如何提高沉澱硫酸鋇應用産品的光澤度-河南鋇豐化工有限公司

塗層的光澤度是指塗層表面對投射光的光線的反射能力，反射能力越強，光澤度越大。影響硫酸鋇粉體材料成膜後光澤度的主要誘因是它的粒徑尺寸和分散性能，如果硫酸鋇粉體本身的粒徑很纖細，並能均勻的分散到塗層當中，則塗膜平整，密實如鏡，光澤度就會非常明顯；相反硫酸鋇的粒徑過粗且均一性差，塗層表面粗糙，光澤度就會降低且色調發暗。

光澤度是油墨的一項重要性能指标，它對印刷部件的外觀質量有很大影響。傳統的沉澱硫酸鋇(bèi)（芒硝法），不但分散性差，而且光澤度低，無法應用到油墨方面的配方體系。更好的硫酸鋇(bèi)材料其實是以濃縮料漿的形式加入到油墨配方中，硫酸鋇(bèi)成分的添加量爲料漿總量的20wt%～70wt%，納米級硫酸鋇(bèi)粉體材料的平均粒徑爲10nm～1μm。在油墨生産(chǎn)中，不同類型的油墨産(chǎn)品對硫酸鋇(bèi)材料的質量要求也各不相同。此外在油墨配制過程中還要依據各類油墨的具體特點和要求選擇具有不同性能的硫酸鋇(bèi)。

1、光澤度的評價方法

一種方法是将幹基硫酸鋇(bèi)與标準樣品分别制成塗膜對比光澤度分析：硫酸鋇(bèi)樣品經砂磨均勻的分散在醇酸樹脂中，在自動噴塗設備受控條件下，於(yú)鋁闆上形成均勻膜厚和表面特性的濕膜塗層，然後烘烤成型。最後用Hunterlab D-48-7光澤度計測20°反射率，計算與标準樣品的光澤度比值。另一種體系是與Synocyl 9122X樹脂混合制成40%硫酸鋇(bèi)體積濃度水性丙烯酸塗料，用100微米線棒自動塗布制膜，放入無塵櫃中幹燥至少5h後用GlossgardⅡ光澤度計測20°光澤度。

國内通常是将硫酸鋇(bèi)粉體材料與精制亞麻仁油混合在平磨儀上研磨制成膏漿，然後用自動濕膜制備器塗膜於(yú)玻璃闆上進行測量。評價塗料的光澤雖然不完全客觀，但不同觀測人員作出的視覺分級通常有合理的相互關聯性。

2、國(guó)外提高硫酸鋇(bèi)粉體材料應用光澤的技術現狀

高光澤硫酸鋇(bèi)粉體材料通常表面包覆一層(céng)或多層(céng)金屬氧化物，譬如二氧化矽、氧化鋁或者其他成分，通過中和助氧化或共沉澱的方式摻入包裹在硫酸鋇(bèi)粒子表面，加入量爲硫酸鋇(bèi)總量的0.5wt%～3wt%。有機表面塗層(céng)包覆羧酸、矽烷、矽氧烷、烴蠟以及與硫酸鋇(bèi)晶體顆粒表面反應的産物，加入量爲硫酸鋇(bèi)總量的0.5 wt%～1.5wt%。市場上商業産品如Gemme Micron，單鋁包膜産品B-35，矽鋁包膜的B-30、B-34和有機矽表面包膜的其他型号硫酸鋇(bèi)産品。其中基礎型B-30長期占據我國高端油墨市場。

2.1 提高硫酸鋇(bèi)光澤度技術(shù)

Gemme Corp公開瞭(le)一種高光澤、高耐候表面處理硫酸鋇(bèi)的制備方法，該産品表面包覆有多孔氧化鋁和緻密氧化鋁，其中氧化鋁的總質量濃度爲BaSO4的(2～6)%，緻密氧化鋁和薄水鋁石氧化鋁的質量比爲8:1～1:2，緻密氧化鋁與硫酸根離子的質量比爲10:1～1.3:1。緻密氧化鋁是一種含有硫酸根離子的氧化鋁，其中硫酸根離子是被吸附在氧化鋁中的形式存在，氧化鋁與硫酸根離子的質量比爲10:1～1.3:1。在(30～65)℃時，pH值爲(5.2～6.5)的條件下，将氧化鋁與硫酸根離子接觸反應一段時間，從而使得氧化鋁緻密化。薄水鋁石是氧化鋁的一種晶态形式，含有吸附水。水分以随機性和規律性兩種方式插入Al(OH)6八面體層中。BaSO4晶體表面塗敷緻密氧化鋁使其耐久性譬如耐光性、粉化阻力提高。而在BaSO4晶體表面塗敷薄水鋁石氧化鋁層則改善瞭(le)其光澤度和分散性。

