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慧正資訊：硫酸鋇具有化學惰性強、比重大、吸油量低等顯著特點，被廣泛應用到防腐涂料中，漆膜的耐酸耐堿好，粘度低，流平性好。由于無機填料與有機樹脂可能會存在一定的界面相容性問題，從而影響漆膜的最終理化性能。通常為了改善無機填料與有機樹脂的相容性，一般都是對無機填料進行表面改性處理，但是表面改性劑的種類繁多，每種的功能差異較大，因此針對不同的體系需選擇合適的改性劑進行表面改性。
筆者選取不同改性劑對硫酸鋇進行表面改性處理，并與未作處理的原粉進行對比，通過測試漆膜的常規機械性能、初期耐水性、耐鹽霧性能、耐常溫去離子水、耐0.1mol/L硫酸、耐0.1mol/L氫氧化鈉等性能進行了對比研究。
一、實驗過程
制備工藝：
（1）依次加入環氧酯樹脂和水性催干劑，轉速400-600r/min，低速分散，然后加入中和劑DMEA，繼續低速攪拌分散；
（2）少量多次加入水，進行乳化，視乳化情況逐漸將轉速調整至1000r/min左右；
（3）乳化完成后依次加入分散劑和消泡劑，分散均勻；
（4）加入炭黑，低速攪拌分散，待全部加料完成后蓋好蓋子，1200r/min左右進行分散，然后加入硫酸鋇、鍶鉻黃，繼續分散后將剩余組分全部加入分散；
（5）加入鋯珠進行研磨，轉速3000-35000r/min，研磨時間1h，具體使刮板細度結果調整。
二、實驗結果
2.1不同超細硫酸鋇性能比較
按GB/T 37041—2018標準分別測試了超細硫酸鋇的基本物理性能指標，測試結果如表2所示
采用三種改性劑對硫酸鋇原粉進行表面改性，產品的白度、粒度等指標與原粉基本一致，吸油量較原粉相比降低1個點，并無明顯下降，這主要是由于偶聯劑作為改性劑對粉體的吸油量降低不明顯。
將上述4種硫酸鋇填料分別按照表1所示配方進行制備，對比不同硫酸鋇填料在水性環氧酯底漆中的應用性能。
2.2常規性能測試
采用不同改性劑改性的硫酸鋇應用在水性環氧酯底漆中時其分散性基本一致，在相同研磨時間內均能達到產品要求的10um，這主要是由于硫酸鋇本身在所有的非金屬礦物填料中屬于分散性最好的品種之一，因此想要通過表面改性進一步提高產品的分散性的空間有限；
從漆膜的硬度和附著力性能指標上來看，表面改性后的硫酸鋇與硫酸鋇原粉相比沒有明顯提升，不同填料之間的硬度差別主要體現在其本身的莫氏硬度差上，硫酸鋇的莫氏硬度為3，在礦物填料屬于中等硬度，一般也不用于改善漆膜的硬度；
從光澤度的指標上看，改性硫酸鋇與原粉相比基本相差不大，主要是由于改性后的硫酸鋇吸油量降低并不明顯，因此對光澤度的改善不大；
從儲存穩定性上看，采用鈦酸酯偶聯劑和環氧基硅烷改性的硫酸鋇出現返粗現象，而硫酸鋇原粉和烷基硅烷改性硫酸鋇沒有出現返粗現象。
2.3防腐性能測試
采用鈦酸酯偶聯劑改性的硫酸鋇與原粉相比，其耐酸和耐水性得到大幅度提升。其中耐酸從14天提升到25天；耐常溫去離子水性能從17天提升到了32天；耐堿性出現小幅度下降；初期耐水性和耐鹽霧性能與原粉一致。而采用烷基硅烷改性和環氧基硅烷改性的硫酸鋇與原粉相比各項耐性均沒有明顯提升，甚至有些出現一定程度的下降。究其原因主要是由于硅烷偶聯劑的表面改性主要是通過水解產生羥基與礦物材料表面的羥基進行結合，由于硫酸鋇表面的羥基含量較少，因此表面改性效果不佳。而鈦酸酯偶聯劑是通過烷氧基和無機填料表面形成化學結合，最終在無機物和有機物界面之間形成有機活性單分子層，因此表面改性效果較好，可以改善硫酸鋇與有機樹脂的相容性，從而提高涂膜的各項耐性指標。
三、結論
硫酸鋇由于其具有比重大、顆粒致密以及吸油量低等顯著優點，因此其分散性和附著力較好，通過表面改性處理硫酸鋇后對上述兩個指標的提升空間不大，同時由于硫酸鋇本身的莫氏硬度為3，不屬于高硬度產品，因此無法通過添加硫酸鋇來改善漆膜的硬度；由于硫酸鋇表面的羥基含量較少，因此不宜采用各類硅烷偶聯劑對其進行改性，改性效果不佳，對產品的性能提升不明顯。采用鈦酸酯偶聯劑對硫酸鋇進行表面改性的效果最好，應用在環氧酯底漆中可顯著提升漆膜的耐酸和耐水性。
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