[發(fā)明專利]形貌可控的單分散硫酸鋇晶體顆粒的制備方法

無效

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• 申請日: 2010-09-01
• 公開（公告）號: CN102381724A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設計）人: 袁國卿;閆豐文;張抒峰;張曉慧;郭存悅
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發(fā)明屬于仿生合成無機材料領域，具體涉及一種形貌可控的單分散硫酸鋇晶體顆粒的制備方法。

背景技術

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。目前我國的消費結構為：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％。作為優(yōu)質填充劑，在工程塑料中填充質量分數(shù)10％～28％的沉淀硫酸鋇，可改變其耐老化性能，降低其磨損率，增強力學性能。作為油漆填充材料，用于木器漆、清漆、道路標線漆、船舶厚漆中；由于其良好的耐化學腐蝕性能，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，能有效防止龜裂、皺皮、變黃等，有效延長使用壽命。它還能用于生產(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，具有高的填充容量、高亮度、能保護光澤、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)高質量印刷油墨的首選填充劑：由于具有低漆基要求、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，在粘合劑(環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯和聚氨酯類粘結劑)及彈性密封材料、高檔紙張(銅板紙)等領域都有其獨特的應用性能，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(即硫酸鋇)出口國。據(jù)統(tǒng)計，2000年中國重晶石出口量即達252萬噸。值得注意的是：作為重晶石的最大出口國，我國的重晶石高端產(chǎn)品的進口卻逐年增加，且進出口價格差別懸殊。

表1.硫酸鋇進出口價格比較(美元/噸)

由上表可以看出，我國進出口硫酸鋇的價格差逐年增大，反映出我國的硫酸鋇的生產(chǎn)的品種結構和檔次比較低，生產(chǎn)技術的落后已經(jīng)在很大程度限制了我國硫酸鋇生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展與擴張。提高我國的硫酸鋇生產(chǎn)技術水平是我們現(xiàn)在面臨的最主要任務，只有這樣，才能提高我國硫酸鋇產(chǎn)品的附加值，從而提高硫酸鋇產(chǎn)品價格，使我國在重晶石儲量方面的優(yōu)勢得到更充分的發(fā)揮。

近年來，通過有機物的引導作用來制備具有有序結構和良好力學性能的有機/無機復合材料受到研究人員的廣泛關注。許多研究團體報道了有機模板導向硫酸鋇晶化的研究。例如，Langmuir單層膜被用作模板來導向重晶石的定向成核和生長(B.R.Heywood；S.Mann，J.Am.Chem.Soc.，1992，114，4681-4686；B.R.Heywood；S.Mann，Langmuir，1992，8，1492-1498)，反相膠束和微乳液也被用來作為模板制備重晶石納米顆粒或納米線(L.Qi，ColloidsSurf.A，1996，108，117-126；J.D.Hopwood，S.Mann，Chem.Mater.，1997，9，1819-1828)。另一方面，各種有機添加劑也用來作為晶體調(diào)控劑在水溶液中對重晶石進行導向成核和生長(A.L.Rohl，J.Am.Chem.Soc.1996，118，642-648.)。近幾年來，雙親水嵌段共聚物(DHBC)在對碳酸鈣形貌的調(diào)控上顯示了優(yōu)異的性能，其在控制硫酸鋇形貌方面的作用也受到越來越多的關注(L.Qi，H.Angew.Chem.Int.Ed.2000，39，604-607；L.Qi，H.Chem.Mater.，2000，12，2392-2403)。等通過改變共聚物的嵌段結構和分子鏈長度，以及溫度、離子輕度、溶液pH值等外部條件，制備了棒狀、納米纖維、纖維束/錐，花生殼狀、桃子狀與十瓣花狀等多種結構。通過不同的雙親水嵌段共聚物的協(xié)同作用，還可以得到盤錐、帶錐及納米纖維束相互連接排列形成的片狀結構等(M.Li，H.J.Mater.Chem.，2004，14，2269-2276)。

單分散顆粒在染料，建材行業(yè)更有著特殊的用途。CN101423239A提供了一種利用高速旋轉的旋轉液膜反應器制備粒徑可控的硫酸鋇顆粒的方法，但能耗大，設備投資高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種形貌可控的單分散硫酸鋇晶體顆粒的制備方法。