的可溶性硫酸鹽和可溶性鋇鹽均是水溶性的無機化合物，且反應(yīng)過程中 硫酸根離子與鋇離子的摩爾比為l : 1。所述可溶性硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀中的至少一種。 所述可溶性鋇鹽為氯化鋇、硝酸鋇中的至少一種。步驟a制成的底液pH值為中性，而在后續(xù)反應(yīng)中反應(yīng)溶液pH值高時，得到的超細硫酸鋇吸油量大，反應(yīng)溶液pH值低時，得到的超細硫酸鋇吸油量??；因此，可根據(jù)對超細硫酸鋇產(chǎn)品質(zhì)量的不同要求，于步驟a調(diào)整底液pH值為2 12。步驟b滴加可溶性鋇鹽水溶液和可溶性硫酸鹽水溶液前需調(diào)節(jié)底液溫度為15i: 6(rC。 硫酸鹽水溶液分兩批加入，是為了保證在硫酸鹽水溶液和鋇鹽水溶液在反應(yīng)初期，底液中的硫酸鹽過量，從而能較好的控制生成的硫酸鋇粒子形貌，使得到的硫酸鋇產(chǎn)品粒子表面形貌好。本發(fā)明制備出的硫酸鋇粉體平均粒徑為O. 2 y m 0. 5 y m，粒子表面形貌好，粒度分布窄 。采用該發(fā)明制備方法簡便，易操作，成本低，很適宜于大規(guī)模生產(chǎn)。


圖l為超細硫酸鋇電鏡照片 圖2為超細硫酸鋇粒度分布1和圖2用于檢測分析的樣品均由實施例4制備得到。粒徑大小及粒度分布用馬爾文Zeta粒度儀檢測分析，粒子表面形貌用SEM電鏡顯微照片檢測分析。
具體實施方式
lmol可溶性硫酸鹽的水溶液和lmol可溶性鋇鹽的水溶液在添加劑作用下反應(yīng)生成超細硫 酸鋇；所述可溶性硫酸鹽水溶液和可溶性鋇鹽水溶液的質(zhì)量濃度為10% 30%。所述添加劑為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙酰胺、二甲基乙醇胺、聚乙醇 胺中的至少一種；或為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二 甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、鄰苯二甲酸二仲丁酯中的至少一 種；優(yōu)選為三乙醇胺或鄰苯二甲酸二丁酯。具體包括下列步驟a、 0. 414 16. 56g添加劑溶于207 2070g水中，加入1% 40%的上述可溶性硫酸鹽水溶 液，攪拌2min 10min制成底液；b、 調(diào)整底液pH值為2 12，溫度為15。C 6(TC;c、 在攪拌狀態(tài)下向b步驟得到的溶液中同時滴加可溶性鋇鹽水溶液和余下的可溶性硫酸 鹽水溶液，滴加時間為50min 100min，同時加入完畢，攪拌5min 30min;d、 經(jīng)過濾、洗滌，在干燥箱中于12(TC下干燥，經(jīng)氣流粉碎，得到超細硫酸鋇粉體。 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。實施例僅用于說明本發(fā)明，而不是以任何方式來限制本發(fā)明。 實施例l在300g水中加入0. 08g三乙醇胺、18g質(zhì)量濃度為16。/。的硫酸鈉溶液，攪拌4min，用NaOH 溶液調(diào)節(jié)混合液pH值為12，得到底液。反應(yīng)體系溫度保持為4(TC，然后同時向底液中加入 142g濃度為16。/。的硫酸鈉溶液和150g濃度為25。/。的氯化鋇溶液。硫酸鈉溶液和氯化鋇溶液連續(xù) 勻速加入時間為50min，加料結(jié)束繼續(xù)攪拌5min。過濾、用去離水洗滌、干燥、粉碎，得到 超細硫酸鋇粉體。其粒子呈球形，平均粒徑為0.5ym。實施例2在200g水中加入0. 32g三乙醇胺、27g質(zhì)量濃度為20。/。