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(zhì)和熱學性質(zhì)穩(wěn)定等特點,主要用于石油、化工、油漆、填料、造紙、橡膠、塑膠等工業(yè)部門。天然的重晶石主要成分是硫酸鋇(BaS04),并且含量不低,可以達到95%以上。但由于其含有鐵等致色物,使重晶石的顏色較差,白度不足。
現(xiàn)有技術中,關于重晶石的提純增白技術,已經(jīng)做了大量的工作,如采用硫酸與重晶石粉反應,或采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(huán)保性低,廢液不易處理的問題。
重晶石粉屬于無機礦物,即使將其白度增加,其與油漆或涂料等的有機物或高分子聚合物材料在化學結(jié)構和物理形態(tài)上存在差異,兩者的表面性質(zhì)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復合材料的機械性能,從而難以發(fā)揮無機填料的功能性、表面活性和小尺寸等優(yōu)良特性,影響其在油漆或涂料等領域的應用。
改性通常使用金屬粉末的表面改性,如硅烷,鈦酸鹽,鋁酸鹽,鋯鋁酸鹽,有機鉻等偶聯(lián)劑,有機鹽和其他類型的表面活性劑,磷酸酯,不飽和有機酸,水溶性聚合物。因此選擇的范圍大,實現(xiàn)應用時要考慮表面性能,改性的產(chǎn)品的質(zhì)量要求,使用表面改性技術,表面改性劑的成本等因素等。
采用表面活性劑對重晶石粉進行表面改性,可顯著降低其表面能。同時,表面活性劑分子的長鏈烴基增加了顆粒與顆粒之間的空間位阻,防止顆粒之間的相互接近,避免顆粒因碰撞聚沉,阻止或減輕粉體團聚,提高其在有機材料中的分散性和親和性。表面活性劑種類很多,主要包括陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型表面活性劑。如:脂肪酸(鹽)類、磷酸酯類、甲基油酸氯化銨、雙十八烷基二甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化按等。
偶聯(lián)劑的一部分基團通過強化學鍵與無機超細顆粒表面官能團結(jié)合;另一部分基團與有機高聚物發(fā)生化學反應或物理結(jié)合,使得性質(zhì)完全不同的礦物與有機高分子聚合物牢固的結(jié)合在一起。經(jīng)偶聯(lián)劑表面改性的超細硫酸鋇作為涂料的填料,可提高復合涂料的抗震性、抗沖擊能力、強度和剛度等力學性能。常用的偶聯(lián)劑有:硅烷類、硼酸脂類、鋁酸酯類、鈦酸酯類等。