CN102139197B

CN102139197B - 改性微化颗粒的制备方法

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Publication number: CN102139197B
Application number: CN 201010572327
Authority: CN
Inventors: 刘刚; 张颖
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2030-12-03
Also published as: CN102139197A; CN103418316A; CN101792167A

Abstract

一种改性微化颗粒的制备方法，水溶液中且反应母液冰点和沸点之间进行共沉淀反应，生成微化颗粒或微化颗粒前驱体和无机沉淀的混合沉淀。本发明有效改善了现有改性微化颗粒制备方法中，颗粒微化与表面改性之间存在矛盾、微化颗粒与反应母液分离困难的问题，提供了一种全新工业化生产改性微米级、亚微米级或纳米级颗粒的方法。

Description

改性微化颗粒的制备方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种改性微化颗粒的制备方法。

背景技术

不溶于水的微化颗粒在成核和成长的化学反应过程中，相互间往往会产生很强作用的粘连，使得微化颗粒在后续的使用中只能以几微米甚至几十微米的粒径尺寸分布在所填充的基材中，具有极差的单分散性（二次粒径），与亚微米甚至纳米级分布的微化颗粒粒子相比，其在应用性能上存在明显差距。

为了得到具有良好的二次粒径的改性微化颗粒，当前工业生产中，制备这种单分散微化颗粒，一般都是在水性条件下和在合成阶段通过添加小分子的分散剂来实现的。但是这种方法往往存在以下问题：

首先，颗粒微化与表面改性之间往往存在矛盾。

制备任何复合材料，不同材质间的界面处理至关重要，处理结果的好坏直接关系到复合材料的最终性能。

各种材质的微化颗粒如果界面处理不好，或者说改性不好，不仅难以均匀分散到母体材料中，而且往往也带来了母体材料整体性能的下降。显微下观察，此时，微化颗粒和母体材料之间存在间隙区，显现出明显的两相分离现象。这种例子举不胜举。

因此，对于微化颗粒来说，大多数情况下，颗粒表面改性效果的好坏要远远比颗粒粒径的大小更为重要。

如上所言，现有的合成方法中，改性微化颗粒虽然可以很好的分散到母体材料——水中。但是我们知道，进入到最终应用时，它所要被添加到的母体材料与水的性质却往往相差巨大，例如，塑料、纤维等等。为了适应变化的母体材料，这时只有进行再次改性。但是，由于这种方法制取的微化颗粒表面的活性吸附位置基本都已经被先前的小分子分散剂所占据，无法除去，这时的这种再改性将会变得极其困难，或者换句话说，这种微化颗粒再怎么处理，颗粒表面也很难达到最理想化的改性效果，在接下来的应用中必然会受到诸多制约。例如，用聚丙烯酸钠分散剂制取的碳酸钙很难直接应用到聚丙烯塑料中去，即使经过相应的偶联剂等再改性，它与聚丙烯塑料间的界面融合始终达不到最优结果，导致其与原位聚合的纳米碳酸钙在应用性能上始终存在不可避免的相当差距。

其次，传统制备过程中，上述微化颗粒的富集也是极其困难的。由于微化颗粒表面被小分子分散剂改性为高度的亲水性，再加上颗粒小，导致其不易过滤，微化颗粒与反应母液分离困难，分离过程中存在微化颗粒流失的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性微化颗粒的制备方法，以解决现有技术中改性微化颗粒制备方法中存在的上述技术问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种改性微化颗粒的制备方法，水溶液中且反应母液冰点和沸点之间进行共沉淀反应，生成微化颗粒或微化颗粒前驱体和无机沉淀的混合沉淀。

这种微化颗粒为难溶于水的且不与水有化学反应的无机物或有机物，以及它们之间的混合物。

本发明还包括：向混合沉淀中加入提纯剂，将无机沉淀或其后驱体部分转化为水溶性物质去除，并对剩余的沉淀进行洗涤浓缩。

本发明还包括：向混合沉淀中加入提纯剂，将无机沉淀或其后驱体全部转化为水溶性物质去除，并对剩余的沉淀进行洗涤浓缩。

本发明还包括：将提纯后的混合沉淀与表面改性剂混合/反应，得到改性微化颗粒。

本发明还包括：水溶液中且反应母液冰点和沸点之间，可转化为水溶性物质的无机沉淀存在下，进行微化颗粒或微化颗粒前驱体的沉淀反应。

一种改性微化硫酸钡的制备方法，包括以下步骤：

（1）将至少含有水溶性钡盐的水溶液和至少含有水溶性硫酸盐的水溶液在0-99℃之间进行共沉淀反应，得到硫酸钡沉淀与其他无机沉淀的混合沉淀，该无机沉淀可以与提纯剂作用转化为水溶性物质；

