重晶石粉,又稱硫酸鋇粉,化學(xué)組成為BaS04,晶體屬正交(斜方)晶系的硫酸鹽礦物,具有密度大、化學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn),主要用于石油、化工、油漆、填料、造紙、橡膠、塑膠等工業(yè)部門。天然的重晶石主要成分是硫酸鋇(BaS04),并且含量不低,可以達(dá)到95%以上。但由于其含有鐵等致色物,使重晶石的顏色較差,白度不足。
現(xiàn)有技術(shù)中,關(guān)于重晶石的提純?cè)霭准夹g(shù),已經(jīng)做了大量的工作,如采用硫酸與重晶石粉反應(yīng),或采用鹽酸與重晶石粉反應(yīng),可以適當(dāng)提高重晶石的白度,但是硫酸或鹽酸處理存在腐蝕性大,環(huán)保性低,廢液不易處理的問題。
重晶石粉屬于無機(jī)礦物,即使將其白度增加,其與油漆或涂料等的有機(jī)物或高分子聚合物材料在化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理形態(tài)上存在差異,兩者的表面性質(zhì)不同導(dǎo)致其相容性和親和性會(huì)有差別,在作填充料時(shí),很難均勻分散而影響復(fù)合材料的機(jī)械性能,從而難以發(fā)揮無機(jī)填料的功能性、表面活性和小尺寸等優(yōu)良特性,影響其在油漆或涂料等領(lǐng)域的應(yīng)用。
改性通常使用金屬粉末的表面改性,如硅烷,鈦酸鹽,鋁酸鹽,鋯鋁酸鹽,有機(jī)鉻等偶聯(lián)劑,有機(jī)鹽和其他類型的表面活性劑,磷酸酯,不飽和有機(jī)酸,水溶性聚合物。因此選擇的范圍大,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用時(shí)要考慮表面性能,改性的產(chǎn)品的質(zhì)量要求,使用表面改性技術(shù),表面改性劑的成本等因素等。
采用表面活性劑對(duì)重晶石粉進(jìn)行表面改性,可顯著降低其表面能。同時(shí),表面活性劑分子的長鏈烴基增加了顆粒與顆粒之間的空間位阻,防止顆粒之間的相互接近,避免顆粒因碰撞聚沉,阻止或減輕粉體團(tuán)聚,提高其在有機(jī)材料中的分散性和親和性。表面活性劑種類很多,主要包括陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型表面活性劑。如:脂肪酸(鹽)類、磷酸酯類、甲基油酸氯化銨、雙十八烷基二甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化按等。
偶聯(lián)劑的一部分基團(tuán)通過強(qiáng)化學(xué)鍵與無機(jī)超細(xì)顆粒表面官能團(tuán)結(jié)合;另一部分基團(tuán)與有機(jī)高聚物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或物理結(jié)合,使得性質(zhì)完全不同的礦物與有機(jī)高分子聚合物牢固的結(jié)合在一起。經(jīng)偶聯(lián)劑表面改性的超細(xì)硫酸鋇作為涂料的填料,可提高復(fù)合涂料的抗震性、抗沖擊能力、強(qiáng)度和剛度等力學(xué)性能。常用的偶聯(lián)劑有:硅烷類、硼酸脂類、鋁酸酯類、鈦酸酯類等。