一文了解超細(xì)硫酸鋇常用表面改性劑及工藝

一文了解超細(xì)硫酸鋇常用表面改性劑及工藝

超細(xì)硫酸鋇作為高品質(zhì)的硫酸鋇產(chǎn)品，具有無毒、無味、粒徑小等優(yōu)點應(yīng)用于各個領(lǐng)域。但是超細(xì)硫酸鋇產(chǎn)品還存在兩個關(guān)鍵問題：一方面是超細(xì)硫酸鋇顆粒粒徑小，比表面積大，表面能高，極易發(fā)生顆粒間團(tuán)聚，使顆粒粒徑變大，形貌也不規(guī)整。另一方面是超細(xì)硫酸鋇表面極性強，顆粒表現(xiàn)為親水疏油，與有機相容性差，與有機聚合物親和性差，影響復(fù)合材料性能，限制其應(yīng)用。為了顆粒間團(tuán)聚，穩(wěn)定其分散體系；提高硫酸鋇的有機相容性，提高復(fù)合材料的性能，必須對超細(xì)硫酸鋇進(jìn)行表面改性，使其表面親油疏水，拓寬其應(yīng)用。
  
1、硫酸鋇常用表面改性劑
  超細(xì)硫酸鋇粒子表面極性強，易使吸附在硫酸鋇顆粒表面的水發(fā)生解離生成羥基，為硫酸鋇的表面改性提供了可能。表面改性劑首先應(yīng)具有親水的極性集團(tuán)和親油的非極性基團(tuán)，可以吸附在硫酸鋇顆粒的表面，形成牢固的吸附層；其次還可以改變顆粒表面靜電力大小或產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)使超細(xì)硫酸鋇顆粒分散穩(wěn)定，其團(tuán)聚；同時還應(yīng)具有抗酸、堿性和耐候性。
  
（1）偶聯(lián)劑
利用偶聯(lián)劑對超細(xì)硫酸鋇進(jìn)行表面包覆的工藝簡單，但應(yīng)用甚廣，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、強度和剛度等力學(xué)性能。根據(jù)不同的基體材料可以優(yōu)選鈦（鋁）酸酯類、硬脂酸類和硅烷類等多種界面偶聯(lián)劑。
  
（2）超分散劑
超分散劑是一種新型水溶性聚合物分散劑，能夠和硫酸鋇顆粒表面羥基通過氫鍵結(jié)合成吸附層或者物理作用包裹在硫酸鋇顆粒表面，降低顆粒表面張力和表面能，從而改變顆粒表面靜電力大小或產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)使分散體系穩(wěn)定，顆粒間的作用，改善顆粒間的團(tuán)聚。常用的超分散劑：聚酯類分散劑、低聚皂分散劑、水溶性高分子分散劑等。

（3）有機硅
高分子有機硅是以硅氧鍵鏈（Si-O-Si）為骨架，硅原子上連接有機官能團(tuán)的一類聚合物。高分子有機硅分子中無機骨架具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性很高，而無機骨架外的有機官能團(tuán)決定了高分子有機硅分子的表面性能。
經(jīng)有機硅改性后的超細(xì)硫酸鋇可用于涂料行業(yè)，與涂料物質(zhì)中的一些組分反應(yīng)，可提高復(fù)合材料的流動性，解決結(jié)塊和粉塵等問題。常見的有機硅改性劑：硅烷偶聯(lián)劑、硅表面活性劑、液體硅橡膠、硅樹脂等。
  
2、硫酸鋇表面改性工藝
（1）干法改性
干法改性是通過在研磨過程中改性劑和硫酸鋇顆粒分散摩擦達(dá)到改性目的。將取一定比例的改性劑和產(chǎn)品，在攪拌或研磨過程中，使改性劑包裹在硫酸鋇顆粒表面，達(dá)到改性效果。這種方法簡單、易操作、成本低，但是改性劑覆蓋不均勻，結(jié)合力弱，改性效果不好。在實際工業(yè)生產(chǎn)上，可作為輔助改性方法使用。
  
（2）原位改性
原位改性是指顆粒的合成和修飾兩個過程在反應(yīng)時同步完成的，即硫酸鋇的原位改性，不僅完成了硫酸鋇的合成，還包含了對硫酸鋇的改性過程。因其原位改性的特點，其改性劑不僅在與硫酸鋇粒子結(jié)合，還與溶液中游離的Ba2+結(jié)合，使得其改性劑不僅包裹在硫酸鋇粒子表面，還存在于顆粒之間，顆粒的團(tuán)聚和生長，使超細(xì)顆粒的分散性和疏水性得到提高。