Gemme Corp另外一種具有改善光澤、耐候性表面處理硫酸鋇(bèi)的制備(bèi)方法：硫酸鋇(bèi)與多種金屬鹽處理，譬如1.0%～3.0% Al2O3鋁、锆、磷化合物，至少一種金屬鹽可以提供一價陰離子。根據濕處理情況，一般鋁化合物的加量爲1.0%～3.0% Al2O3；依據二氧化钛表面沉積情況，锆化合物的加量爲0.1%～0.4% ZrO2；磷化合物的加量爲0.1%～0.5% P2O5；有機包覆0.2%～0.4%的TMP,TME或季戊四醇。已發現可溶性金屬鹽中的多價陰離子譬如SO42-在包膜時離子交換過程中會依附在硫酸鋇(bèi)晶體表面，常規的水洗除不盡這些多價陰離子造成絮凝，降低分散性和最終産品的白度、光澤度和耐候性。而含一價陰離子的金屬鹽則會有效降低這種趨勢和可能。

Gemme Corp通過嚴格控制硫酸鋇料漿的pH、溫度、矽、鋁加入時間制備具有改善光澤度和耐候性表面處理硫酸鋇粉體材料：75℃條件下，pH=10.0，pH=9.4，pH=4.9分别加入矽化合物，每一步至少停留10～20min；pH=5.5～7.5，75℃條件下加入鋁化合物。氧化矽的加量爲BaSO4重量的2.5%～3.5%，氧化鋁的加量爲BaSO4重量的1.6%～1.9%。最後有機包覆0.2%～0.8%的TMP。矽、鋁沉積時間10～45min，整個連續工藝包括停留時間不超過120min。該表面處理硫酸鋇有著(zhe)優異的光澤度優勢，同時在油漆、油墨和塗料中有著(zhe)很好的兼容性。著(zhe)色力和黑格曼數據顯示該方法制備出的硫酸鋇分散性很好，用於(yú)油漆和油墨時不會出現凝聚。

2.2 提高硫酸鋇(bèi)光澤度和分散性技術(shù)

Gemme Corp經過處理的硫酸鋇(bèi)表面沉積至少一種一元胺鹽處理，最後制備出的硫酸鋇(bèi)材料應用光澤度和分散性明顯改善。胺鹽可以是二羟甲基丙酸DMPA+三異丙醇胺TIPA，DMPA+TIPA+TME，DMPA+TIPA+TMP，二羟甲基丁酸DMBA+TIPA，DMBA+TIPA+TME，DMPA+TIPA+TMP組合中的一種。DMPA或DMBA與TIPA的摩爾比爲1:1～1:1.1，這樣産生的中性鹽沒有過量的鏈烷醇胺。胺鹽與TME或TMP的比爲95:5～1:1。胺鹽的加量爲二氧化钛質量的0.2wt%～0.5wt%。與未處理的硫酸鋇(bèi)和單純經TME處理或其它胺鹽處理的硫酸鋇(bèi)相比，該方法制備出的表面處理硫酸鋇(bèi)在分散性和光澤度上的提高是顯著的，尤其是當其用於(yú)水性塗料時能明顯降低分散劑的用量，這也是其zui大的優點。

3、其他提高硫酸鋇(bèi)應用光澤度的技術(shù)現狀

Gemme Corp用鋁氧化物對硫酸鋇(bèi)粉體進行包膜處(chù)理，以提高其油性體系應用光澤度和分散性。依次加入堿性鋁化合物和酸性鋁化合物水溶液，總量爲懸浮液中硫酸鋇(bèi)體積重量的1wt%～4wt%，其中堿性鋁化合物水溶液中的鋁元素加入量與酸性鋁化合物水溶液中的鋁元素加入量之比爲1:1～1:3。該方法可以用來處(chù)理以任何形式制得的硫酸鋇(bèi)料漿，且各步驟可以間歇進行也可以連續進行。