專利名稱：以過氧化氫水溶液為結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑制備刺球狀硫酸鋇微粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于仿生合成無機材料領(lǐng)域，具體涉及一種形貌可控的以過氧化氫水溶液為結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑制備刺球狀硫酸鋇微粒的方法。
背景技術(shù)：
硫酸鋇的主要用途是作為鉆探泥漿用材料，其次是同碳酸鈣一樣，作為填料或助劑用于涂料、塑料、造紙、橡膠、油墨等行業(yè)。雖然硫酸鋇價格高于碳酸鈣，但它擁有許多碳酸鈣所不具備的優(yōu)異性能，且達(dá)到相同效果的產(chǎn)品其用量通常少于碳酸鈣，因此其在填料和添加劑方面的需求逐年增加。目前我國的消費結(jié)構(gòu)為:硫酸鋇在涂料行業(yè)占59.2%，塑料行業(yè)占10.5%，紙張行業(yè)占5.3%，橡膠行業(yè)占15.8%，油墨行業(yè)占9.2%。硫酸鋇作為優(yōu)質(zhì)填充劑，在制備工程塑料中填充質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% 28%的沉淀硫酸鋇，可改變其耐老化性能，降低其磨損率，增強力學(xué)性能。硫酸鋇作為油漆填充材料，用于木器漆、清漆、道路標(biāo)線漆、船舶厚漆中；由于其良好的耐化學(xué)腐蝕性能，可用于生產(chǎn)各種高光面漆，從而強化耐候性能，改善流動狀態(tài)(強 化流平性)，增強漆膜強度，保持顏色穩(wěn)定。沉淀硫酸鋇作為外墻涂料中必不可少的填充材料，充分表現(xiàn)出其優(yōu)異的耐光、耐候性能，能有效防止涂料的龜裂、皺皮、變黃等，有效延長涂料的使用壽命。硫酸鋇還能用于生產(chǎn)高光澤、絲綢狀“抗酸雨”乳膠漆，適用于家庭居室及工廠氣氛惡劣環(huán)境。在粉末涂料中，硫酸鋇具有高的填充容量、高亮度、能保護(hù)光澤、流動性好、與各種顏料相容性好的特點，成為必不可少的填充材料。沉淀硫酸鋇為生產(chǎn)高質(zhì)量印刷油墨的首選填充劑:由于硫酸鋇具有低漆基要求、磨損小、亮度高、中性色彩以及在高顏料體積濃度下的良好流動性特點，能用于生產(chǎn)高光澤油墨。此外，硫酸鋇在粘合劑(環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯和聚氨酯類粘結(jié)劑)及彈性密封材料、高檔紙張(銅板紙)等領(lǐng)域都有其獨特的應(yīng)用性能，成為填料中倍受青睞的一族。我國有豐富的重晶石礦，自1983年來產(chǎn)量一直居世界首位,是世界主要的重晶石出口國。據(jù)統(tǒng)計，2000年中國重晶石出口量即達(dá)252萬噸。值得注意的是:作為重晶石的最大出口國，我國的重晶石進(jìn)口卻逐年增加，且進(jìn)出口價格差別懸殊。表1.硫酸鋇進(jìn)出口價格比較(美元/噸)
權(quán)利要求
1.一種以過氧化氫水溶液為結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑制備刺球狀硫酸鋇微粒的方法為:攪拌下，在質(zhì)量濃度為0.2 2%的過氧化氫水溶液中加入無機堿水溶液，調(diào)節(jié)所述的過氧化氫水溶液的PH值為11 13.5，以0.05 10ml/min的流量同時向過氧化氫水溶液中注入摩爾濃度相同的硫酸鹽水溶液和鋇鹽水溶液或氫氧化鋇水溶液得到混合液，其中在所述的混合液中所述的硫酸鹽水溶液和鋇鹽水溶液或氫氧化鋇水溶液的濃度都是0.1 3.3mol/L ;待混合液中產(chǎn)生明顯混濁后停止注入硫酸鹽水溶液和鋇鹽水溶液或氫氧化鋇水溶液，室溫靜止老化；分離、干燥，得到刺球狀硫酸鋇微粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的靜止老化的時間為24 400小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的鋇鹽選自乙酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇和硫化鋇中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的硫酸鹽選自硫酸鈉、硫酸銨、硫酸鉀、硫酸鈣、硫酸鋅、硫酸鋰、硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸鎂中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所述的無機堿水溶液選自氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液、氫氧化鈣水溶液 、氫氧化鋰水溶液和氨水中的一種。
全文摘要
本發(fā)明屬于仿生合成無機材料領(lǐng)域，具體涉及形貌可控的以過氧化氫水溶液為結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑制備刺球狀硫酸鋇微粒的方法。在質(zhì)量濃度為0.2～2％的過氧化氫水溶液中加入無機堿水溶液，調(diào)節(jié)所述過氧化氫水溶液的pH值為11～13.5，向過氧化氫水溶液中注入摩爾濃度相同的硫酸鹽水溶液和鋇鹽水溶液或氫氧化鋇水溶液得到混合液；待混合液中產(chǎn)生明顯混濁后停止注入硫酸鹽水溶液和鋇鹽水溶液或氫氧化鋇水溶液，室溫靜止老化；分離、干燥，得到刺球狀硫酸鋇微粒。本發(fā)明的方法所用原料廣泛，節(jié)約能源，操作簡單，無三廢排放，制備的刺球狀硫酸鋇微粒的形貌可控，具備大規(guī)模生產(chǎn)的潛力；該刺球狀硫酸鋇微粒有望在材料的增強、增韌方面有著廣泛應(yīng)用。
文檔編號C01F11/46GK103204532SQ20121000916
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者閆豐文, 袁國卿, 張曉慧 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所