本發(fā)明涉及一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備。

背景技術(shù)：

硫酸鋇具有耐候、透明、穩(wěn)定等特性故在很多領(lǐng)域(涂料、橡膠、造紙、塑料、水泥、醫(yī)學(xué)等)得到了廣泛的應(yīng)用。目前硫酸鋇的生產(chǎn)方法以濕法為主，專利CN10388148和專利CN101948636分別介紹了改性納米硫酸鋇的制備及應(yīng)用，改性納米硫酸鋇的制備方法。這兩個(gè)專利都是用濕法生產(chǎn)，解決的主要是硫酸鋇不易分散的問題。但是用上述方法生產(chǎn)硫酸鋇，存在明顯的不足：生產(chǎn)工藝流程極其復(fù)雜；生產(chǎn)過程中需要用到濃硫酸、氫氧化鈉等強(qiáng)酸強(qiáng)堿物質(zhì)，容易對(duì)環(huán)境造成污染；在母料制備環(huán)節(jié)發(fā)明人采用自然冷卻加機(jī)械破碎的方式，生產(chǎn)周期長，不利于產(chǎn)量的提高；用該方法制備出的硫酸鋇粉體成本高昂，在節(jié)省成本方面優(yōu)勢(shì)不是特別明顯。專利CN103396681A介紹了一種干法生產(chǎn)復(fù)合精細(xì)硫酸鋇及其制造方法，雖流程簡單，但制備出的硫酸鋇粉體也存在缺陷：發(fā)明人采用在硫酸鋇中加入高嶺土的方法，影響了其透明度，限制了該粉體在透明制品中的應(yīng)用；發(fā)明人只對(duì)粉體進(jìn)行簡單的初步改性，沒有對(duì)其耐高溫穩(wěn)定性處理，粉體的分散性不是很好，高溫容易泛黃。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種易分散、耐熱性、透明性好且價(jià)格合理的超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備，同時(shí)提供以此方法制備的硫酸鋇為主體制備母粒的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備，其特征在于，包含以下步驟：A.第一次改性：A1.將天然硫酸鋇清洗過后，自然風(fēng)干，然后破碎成2-3cm大小的顆粒，A2.將破碎后的顆粒經(jīng)比重選礦機(jī)和色選機(jī)選出高純度高白度的硫酸鋇，指標(biāo)為：純度大于97％，白度大于95％；A3.將選出的硫酸鋇輸入帶有機(jī)器余熱利用回風(fēng)裝置超細(xì)分級(jí)磨機(jī)中，研磨成3-6um的超細(xì)粉體，在研磨過程中加入表面改性劑以及穩(wěn)定劑和抗氧劑，完成粉體的第一次改性；

B.配料及母粒制備：B1.將上一步驟制得的粉體的母粒按重量百分比備料：75％-85％的超細(xì)改性天然硫酸鋇粉體、1.5％-4％的分散劑，2％-5％的潤滑劑，1.5％-2.5％的光亮劑，10％-20％的載體樹脂；B2.將第一次改性的超細(xì)硫酸鋇粉體和載體樹脂一起投入到高混機(jī)內(nèi)，高速攪拌并加熱至105-110℃；B3.加入分散劑處理5分鐘，待溫度達(dá)到120℃時(shí)加入潤滑劑和光亮劑，高速攪拌混合；B4.當(dāng)高速混合機(jī)的電流表上電流突然增大時(shí)，最大值達(dá)到250A，啟動(dòng)冷卻水開關(guān)，水直接進(jìn)入高混機(jī)內(nèi)與物料直接接觸，物料瞬間冷卻變硬，被高速旋轉(zhuǎn)的高混機(jī)扇葉破碎，產(chǎn)生的水蒸汽通過除塵管道排出；B5.待高速混合機(jī)的電流表上電流平穩(wěn)時(shí)，停止攪拌，放料；B6.再將混合物加入帶有機(jī)頭霧化冷卻裝置的造粒設(shè)備內(nèi)，在130-150℃下擠出，磨面熱切得到母粒成品。

