重晶石粉的表面改性

重晶石粉提純增白

重晶石粉,又稱硫酸鋇粉,化學組成為BaS04,晶體屬正交(斜方)晶系的硫酸鹽礦物,具有密度大、化學性質和熱學性質穩定等特點,主要用於石油、化工、油漆、填料、造紙、橡膠、塑膠等工業部門。天然的重晶石主要成分是硫酸鋇(BaS04),並且含量不低,可以達到95%以上。但由於其含有鐵等致色物,使重晶石的顏色較差,白度不足。

重晶石粉的表面改性

普通的重晶石粉

重晶石粉的表面改性

普通的重晶石粉

然而一般使用硫酸鋇或重晶石的使用者,皆對白度指標有較高的要求。如油漆工業用的重晶石要求白度都大於90%,塗料工業用的重晶石對白度要求也較高。因此,對天然重晶石進行適當的提純增白處理,可以有效提高重晶石的純度和白度,滿足很多使用者的需要。

重晶石粉的表面改性

提純後的重晶石粉

現有技術中,關於重晶石的提純增白技術,已經做了大量的工作,如採用硫酸與重晶石粉反應,或採用鹽酸與重晶石粉反應,可以適當提高重晶石的白度,但是硫酸或鹽酸處理存在腐蝕性大,環保性低,廢液不易處理的問題。

此外,重晶石粉屬於無機礦物,即使將其白度增加,其與油漆或塗料等的有機物或高分子聚合物材料在化學結構和物理形態上存在差異,兩者的表面性質不同導致其相容性和親和性會有差別,在作填充料時,很難均勻分散而影響複合材料的機械效能,從而難以發揮無機填料的功能性、表面活性和小尺寸等優良特性,影響其在油漆或塗料等領域的應用。

重晶石粉表面改性方法

粉末的表面改性是指需要改變粉末表面的物理和化學性質,以滿足現代新材料的發展,適應新技術和新工藝。粉末的表面改性技術在中國的發展始於20世紀80年代。

天然重晶石粉體表面改性是指透過物理、化學、機械和其他方法進行的粉末表面的處理,根據不同的應用需要改變重晶石表面的物理化學性質,或它以一種新的功能,以滿足現代化新材料、新工藝和新技術的發展應用。

物理塗層是在粉末表面處理或樹脂等對粉末表面進行的處理。物理塗層改性過程中應用冷、熱兩種方法可實現。主要影響因素的顆粒形狀表面積,孔隙度,塗布劑,塗覆過程等的表面塗層處理效果。

化學塗層是指被吸附的表面上的無機粉末或顆粒的表面上的化學反應,採用塗覆與有機化合物中的官能團顆粒與表面改性的方法。

目前高能量表面改性技術複雜、成本高,很難實現大規模工業化。

重晶石粉表面改性工藝

天然重晶石粉的表面改性技術分為溼式和乾式兩種方法。幹法改性工藝是指在乾燥狀態下的粉末或乾燥後的分散體的表面改性,同時新增表面改性劑,在一定溫度下進行表面改性過程。無機粉末的表面物理塗覆、化學包覆、機械化學和部分膠囊化改性常用這種工藝。溼法改性過程中固定比或漿液的固體含量為新增表面改性劑和新增劑,在粉末表面的攪拌和溫度條件下的變形過程。溼法工藝中通常使用的反應罐,包覆改性後的過濾和脫水。透過該方法改性的沉澱反應包覆的無機表面改性劑的使用。

重晶石粉的表面改性

乾式、溼式改進法流程簡圖

重晶石粉表面改性的改性劑種類

有多種無機劑,改性通常使用金屬粉末的表面改性,如矽烷,鈦酸鹽,鋁酸鹽,鋯鋁酸鹽,有機鉻等偶聯劑,有機鹽和其他型別的表面活性劑,磷酸酯,不飽和有機酸,水溶性聚合物。因此選擇的範圍大,實現應用時要考慮表面性能,改性的產品的質量要求,使用表面改性技術,表面改性劑的成本等因素等。

重晶石粉的表面改性

矽烷偶聯劑

重晶石粉的表面改性

矽烷偶聯劑在重晶石粉改性中的作用