专利名称：以过氧化氢水溶液为结构调节剂制备刺球状硫酸钡微粒的方法
技术领域：
本发明属于仿生合成无机材料领域，具体涉及一种形貌可控的以过氧化氢水溶液为结构调节剂制备刺球状硫酸钡微粒的方法。
背景技术：
硫酸钡的主要用途是作为钻探泥浆用材料，其次是同碳酸钙一样，作为填料或助剂用于涂料、塑料、造纸、橡胶、油墨等行业。虽然硫酸钡价格高于碳酸钙，但它拥有许多碳酸钙所不具备的优异性能，且达到相同效果的产品其用量通常少于碳酸钙，因此其在填料和添加剂方面的需求逐年增加。目前我国的消费结构为:硫酸钡在涂料行业占59.2%，塑料行业占10.5%，纸张行业占5.3%，橡胶行业占15.8%，油墨行业占9.2%。硫酸钡作为优质填充剂，在制备工程塑料中填充质量分数为10% 28%的沉淀硫酸钡，可改变其耐老化性能，降低其磨损率，增强力学性能。硫酸钡作为油漆填充材料，用于木器漆、清漆、道路标线漆、船舶厚漆中；由于其良好的耐化学腐蚀性能，可用于生产各种高光面漆，从而强化耐候性能，改善流动状态(强 化流平性)，增强漆膜强度，保持颜色稳定。沉淀硫酸钡作为外墙涂料中必不可少的填充材料，充分表现出其优异的耐光、耐候性能，能有效防止涂料的龟裂、皱皮、变黄等，有效延长涂料的使用寿命。硫酸钡还能用于生产高光泽、丝绸状“抗酸雨”乳胶漆，适用于家庭居室及工厂气氛恶劣环境。在粉末涂料中，硫酸钡具有高的填充容量、高亮度、能保护光泽、流动性好、与各种颜料相容性好的特点，成为必不可少的填充材料。沉淀硫酸钡为生产高质量印刷油墨的首选填充剂:由于硫酸钡具有低漆基要求、磨损小、亮度高、中性色彩以及在高颜料体积浓度下的良好流动性特点，能用于生产高光泽油墨。此外，硫酸钡在粘合剂(环氧树脂、不饱和聚酯和聚氨酯类粘结剂)及弹性密封材料、高档纸张(铜板纸)等领域都有其独特的应用性能，成为填料中倍受青睐的一族。我国有丰富的重晶石矿，自1983年来产量一直居世界首位,是世界主要的重晶石出口国。据统计，2000年中国重晶石出口量即达252万吨。值得注意的是:作为重晶石的最大出口国，我国的重晶石进口却逐年增加，且进出口价格差别悬殊。表1.硫酸钡进出口价格比较(美元/吨)
权利要求
1.一种以过氧化氢水溶液为结构调节剂制备刺球状硫酸钡微粒的方法为:搅拌下，在质量浓度为0.2 2%的过氧化氢水溶液中加入无机碱水溶液，调节所述的过氧化氢水溶液的PH值为11 13.5，以0.05 10ml/min的流量同时向过氧化氢水溶液中注入摩尔浓度相同的硫酸盐水溶液和钡盐水溶液或氢氧化钡水溶液得到混合液，其中在所述的混合液中所述的硫酸盐水溶液和钡盐水溶液或氢氧化钡水溶液的浓度都是0.1 3.3mol/L ;待混合液中产生明显混浊后停止注入硫酸盐水溶液和钡盐水溶液或氢氧化钡水溶液，室温静止老化；分离、干燥，得到刺球状硫酸钡微粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的静止老化的时间为24 400小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的钡盐选自乙酸钡、氯化钡、硝酸钡和硫化钡中的一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的硫酸盐选自硫酸钠、硫酸铵、硫酸钾、硫酸钙、硫酸锌、硫酸锂、硫酸铁、硫酸亚铁和硫酸镁中的一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是:所述的无机碱水溶液选自氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化钙水溶液 、氢氧化锂水溶液和氨水中的一种。
全文摘要
本发明属于仿生合成无机材料领域，具体涉及形貌可控的以过氧化氢水溶液为结构调节剂制备刺球状硫酸钡微粒的方法。在质量浓度为0.2～2％的过氧化氢水溶液中加入无机碱水溶液，调节所述过氧化氢水溶液的pH值为11～13.5，向过氧化氢水溶液中注入摩尔浓度相同的硫酸盐水溶液和钡盐水溶液或氢氧化钡水溶液得到混合液；待混合液中产生明显混浊后停止注入硫酸盐水溶液和钡盐水溶液或氢氧化钡水溶液，室温静止老化；分离、干燥，得到刺球状硫酸钡微粒。本发明的方法所用原料广泛，节约能源，操作简单，无三废排放，制备的刺球状硫酸钡微粒的形貌可控，具备大规模生产的潜力；该刺球状硫酸钡微粒有望在材料的增强、增韧方面有着广泛应用。
文档编号C01F11/46GK103204532SQ20121000916
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者闫丰文, 袁国卿, 张晓慧 申请人:中国科学院化学研究所