重晶石粉,又称硫酸钡粉,化学组成为BaS04,晶体属正交(斜方)晶系的硫酸盐矿物,具有密度大、化学性质和热学性质稳定等特点,主要用于石油、化工、油漆、填料、造纸、橡胶、塑胶等工业部门。天然的重晶石主要成分是硫酸钡(BaS04),并且含量不低,可以达到95%以上。但由于其含有铁等致色物,使重晶石的颜色较差,白度不足。
一般使用硫酸钡或重晶石的用户,皆对白度指标有较高的要求。如油漆工业用的重晶石要求白度都大于90%,涂料工业用的重晶石对白度要求也较高。因此,对天然重晶石进行适当的提纯增白处理,可以有效提高重晶石的纯度和白度,满足很多用户的需要。
粉末的表面改性是指需要改变粉末表面的物理和化学性质,以满足现代新材料的发展,适应新技术和新工艺。粉末的表面改性技术在中国的发展始于20世纪80年代。天然重晶石粉体表面改性是指通过物理、化学、机械和其他方法进行的粉末表面的处理,根据不同的应用需要改变重晶石表面的物理化学性质,或它以一种新的功能,以满足现代化新材料、新工艺和新技术的发展应用。
天然重晶石粉的表面改性技术分为湿式和干式两种方法。干法改性工艺是指在干燥状态下的粉末或干燥后的分散体的表面改性,同时添加表面改性剂,在一定温度下进行表面改性过程。无机粉末的表面物理涂覆、化学包覆、机械化学和部分胶囊化改性常用这种工艺。湿法改性过程中固定比或浆液的固体含量为添加表面改性剂和添加剂,在粉末表面的搅拌和温度条件下的变形过程。湿法工艺中通常使用的反应罐,包覆改性后的过滤和脱水。通过该方法改性的沉淀反应包覆的无机表面改性剂的使用。
偶联剂的一部分基团通过强化学键与无机超细颗粒表面官能团结合;另一部分基团与有机高聚物发生化学反应或物理结合,使得性质完全不同的矿物与有机高分子聚合物牢固的结合在一起。经偶联剂表面改性的超细硫酸钡作为涂料的填料,可提高复合涂料的抗震性、抗冲击能力、强度和刚度等力学性能。常用的偶联剂有:硅烷类、硼酸脂类、铝酸酯类、钛酸酯类等。
高分子有机硅是以硅氧键链(Si-O-Si)为骨架,硅原子上连接有机官能团的一类聚合物。高分子有机硅分子中无机骨架具有结构稳定性很高,而无机骨架外的有机官能团决定了高分子有机硅分子的表面性能。
经有机硅改性后的超细硫酸钡可广泛用于涂料行业,与涂料物质中的一些组分反应,可提高复合材料的流动性,解决结块和粉尘等问题。
常见的有机硅改性剂:硅烷偶联剂、硅表面活性剂、液体硅橡胶、硅树脂等。