的硫酸鈉溶液，攪拌8min，用NaOH 溶液調(diào)節(jié)混合液pH值為lO，得到底液。反應(yīng)體系溫度保持為3(TC，然后同時向底液中加入 100g濃度為20。/。的硫酸鈉溶液和167g濃度為25。/。的氯化鋇溶液。硫酸鈉溶液和氯化鋇溶液連續(xù) 加入時間為60min，加料結(jié)束繼續(xù)攪拌10min。過濾、用去離水洗滌、干燥、粉碎，得到超細 硫酸鋇粉體。其粒子呈球形，平均粒徑為0.4ym。實施例3在100g水中加入0.8g三乙醇胺、82g質(zhì)量濃度為12。/。的硫酸鉀溶液，攪拌10min，用鹽酸 調(diào)節(jié)混合液pH值為7，得到底液。反應(yīng)體系溫度保持為25'C，然后同時向底液中加入179g濃 度為12%的硫酸鉀溶液和1678濃度為25%的氯化鋇溶液。硫酸鉀溶液和氯化鋇溶液連續(xù)加入時 間為80min，加料結(jié)束繼續(xù)攪拌20min。過濾、用去離水洗滌、干燥、粉碎，得到超細硫酸鋇 粉體。其粒子呈球形，平均粒徑為O. 3ym。實施例4在50g水中加入2g三乙醇胺、70g質(zhì)量濃度為16。/。的硫酸鈉溶液，攪拌5min，用鹽酸調(diào)節(jié) 混合液pH值為5，得到底液。反應(yīng)體系溫度保持為2(TC，然后同時向底液中加入108g濃度為 16%的硫酸鈉溶液和1678濃度為25%的氯化鋇溶液。硫酸鈉溶液和氯化鋇溶液連續(xù)加入時間為 100min，加料結(jié)束繼續(xù)攪拌30min。過濾、用去離水洗滌、干燥、粉碎，得到超細硫酸鋇粉 體。其粒子呈球形，平均粒徑為0.25ym。該實施例得到的產(chǎn)品粒子粒徑平均約為O. 25 y m， 粒度分布在O. 09 0. 8ym之間，粒子呈球形，表面形貌好。實施例5在400g水中加入0.08g鄰苯二甲酸二丁酯、18g質(zhì)量濃度為16。/。的硫酸鈉溶液，攪拌3min ，用鹽酸調(diào)節(jié)混合液pH值為2，得到底液。反應(yīng)體系溫度保持為2(TC，然后同時向底液中加 入160g濃度為16"/。的硫酸鈉溶液和167g濃度為25y。的氯化鋇溶液。硫酸鈉溶液和氯化鋇溶液連 續(xù)加入時間為50min，加料結(jié)束繼續(xù)攪拌5min。過濾、用去離水洗滌、干燥、粉碎，得到超 細硫酸鋇粉體。其粒子呈球形，平均粒徑為0.2ym。實施例6在200g水中加入0.4g鄰苯二甲酸二丁酯、30g質(zhì)量濃度為16。/。的硫酸鈉溶液，攪拌10min ，用鹽酸調(diào)節(jié)混合液pH值為5，得到底液。反應(yīng)體系溫度保持為15'C，然后同時向底液中加 入148g濃度為16y。的硫酸鈉溶液和167g濃度為25y。的氯化鋇溶液。硫酸鈉溶液和氯化鋇溶液連 續(xù)加入時間為70min，加料結(jié)束繼續(xù)攪拌10min。過濾、用去離水洗滌、干燥、粉碎，得到超 細硫酸鋇粉體。其粒子呈球形，平均粒徑為0.25ym。實施例7在100g水中加入0.8g三乙醇胺，攪拌均勻后，再加入50g質(zhì)量濃度為16。/。的硫酸鈉溶液， 攪拌10min，用鹽酸調(diào)節(jié)混合液pH值為7，得到底液。反應(yīng)體系溫度保持為25'C，然后同時向 底液中加入128g濃度為16y。的硫酸鈉溶液和316g濃度為16y。的硝酸鋇溶液。硫酸鈉溶液和硝酸 鋇溶液連續(xù)加入時間為80min，加料結(jié)束繼續(xù)攪拌20min。過濾、用去離水洗滌、干燥、粉碎 ，得到超細硫酸鋇粉體。其粒子呈球形，平均粒徑為0.4ym。實施例8在100g水中加入2鄰苯二甲酸二丁酯、50g質(zhì)量濃度為16。/。的硫酸鈉溶液，攪拌10min，用 NaOH溶液調(diào)節(jié)混合液pH值為lO，得到底液。反應(yīng)體系溫度保持為25'C，然后同時向底液中加 入128g濃度為16y。的硫酸鈉溶液和167g濃度為25y。的氯化鋇溶液。硫酸鈉溶液和氯化鋇溶液連 續(xù)加入時間為100min，加料結(jié)束繼續(xù)攪拌30min。過濾、用去離水洗滌、干燥、粉碎，得到 超細硫酸鋇粉體。其粒子呈球形，平均粒徑為0.35ym。
