一,硫酸鋇的物化性質(zhì)
硫酸鋇為白色或灰色的結(jié)晶粉末,是一種重要的含鋇礦物,具有化學(xué)惰性強(qiáng),穩(wěn)定性好,耐酸堿,密度大,硬度適中,高比重,高白度,能吸收有害射線(X射線和Y射線)等優(yōu)點(diǎn),有玻璃光澤,無(wú)磁性和無(wú)毒性,因而,廣泛應(yīng)用于化學(xué),涂料,橡膠,玻璃,造紙,醫(yī)等領(lǐng)域。
重晶石是鋇的最常見(jiàn)礦物,它是成分為硫酸鋇。產(chǎn)于低溫?zé)嵋旱V脈中,如石英-重晶石脈,螢石-重晶石脈等,常與方鉛礦,閃鋅礦,黃銅礦,辰砂等共生。我國(guó)湖南,廣西,青海,江西所產(chǎn)的重晶石礦床多是巨大的熱液?jiǎn)蔚V物礦脈。重晶石亦可產(chǎn)于沉積巖中,呈結(jié)核狀出現(xiàn),多存在于沉積錳礦床和淺海的泥質(zhì),砂質(zhì)沉積巖中。在風(fēng)化殘余礦床的殘積粘土覆蓋層內(nèi),常成結(jié)狀,塊狀。重晶石的晶體呈大的管狀,晶體在一起有時(shí)可形成玫瑰花形狀或分叉的晶塊,這稱為冠毛狀重晶石。純的重晶石是無(wú)色透明的,一般則呈白,淺黃色,具有玻璃光澤。重晶石可以用作白色顏料(我們俗稱立德粉),還可用于化工,造紙,紡織填料,在玻璃生產(chǎn)中它可充當(dāng)助熔劑并增加玻璃的光亮度。但它最主要的是作為加重劑用在鉆井行業(yè)中及提煉鋇。
重晶石是以硫酸鋇(BaSO4)為主要成分的非金屬礦產(chǎn)品,純重晶石顯白色,有光澤,由于雜質(zhì)及混入物的影響也常呈灰色,淺紅色,淺黃色等,結(jié)晶情況相當(dāng)好的重晶石還可呈透明晶體出現(xiàn)。
重晶石的硬度為3~3.5(莫氏),比重為4.3~4.7,具有比重大,硬度低,性脆的特點(diǎn)。
重晶石化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不溶于水和,無(wú)磁性和毒性。
二,硫酸鋇用于涂料中的機(jī)理
將硫酸鋇粉碎到1-8μm 顆粒大小,應(yīng)用于乳膠涂料時(shí)可以代替部分鈦白粉,而白度和遮蓋力沒(méi)有下降,雖然粉碎后的硫酸鋇很細(xì),但它仍與附聚體組成中等大小的粒子。因?yàn)槌恋砹蛩徜^在形成時(shí),其晶體大小在0.2 -0.8μm 之間,這些附聚粒子的間隙太小,以致分散的樹脂不能進(jìn)入到附聚體中,結(jié)果當(dāng)漆膜干燥后,這些微小的空氣間隙被保存下來(lái),以空氣的形式存在,從而提高了各組分之間的折光差。由于超細(xì)硫酸鋇粉的存在,當(dāng)涂料成膜后,除了其他折光指數(shù)差外,還有鈦白與水的折光指數(shù)之差。漆膜變成干膜后,由于分蒸發(fā),在漆膜中產(chǎn)生了空氣微泡,因而產(chǎn)生了鈦白與空氣之間的折光指數(shù)差,客觀上提高了鈦白的散射能力,從而增加了遮蓋力,所以超細(xì)硫酸鋇可以代替部分鈦白粉,而遮蓋力不下降。
三,硫酸鋇在涂料中的應(yīng)用
硫酸鋇作為體質(zhì)顏料廣泛應(yīng)用于涂料中,對(duì)提高涂膜的厚度,耐磨性,耐水性,耐熱性,表面硬度,耐沖擊性等起著很重要的作用。另外,硫酸鋇在波長(zhǎng)300-400μm 范圍內(nèi)有很高的反射性,可以保護(hù)漆膜免遭光老化,是一種有效而廉價(jià)的白色無(wú)機(jī)光穩(wěn)定劑。采用特殊工藝制成的超細(xì)硫酸鋇有很多其他同類產(chǎn)品所不具有的特性。其針狀晶體結(jié)構(gòu)使它成為良好的平光劑,并能增強(qiáng)涂層的流平性,它可以用于自清潔型涂料中作增強(qiáng)劑;由于它的吸油量低,有很高的填充量,所以可使涂料成本下降,可用于水性涂料,底漆,中間涂層,油性涂料等。用其取代水性涂料中10% -25%的鈦白粉,結(jié)果白度提高,遮蓋力沒(méi)有下降。
四,硫酸鋇在橡塑材料中的應(yīng)用
(1)在塑料中的應(yīng)用,加入硫酸鋇粉,可最大程度保持塑料制品表面原有的光澤度,同時(shí)可提高制品的強(qiáng)度,剛度,耐候性及耐酸堿性。主要用于PE,PVC,PP,PA,ABS,PET,等通用或工程塑料中。
(2)在橡膠制品中,當(dāng)量粒徑28μm以下的重晶石粉可大量用于橡膠制品作填料,降低成本,提高制品的硬度,耐酸堿性和耐水性等。并對(duì)天然橡膠和合成橡膠有良好的補(bǔ)強(qiáng)作用。
(3)通常,重晶石粉的價(jià)格要比各類樹脂價(jià)格低,因此加入重晶石粉主要還起到降低制品成本的作用。