本發(fā)明一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備，其特征在于所述的表面改性劑為：鈦酸酯偶聯(lián)劑、二辛氧基焦磷酸酯基、硅烷偶聯(lián)劑KH560、復(fù)合偶聯(lián)劑中的一種或幾種，上述操作方法是將上述偶聯(lián)劑中的一種或幾種與水以1：500稀釋后使用。

本發(fā)明一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備，其特征在于所述的穩(wěn)定劑為：硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇中的一種或幾種。

本發(fā)明一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備，其特征在于所述的抗氧劑為：抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑264、抗氧劑300中的一種或幾種。

本發(fā)明一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備，其特征在于所述的分散劑為：硬脂酸、脂肪酸、單甘脂、鈦酸酯、磷酸酯中的一種或幾種。

本發(fā)明一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備，其特征在于所述的潤滑劑為：聚乙烯蠟、石蠟、氧化聚乙烯蠟、精蠟、蒙旦酸蠟、EVA蠟中的一種或幾種。

本發(fā)明一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備，其特征在于所述的光亮為：EBS、改性EBS、油酸酰胺中的一種或幾種。

本發(fā)明一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備，其特征在于所述的載體樹脂為：低壓高密度聚乙烯、高壓低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、茂金屬聚乙烯、聚丙烯、EVA中的一種或幾種。

本發(fā)明一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備，其特征在于所述的高混機(jī)為：帶除塵冷卻裝置的高混機(jī)，造粒設(shè)備為：帶有機(jī)頭霧化冷卻裝置的造粒設(shè)備。

本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明制的超細(xì)天然改性硫酸鋇粉體具有易分散、光澤度高、白度高、耐熱性能優(yōu)良、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，用該粉體按照所述方法制的母粒產(chǎn)量大，成本優(yōu)勢(shì)明顯，各項(xiàng)性能優(yōu)良，廣泛應(yīng)用于注塑、吹膜、片材、管材等塑料制品領(lǐng)域。

附圖說明

附圖1是一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備工藝方框示意圖；

附圖2是一種帶冷卻破碎功能的高速混合機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3是一種機(jī)頭帶冷卻水裝置的螺桿擠出機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖中：1-為混合機(jī)本體；2-為進(jìn)料口；3-為出料口；4-為夾層；5-為攪拌桿；6-為轉(zhuǎn)軸；7-為電機(jī)；8-為卸抖門；9-為氣動(dòng)泵；10-為吸塵管；11-為風(fēng)扇；12-為噴淋水管；51-為擠出頭；52-為切刀；53-為上罩蓋；54-為下料斗；55-為進(jìn)水口；56-為出水口；57-為下進(jìn)水口；58-為下出水口；59-為噴淋水管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例1：一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備，包含以下步驟：

A.第一次改性：A1.將天然硫酸鋇清洗過后，自然風(fēng)干，然后破碎成2-3cm大小的顆粒，A2.將破碎后的顆粒經(jīng)比重選礦機(jī)和色選機(jī)選出高純度高白度的硫酸鋇，指標(biāo)為：純度大于97％，白度大于95％；A3.將選出的硫酸鋇輸入帶有機(jī)器余熱利用回風(fēng)裝置超細(xì)分級(jí)磨機(jī)中，研磨成3-6um的超細(xì)粉體，在研磨過程中加入表面改性劑以及穩(wěn)定劑和抗氧劑，完成粉體的第一次改性；

