本发明专利技术公开了一种高透明硫酸钡纳米分散体，包括分散剂和分散在其中的改性纳米硫酸钡颗粒。本发明专利技术还公开了该分散体的制备方法。本发明专利技术通过在钡盐有机反应溶剂和硫酸盐有机反应溶剂的混合物中添加改性剂，使改性剂包覆在制得的硫酸钡颗粒的表面，形成表面包覆层，之后将改性后的硫酸钡超声分散，通过控制改性剂、改性温度、分散剂，得到透明性好、稳定性高的硫酸钡纳米分散体。本发明专利技术还公开了该分散体的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分散体制备
更具体地，涉及一种高透明硫酸钡纳米分散体及其制备方法和应用。
技术介绍
硫酸钡是一种重要的无机化工原料，广泛用于填料、涂料、高档油漆、高档油墨、塑料、陶瓷等行业。目前，我国硫酸钡的生产多是采用芒硝-黑灰法得到。这种方法制备出来的BaSO4的晶粒生长不易控制，产品粒径大且不均匀，只能作为普通的廉价填料使用。纳米硫酸钡是一种新型的无机材料，它既具有普通硫酸钡的作用，又具有新的特殊功能，因而具有广泛的应用前景。随着新功能器件的开发利用和材料行业的蓬勃发展，硫酸钡作为众多行业的重要原料，其应用领域日益扩大，对其质量要求明显提高。由于硫酸钡粉体在应用方面的兼容性以及相容性等弊端，制备具有良好分散性的纳米硫酸钡透明分散体就具有重要的研究价值。现有技术中，一般是通过将得到的纳米硫酸钡粉体分散到分散剂中，来制备硫酸钡分散体。但是即便是超细硫酸钡纳米粉体，不经过表面修饰或者对其表面修饰的时机不正确，也不能稳定的分散到介质中。这是由于硫酸钡粉体本身质量较重，同时与有机溶剂不兼容，在有机溶剂中不能达到稳定的悬浮状态。有文献报道了一种采用油包水型微乳液法制备超细硫酸钡颗粒的方法，应用该方法可以制备最小粒径为17nm左右的硫酸钡粉体，但将该种粉体分散于有机介质乙二醇中，最终得到的分散体浑浊，放置30min左右后便发生完全沉淀。因此，需要一种高透明且稳定的硫酸钡纳米分散体及其制备方法和应用。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种高透明硫酸钡纳米分散体。本专利技术的第二个目的在于提供上述高透明硫酸钡纳米分散体的制备方法。本专利技术的第三个目的在于提供上述高透明硫酸钡纳米分散体的应用。为达到上述第一个目的，本专利技术采用下述技术方案：一种高透明硫酸钡纳米分散体，该分散体包括分散剂和分散在其中的改性纳米硫酸钡颗粒；所述分散剂选自下列物质中的一种或多种：乙二醇、乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷；所述改性纳米硫酸钡颗粒为纳米硫酸钡颗粒外包覆改性剂，粒径为1-25nm，固含量为0.0001-20wt％，优选为0.0001-10wt％；所述改性剂选自下列物质中的一种或多种：十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、六烷基三甲基溴化铵、十八胺、油酸钠、油酸、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、KH570、十六烷基三甲氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷。优选地，该分散体的可见光透过率达60％以上，储存48h以上不沉淀；更优选地，该分散体的可见光透过率达80％以上，储存3个月以上不沉淀。为达到上述第二个目的，本专利技术采用下述技术方案：上述高透明硫酸钡纳米分散体的制备方法，包括以下步骤：1)将钡盐溶解于有机溶剂中，形成钡盐溶液；将硫酸盐溶解于有机溶剂中，形成硫酸盐溶液；2)将钡盐溶液和硫酸盐溶液混合，同时向其中加入改性剂，在恒温条件下进行改性，离心、洗涤，得到改性纳米硫酸钡颗粒；3)将改性纳米硫酸钡颗粒超声分散到分散剂中，得到高透明硫酸钡纳米分散体；步骤2)中，所述改性剂选自下列物质中的一种或多种：十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、六烷基三甲基溴化铵、十八胺、油酸钠、油酸、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、KH570、十六烷基三甲氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷；步骤2)中，所述改性剂与产物硫酸钡的摩尔比为1-50：100；改性剂与产物硫酸钡的摩尔比是指以硫酸盐和钡盐按照计量比得到的硫酸钡的理论摩尔量为参照，计算改性剂的加入量；步骤3)中，所述分散剂选自下列物质中的一种或多种：乙二醇、乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷。本专利技术通过在钡盐有机反应溶剂和硫酸盐有机反应溶剂的混合物中添加改性剂，使改性剂包覆在制得的硫酸钡颗粒的表面，形成表面包覆层，之后将改性后的硫酸钡超声分散，通过控制改性剂、改性条件、分散剂，得到透明性好、稳定性高的硫酸钡纳米分散体。优选地，步骤1)中，所述钡盐选自下列物质中的一种或多种：硝酸钡、氢氧化钡、氯化钡等。优选地，步骤1)中，所述钡盐溶液中钡盐的浓度为0.0001mol/L-0.1mol/L；更优选为0.004mol/L-0.030mol/L。优选地，步骤1)中，所述硫酸盐选自下列物质中的一种或多种：硫酸铵、硫酸钠、稀硫酸、浓硫酸等。优选地，步骤1)中，所述硫酸盐溶液中硫酸盐的浓度为0.0003mol/L-0.1mol/L；更优选为0.004mol/L-0.030mol/L。优选地，步骤1)中，所述有机溶剂选自下列物质中的一种或多种：乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷。溶解钡盐和硫酸盐的有机溶剂可相同，可不同。优选地，步骤2)中，所述钡盐溶液与硫酸盐溶液的摩尔比为0.5-1.5：1。优选地，步骤2)中，恒温条件的温度为10-70℃，更优选为20-60℃，最优选为40-60℃。