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如何提高沉淀硫酸钡应用产品的光泽度

2018-2-27 13:43:06      点击:


高光泽硫酸钡粉体材料通常表面包覆一层或多层金属氧化物,譬如二氧化硅、氧化铝或者其他成分,通过中和助氧化或共沉淀的方式掺入包裹在硫酸钡粒子表面,加入量为硫酸钡总量的0.5wt%3wt%。有机表面涂层包覆羧酸、硅烷、硅氧烷、烃蜡以及与硫酸钡晶体颗粒表面反应的产物,加入量为硫酸钡总量的0.5 wt%1.5wt%。市场上商业产品如Gemme Micron,单铝包膜产品B-35,硅铝包膜的B-30B-34和有机硅表面包膜的其他型号硫酸钡产品。其中基础型B-30长期占据我国高端油墨市场。

1  提高硫酸钡光泽度技术

Gemme Corp公开了一种高光泽、高耐候表面处理硫酸钡的制备方法,该产品表面包覆有多孔氧化铝和致密氧化铝,其中氧化铝的总质量浓度为BaSO4(26)%,致密氧化铝和薄水铝石氧化铝的质量比为8:11:2,致密氧化铝与硫酸根离子的质量比为10:11.3:1。致密氧化铝是一种含有硫酸根离子的氧化铝,其中硫酸根离子是被吸附在氧化铝中的形式存在,氧化铝与硫酸根离子的质量比为10:11.3:1。在(3065)℃时,pH值为(5.26.5)的条件下,将氧化铝与硫酸根离子接触反应一段时间,从而使得氧化铝致密化。薄水铝石是氧化铝的一种晶态形式,含有吸附水。水分以随机性和规律性两种方式插入Al(OH)6八面体层中。BaSO4晶体表面涂敷致密氧化铝使其耐久性譬如耐光性、粉化阻力提高。而在BaSO4晶体表面涂敷薄水铝石氧化铝层则改善了其光泽度和分散性。

Gemme Corp另外一种具有改善光泽、耐候性表面处理硫酸钡的制备方法:硫酸钡与多种金属盐处理,譬如1.0%3.0% Al2O3铝、锆、磷化合物,至少一种金属盐可以提供一价阴离子。根据湿处理情况,一般铝化合物的加量为1.0%3.0% Al2O3;依据二氧化钛表面沉积情况,锆化合物的加量为0.1%0.4% ZrO2;磷化合物的加量为0.1%0.5% P2O5;有机包覆0.2%0.4%TMP,TME或季戊四醇。已发现可溶性金属盐中的多价阴离子譬如SO42-在包膜时离子交换过程中会依附在硫酸钡晶体表面,常规的水洗除不尽这些多价阴离子造成絮凝,降低分散性和最终产品的白度、光泽度和耐候性。而含一价阴离子的金属盐则会有效降低这种趋势和可能。

Gemme Corp通过严格控制硫酸钡料浆的pH、温度、硅、铝加入时间制备具有改善光泽度和耐候性表面处理硫酸钡粉体材料:75℃条件下,pH=10.0pH=9.4pH=4.9分别加入硅化合物,每一步至少停留1020minpH=5.57.575℃条件下加入铝化合物。氧化硅的加量为BaSO4重量的2.5%3.5%,氧化铝的加量为BaSO4重量的1.6%1.9%。最后有机包覆0.2%0.8%TMP。硅、铝沉积时间1045min,整个连续工艺包括停留时间不超过120min。该表面处理硫酸钡有着优异的光泽度优势,同时在油漆、油墨和涂料中有着很好的兼容性。着色力和黑格曼数据显示该方法制备出的硫酸钡分散性很好,用于油漆和油墨时不会出现凝聚。  

2  提高硫酸钡光泽度和分散性技术

Gemme Corp经过处理的硫酸钡表面沉积至少一种一元胺盐处理,最后制备出的硫酸钡材料应用光泽度和分散性明显改善。胺盐可以是二羟甲基丙酸DMPA+三异丙醇胺TIPADMPA+TIPA+TMEDMPA+TIPA+TMP,二羟甲基丁酸DMBA+TIPADMBA+TIPA+TMEDMPA+TIPA+TMP组合中的一种。DMPADMBATIPA的摩尔比为1:11:1.1,这样产生的中性盐没有过量的链烷醇胺。胺盐与TMETMP的比为95:51:1。胺盐的加量为二氧化钛质量的0.2wt%0.5wt%。与未处理的硫酸钡和单纯经TME处理或其它胺盐处理的硫酸钡相比,该方法制备出的表面处理硫酸钡在分散性和光泽度上的提高是显著的,尤其是当其用于水性涂料时能明显降低分散剂的用量,这也是其最大的优点。

3  其他提高硫酸钡应用光泽度的技术现状

Gemme Corp用铝氧化物对硫酸钡粉体进行包膜处理,以提高其油性体系应用光泽度和分散性。依次加入碱性铝化合物和酸性铝化合物水溶液,总量为悬浮液中硫酸钡体积重量的1wt%4wt%,其中碱性铝化合物水溶液中的铝元素加入量与酸性铝化合物水溶液中的铝元素加入量之比为1:11:3。该方法可以用来处理以任何形式制得的硫酸钡料浆,且各步骤可以间歇进行也可以连续进行。

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