B.配料及母粒制備：B1.將上一步驟制得的粉體的母粒按重量百分比備料：75％-85％的超細(xì)改性天然硫酸鋇粉體、1.5％-4％的分散劑，2％-5％的潤滑劑，1.5％-2.5％的光亮劑，10％-20％的載體樹脂；B2.將第一次改性的超細(xì)硫酸鋇粉體和載體樹脂一起投入到高混機(jī)內(nèi)，高速攪拌并加熱至105-110℃；B3.加入分散劑處理5分鐘，待溫度達(dá)到120℃時(shí)加入潤滑劑和光亮劑，高速攪拌混合；B4.當(dāng)高速混合機(jī)的電流表突然增大時(shí)(當(dāng)溫度達(dá)到了載體樹脂的熔點(diǎn)時(shí)，此時(shí)物料全部融化成膏狀，高混機(jī)扇葉阻力增大，電流值會(huì)增大)，最大值達(dá)到250A，啟動(dòng)冷卻水開關(guān)，水直接進(jìn)入高混機(jī)內(nèi)與物料直接接觸，物料瞬間冷卻變硬，被高速旋轉(zhuǎn)的高混機(jī)扇葉破碎，產(chǎn)生的水蒸汽通過除塵管道排出；B5.待高速混合機(jī)的電流表上電流平穩(wěn)時(shí)，停止攪拌，放料；B6.再將混合物加入帶有機(jī)頭霧化冷卻裝置的造粒設(shè)備內(nèi)，在130-150℃下擠出，磨面熱切得到母粒成品。所述的表面改性劑為：鈦酸酯偶聯(lián)劑、二辛氧基焦磷酸酯基、硅烷偶聯(lián)劑KH560、復(fù)合偶聯(lián)劑中的一種或幾種，上述操作方法是將上述偶聯(lián)劑中的一種或幾種與水以1：500稀釋后使用。所述的穩(wěn)定劑為：硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇中的一種或幾種。所述的抗氧劑為：抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑264、抗氧劑300中的一種或幾種。所述的分散劑為：硬脂酸、脂肪酸、單甘脂、鈦酸酯、磷酸酯中的一種或幾種。所述的潤滑劑為：聚乙烯蠟、石蠟、氧化聚乙烯蠟、精蠟、蒙旦酸蠟、EVA蠟中的一種或幾種。所述的光亮為：EBS、改性EBS、油酸酰胺中的一種或幾種。所述的載體樹脂為：低壓高密度聚乙烯、高壓低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、茂金屬聚乙烯、聚丙烯、EVA中的一種或幾種。所述的高混機(jī)為：帶除塵冷卻裝置的高混機(jī)，造粒設(shè)備為：帶有機(jī)頭霧化冷卻裝置的造粒設(shè)備。

實(shí)施例2：一種超細(xì)研磨改性天然硫酸鋇的制備，包含以下步驟：

A1.將天然硫酸鋇清洗過后，自然風(fēng)干，然后破碎成2-3cm左右大小的顆粒；

A2.經(jīng)比重選礦機(jī)和色選機(jī)選出高純度高白度的硫酸鋇(純度大于97％，白度大于95％)；

A3.將選出的硫酸鋇輸入超細(xì)分級(jí)磨(帶有機(jī)器余熱利用回風(fēng)裝置)研磨成3-6um的超細(xì)粉體，在研磨過程中加入表面改性劑(粉體重量的0.02％)以及穩(wěn)定劑和抗氧劑(粉體重量的0.2％)，完成粉體的第一次改性；

A4.把合格品包裝為25kg/袋并入庫。

按質(zhì)量取料：稱取按上述方法制備的硫酸鋇粉體75kg，線性低密度聚乙烯(LLDPE7042)5kg，高壓低密度聚乙烯(LDPE2426)15kg，硬脂酸1.5kg，PE蠟2kg，EBS2.5kg。