權(quán)利要求
1. 超細硫酸鋇的制備方法，其特征在于1mol可溶性硫酸鹽和1mol可溶性鋇鹽的水溶液在添加劑作用下反應(yīng)生成超細硫酸鋇；所述可溶性硫酸鹽和可溶性鋇鹽水溶液的質(zhì)量濃度分別為10％～30％；所述添加劑為一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙酰胺、二甲基乙醇胺、聚乙醇胺中的至少一種；或為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二乙酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、鄰苯二甲酸二仲丁酯中的至少一種；具體包括下列步驟a、0.414～16.56g添加劑溶于207～2070g水中，加入1％～40％的上述可溶性硫酸鹽水溶液，攪拌2min～10min制成底液；b、攪拌狀態(tài)下向底液中同時滴加可溶性鋇鹽水溶液和余下的可溶性硫酸鹽水溶液，滴加時間50min～100min，同時加入完畢，攪拌5min～30min；c、過濾、洗滌、干燥、粉碎得到超細硫酸鋇粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的超細硫酸鋇的制備方法，其特征在于所述 可溶性硫酸鹽為硫酸鈉、硫酸鉀中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的超細硫酸鋇的制備方法，其特征在于所述 可溶性鋇鹽為氯化鋇、硝酸鋇中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的超細硫酸鋇的制備方法，其特征在于步驟 a調(diào)整底液pH值為2 12。
5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的超細硫酸鋇的制備方法，其特征在于步驟 b滴加可溶性鋇鹽水溶液和可溶性硫酸鹽水溶液前調(diào)節(jié)底液溫度為15。C 6(TC。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的超細硫酸鋇的制備方法，其特征在于添加 劑為三乙醇胺或鄰苯二甲酸二丁酯。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種制備超細硫酸鋇的方法，具體為1mol可溶性硫酸鹽和1mol可溶性鋇鹽的水溶液在添加劑作用下反應(yīng)生成超細硫酸鋇；可溶性硫酸鹽水溶液和可溶性鋇鹽水溶液的質(zhì)量濃度為10％～30％；將0.414～16.56g添加劑溶于207～2070g水中，加入1％～40％的上述可溶性硫酸鹽水溶液，攪拌制成底液；底液中滴加可溶性鋇鹽水溶液和余下的可溶性硫酸鹽水溶液，攪拌；過濾、洗滌、干燥、粉碎即得。本發(fā)明的超細硫酸鋇平均粒徑為0.2μm～0.5μm，可廣泛應(yīng)用于涂料、油墨、造紙、工業(yè)塑料、高檔電絕緣塑膠、橡膠制品等領(lǐng)域。
文檔編號C01F11/46GK101254938SQ20081030078
公開日2008年9月3日 申請日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者平 楊, 斌 王, 王蘭武, 程曉哲, 穆天柱, 胡鴻飛 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司