（2）将步骤（1）得到的混合沉淀静止熟化；

（3）将熟化后的混合沉淀与表面改性剂混合/反应，得到改性微化硫酸钡。

步骤（2）和步骤（3）之间还包括：向熟化后的混合沉淀中加入提纯剂，将无机盐沉淀全部去除，并对剩余的沉淀进行洗涤浓缩。

步骤（2）和步骤（3）之间还包括：向熟化后的混合沉淀中加入提纯剂，将无机盐沉淀部分去除，并对剩余的沉淀进行洗涤浓缩。

本发明的改性微化颗粒的制备方法通过加入可以分离的无机沉淀，制约了微化颗粒在生成、长大和熟化期间的粘连，得到了所需微化粒径的颗粒。并且，在常规设备条件下，这种微化颗粒或微化颗粒前驱体沉淀粒子很容易与反应母液分离。接下来，选择性的与不同的表面改性剂作用后就能够得到适合不同材质、具有高针对性的二次粒径优良的改性微化颗粒，其二次粒径可达到纳米级分布。因此，本发明有效克服了现有改性微化颗粒颗粒微化与表面改性之间存在矛盾、微化颗粒与反应母液分离困难的缺点，能够方便的得到性能和二次粒径优良的改性微化颗粒，可以实现工业化生产纳米微化颗粒。

其次，本发明无机沉淀的去除程度是弹性的，可以根据具体应用和无机沉淀的类型选择将无机沉淀不去除、部分去除或全部去除，应用灵活，并且能够丰富微化颗粒应用性能，具有省时、省力、成本低的优点。

具体实施方式

本专利所发明的一种改性微化颗粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：水溶液中且反应母液冰点和沸点之间进行共沉淀反应，生成微化颗粒或微化颗粒前驱体和无机沉淀的混合沉淀。

本专利所发明的一种改性微化颗粒的制备方法，其特征在于：向混合沉淀中加入提纯剂，将无机沉淀或其后驱体部分转化为水溶性物质去除，并对剩余的沉淀进行洗涤浓缩。

本专利所发明的一种改性微化颗粒的制备方法，其特征在于：向混合沉淀中加入提纯剂，将无机沉淀或其后驱体全部转化为水溶性物质去除，并对剩余的沉淀进行洗涤浓缩。

本专利所发明的一种改性微化颗粒的制备方法，其特征在于：还包括：将提纯后的混合沉淀与表面改性剂混合/反应，得到改性微化颗粒。

本专利所发明的一种改性微化颗粒的制备方法，其特征在于：水溶液中且反应母液冰点和沸点之间，无机沉淀存在下，进行微化颗粒或微化颗粒前驱体的沉淀反应。

上述方法中，虽然，本专利所提及的沉淀反应是在水溶液中进行，但是并不排斥该水溶液中还含有其他液体成分，例如有机溶剂乙醇等。

上述方法中，水溶液中进行的反应也可以理解为在反应母液不结冰和沸腾回流的状态之间进行的。理论上，纯水在冰点0℃以下是固体，在高于其沸点100℃以上是气体。但在无机盐等其他物质存在下，其冰点和沸点值的变动是客观存在的。特别是在增加反应压力下，反应母液冰点和沸点值的变动则更是显著的。一般化工技术人员对此都有着充分的理解。

上述方法中，通过共沉淀反应生成混合沉淀是一个具有时间概念的混合反应过程，它既包括微化颗粒或微化颗粒前驱体沉淀的反应过程，也包括合成可去除无机沉淀的反应过程，由于两者的反应速度不可能绝对完全一致，因此，势必存在一先一后不同步的问题。据此，共沉淀反应这一过程时间概念的判断应包括微化颗粒或微化颗粒前驱体沉淀成核、生长和熟化的整个过程。在这一过程的任何阶段引入先前所述可去除的无机沉淀反应都视为本专利的保护范围之内。总之，这种可去除的无机沉淀的引入客观上减小了微化颗粒粒径，这种结果的判定可以轻而易举的通过激光粒度分析仪等仪器实现。同理，无机沉淀存在下，进行微化颗粒或微化颗粒前驱体的沉淀反应，由于这种方式同样减小了微化颗粒粒径，因此这种实施方式也属于本专利的保护范围。

本发明的方法中得到的无机沉淀的特点是可以方便的用我们常见的无机酸或有机酸转化为水溶性物质，可以非常方便的与微化颗粒沉淀分离。但是这种分离并不一定要求是必须的或彻底的。例如，众所周知，氢氧化铝常用于塑料制品中以提高其阻燃性能，基于此，碳酸钙和无机沉淀氢氧化铝就可以无须分离的分散或改性后共同添加到塑料制品中。

上述的方法中，熟化处理是优选的。一般的，视反应条件不同，熟化时间的长短可根据熟化温度在0至24小时内选择。熟化后，对混合沉淀进行提纯处理的程度是弹性的，即用提纯剂不处理、部分处理或全部处理是可以选择的，这种弹性程度根据具体应用需求和无机沉淀的种类而选择。如果需要进行提纯处理，那么提纯处理和洗涤浓缩的先后顺序也是可以互换的，既可以先用提纯剂处理，然后再浓缩洗涤，也可以先浓缩洗涤再用提纯剂处理。各处理阶段中固液分离时可采用重力沉降，离心过滤或离心沉降等方法，具体可采用重力沉降桶，过滤或沉降式三足离心机和板框压滤机等设备。