制備前述的母粒的方法，采用如下步驟：

a.將第一次改性的超細(xì)硫酸鋇粉體和載體樹脂(增大物料之間的摩擦，有利于升溫)一起投入到高混機(jī)內(nèi)，高速攪拌(800r/min)并加熱至105－110℃；

b.加入分散劑硬脂酸處理5分鐘，待溫度達(dá)到120℃時(shí)加入潤滑劑(PE蠟)和光亮劑(EBS)，繼續(xù)高速攪拌混合；

c.當(dāng)高速混合機(jī)電流突然增大時(shí)(最大值達(dá)到250A)，啟動(dòng)冷卻水開關(guān)，水進(jìn)入高混機(jī)內(nèi)與物料直接接觸，物料瞬間冷卻變硬，被高速旋轉(zhuǎn)的高混機(jī)扇葉破碎，產(chǎn)生的水蒸汽通過除塵管道排出；

d.待電流平穩(wěn)時(shí)，停止攪拌，放料；

e.將混合物加入造粒設(shè)備(帶有機(jī)頭霧化冷卻裝置)內(nèi)，在130-150℃下擠出，磨面熱切得到母粒成品。

實(shí)施例3

按質(zhì)量取料：稱取按上述方法制備的硫酸鋇粉體80kg，線性低密度聚乙烯(HDPE8920)10kg，高壓低密度聚乙烯(LLDPE7042)4.5kg，硬脂酸2.0kg，PE蠟1.5kg，EBS2.0kg。

制備前述的母粒的方法，采用如下步驟：

a.將第一次改性的超細(xì)硫酸鋇粉體和載體樹脂(增大物料之間的摩擦，有利于升溫)一起投入到高混機(jī)內(nèi)，高速攪拌(800r/min)并加熱至105－110℃；

b.加入分散劑硬脂酸處理5分鐘，待溫度達(dá)到120℃時(shí)加入潤滑劑(PE蠟)和光亮劑(EBS)，繼續(xù)高速攪拌混合；

c.當(dāng)高速混合機(jī)電流突然增大時(shí)(最大值達(dá)到250A)，啟動(dòng)冷卻水開關(guān)，水進(jìn)入高混機(jī)內(nèi)與物料直接接觸，物料瞬間冷卻變硬，被高速旋轉(zhuǎn)的高混機(jī)扇葉破碎，產(chǎn)生的水蒸汽通過除塵管道排出；

d.待電流平穩(wěn)時(shí)，停止攪拌，放料；

e.將混合物加入造粒設(shè)備(帶有機(jī)頭霧化冷卻裝置)內(nèi)，在130-150℃下擠出，磨面熱切得到母粒成品。

實(shí)施例4

按質(zhì)量取料：稱取按上述方法制備的硫酸鋇粉體85kg，線性低密度聚乙烯(LLDPE7042)7kg，高壓低密度聚乙烯(EVA)3kg，硬脂酸1.5kg，PE蠟2.0kg，EBS1.5kg。

制備前述的母粒的方法，采用如下步驟：

a.將第一次改性的超細(xì)硫酸鋇粉體和載體樹脂(增大物料之間的摩擦，有利于升溫)一起投入到高混機(jī)內(nèi)，高速攪拌(800r/min)并加熱至105－110℃；

b.加入分散劑硬脂酸處理5分鐘，待溫度達(dá)到120℃時(shí)加入潤滑劑(PE蠟)和光亮劑(EBS)，繼續(xù)高速攪拌混合；

c.當(dāng)高速混合機(jī)電流突然增大時(shí)(最大值達(dá)到250A)，啟動(dòng)冷卻水開關(guān)，水進(jìn)入高混機(jī)內(nèi)與物料直接接觸，物料瞬間冷卻變硬，被高速旋轉(zhuǎn)的高混機(jī)扇葉破碎，產(chǎn)生的水蒸汽通過除塵管道排出；

d.待電流平穩(wěn)時(shí)，停止攪拌，放料；

e.將混合物加入造粒設(shè)備(帶有機(jī)頭霧化冷卻裝置)內(nèi)，在130-150℃下擠出，磨面熱切得到母粒成品。

將實(shí)施例2、3、4、制備的母料與聚乙烯(LDPE242和LDPE7042質(zhì)量比4.5：1)在不同的添加量下吹成三種不同厚度(5um、10um、50um)的薄膜。

表1添加母料后的薄膜透光率比較

表2添加母料后的薄膜力學(xué)性能比較

表3添加母料后的薄膜的成本比較