优选地，步骤2)中，改性时间为0.5-10h，更优选为1-8h，最优选为2-7h。优选地，步骤3)中，超声时间为0.5-12h，更优选为1-10h，最优选为4-6h。优选地，步骤3)中，得到的高透明的硫酸钡纳米分散体中，改性纳米硫酸钡颗粒的固含量为0.0001-20wt％，优选为0.0001-10wt％。本专利技术还提供上述制备得到的高透明硫酸钡纳米分散体的应用，该高透明硫酸钡纳米分散体可以用于各种涂料(水性、油性及粉末涂料，汽车漆、木器漆、外墙漆、防腐漆、高光漆、电子油墨、印刷油墨等)、改性塑料(PA、PBT、PET、PC、POM、PMMA、PP、ABS、PE、PS、汽车塑料、家电外壳、薄膜、建材塑料等)、橡胶、弹性体、造纸、化妆品等的填料，还可以用作透视肠胃时的吞服剂(成为钡餐)，蓄电池的阴极膨胀棒，制造陶瓷、搪瓷的釉面材料，印象纸及铜版纸的表面涂布剂，纺织工业用的上浆剂，玻璃制品用作澄清剂，能起消泡和增加光泽的作用。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术的原料容易得到，价格低廉，方法简单，生产成本低，对环境友好，适合于工业化生产；2、本专利技术通过选择合适的钡盐、硫酸盐、改性剂以及分散剂，并控制改性条件，可方便的制备得到具有好的稳定性和高的透明性的硫酸钡纳米分散体；3、本专利技术的硫酸钡纳米分散体的可见光透过率为60％以上，可储存48h以上不沉淀；在优选条件下，可见光透过率可达80％以上，可储存3个月不沉淀。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1为实施例1制备的硫酸钡纳米分散体的XRD图谱。图2为实施例1制备的硫酸钡纳米分散体的TEM图像。图3为实施例1制备的硫酸钡纳米分散体的照片。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例对本专利技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。实施例1将氯化钡摩尔浓度为0.025mol/L的甲醇溶液80mL及浓硫酸摩尔浓度为0.025mol/L的甲醇溶液40mL混合加入到烧瓶中，同时加入改性剂KH570；改性剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高透明硫酸钡纳米分散体，其特征在于，该分散体包括分散剂和分散在其中的改性纳米硫酸钡颗粒；所述分散剂选自下列物质中的一种或多种：乙二醇、乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷；所述改性纳米硫酸钡颗粒为纳米硫酸钡颗粒外包覆改性剂，粒径为1‑25nm，固含量为0.0001‑20wt％，优选为0.0001‑10wt％；所述改性剂选自下列物质中的一种或多种：十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、六烷基三甲基溴化铵、十八胺、油酸钠、油酸、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、KH570、十六烷基三甲氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷。
【技术特征摘要】
1.一种高透明硫酸钡纳米分散体，其特征在于，该分散体包括分散剂和分散在其中的改性纳米硫酸钡颗粒；所述分散剂选自下列物质中的一种或多种：乙二醇、乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷；所述改性纳米硫酸钡颗粒为纳米硫酸钡颗粒外包覆改性剂，粒径为1-25nm，固含量为0.0001-20wt％，优选为0.0001-10wt％；所述改性剂选自下列物质中的一种或多种：十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、六烷基三甲基溴化铵、十八胺、油酸钠、油酸、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、KH570、十六烷基三甲氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷。2.根据权利要求1所述的高透明硫酸钡纳米分散体，其特征在于，该分散体的可见光透过率达60％以上，储存48h以上不沉淀；优选地，该分散体的可见光透过率达80％以上，储存3个月以上不沉淀。3.如权利要求1或2所述的高透明硫酸钡纳米分散体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)将钡盐溶解于有机溶剂中，形成钡盐溶液；将硫酸盐溶解于有机溶剂中，形成硫酸盐溶液；2)将钡盐溶液和硫酸盐溶液混合，同时向其中加入改性剂，在恒温条件下进行改性，得到改性纳米硫酸钡颗粒；3)将改性纳米硫酸钡颗粒超声分散到分散剂中，得到高透明硫酸钡纳米分散体；优选地，步骤2)中，所述改性剂选自下列物质中的一种或多种：十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化铵、十八胺、油酸钠、油酸、乙烯基三乙酰氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷、二甲基乙烯基乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷；步骤2)中，改性剂与硫酸钡的摩尔比为1-50：100；步骤3)中，所述分散剂选自下列物质中的一种或多种：乙二醇、乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷。4.根据权利要求3所述的高透明...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈建峰，王江，王洁欣，曾晓飞，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。