上述方法中，微化颗粒前驱体或无机沉淀后驱体是制备微化颗粒中一种通用技术的称谓，例如，在以硫酸铜和氯化镁的共沉淀反应制取铜单质中，先前阶段生成的氧化铜就是最终所制备微化铜单质的前驱体。再如，在以氯化钙生成氢氧化钙为分散剂制取氧化物的共沉淀反应中，经加热脱水后，所生成的氧化钙就是先前共沉淀氢氧化钙的后驱体。这一点可以在现有技术条件下得到充分理解。

上述方法中，这种无机沉淀的阴离子部分更进一步的选择为氢氧根离子、氧离子、硫（氢）离子、亚硫酸（氢）根离子、磷酸（氢）根离子或碳酸（氢）根离子，以及它们的混合物。这种阴离子的提供体可以是直接形式的盐，例如，碳酸钠等，也可以是气体方式，例如，氨气溶于水形成氢氧根，二氧化碳溶于水与氢氧化钠形成碳酸钠等。此外，诸如碱式碳酸盐等阴离子可以作为碳酸根和氢氧根的混合物来理解，也被视为本专利的保护范围之内。

采用本发明的方法制得的改性微化颗粒的二次粒径的体积粒径平均值d₅₀小于100微米，进一步优选为小于50微米，再优选为小于1000纳米，更优选为小于100纳米，最优选为小于10纳米。具体粒径的判定可以通过激光粒度分析仪器和电子扫描电镜（SEM）等进行。

本发明的共沉淀反应可以在常规搅拌条件下进行，例如，在化工生产中常用的搪瓷反应釜中进行。更优选在高速搅拌/混合/剪切/摩擦条件下进行，例如，在GFJ型分散机（山东莱州市胜龙化工机械厂）高速搅拌下进行共沉淀反应。最优选在超重力条件下进行，例如，在基于超重力原理的超重力反应装置中进行，它们的具体形式可以参见化学工业出版社《超重力技术及应用》一书。

在本发明中，沉淀反应前、中和/或后，还可以加入表面活性物质，并且这种加入不影响混合沉淀与母液的分离。优选的表面活性物质进一步的选择为阴离子化的烷基或芳基有机物包括烷基或芳基硫酸酯、磺酸、磷酸酯或羧酸及其盐类，以及它们的混合物。其添加量为微化颗粒或微化颗粒前驱体沉淀重量的0.05%—100%，次优选为0.05%—40%，最优选为0.1%—10%。相同其他条件下，这种加入所产生的物理的和/或化学的吸附，有助于微化颗粒或微化颗粒前驱体的沉淀粒径的进一步微化、改善无机微粒的亲油性能以及颗粒形貌的可控性改变等。但是，这种加入不能影响混合沉淀与母液的分离：即在既定配方下，将混合沉淀从母液分离后母液的浊度不能增加，这在现有技术水平下可以轻而易举的进行判定。它们包括，例如，亚油酸、油酸、硬脂酸、硬脂醇醚硫酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸盐、（双）丁基萘磺酸盐、（异）硬脂酸乳酸盐、聚合的烷基萘磺酸盐、十二烷基苯磷酸酯盐、聚羧酸盐、重环烷酸盐等阴离子化的烷基或芳基有机物。当然，这种表面活性物质还可以包括多聚磷酸钠、次磷酸钠等无机阴离子化合物；它们还可以包括乙醇、十二烷基甜菜碱、十八烷基铵盐、脂肪醇聚氧乙烯醚等其他类型的表面活性物质，还可以包括聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮等有机高分子化合物，等等。它们既可以单一使用也可以混合使用。它们的具体形式可以参见中国化学工业出版社《表面活性剂应用原理》一书。

本发明的方法中，任选的表面改性剂包括能够和微化颗粒表面形成吸附的化合物，包括阴离子化合物、阳离子化合物、非离子表面活性剂、有机溶剂、偶联剂和被添加到的母体材料，以及它们的组合物。

经过先前的处理后，微化颗粒间仅以微弱的物理粘连方式存在，再通过与表面改性剂的混合/反应,就可以转化为合乎改性要求的单分散微化颗粒，然后方便的添加到到母体材料中去。

在后期表面改性时，本方法具有的优点显而易见。例如，本方法制取的纳米碳酸钙毋须其他复杂处理，可以直接解团聚分散于含有甲醛缩萘磺酸盐分散剂MIGHTY 150的水溶液中，可以直接解团聚分散于含有油酸的液体石蜡中，可以直接解团聚分散于含有油酸和渗透剂JFC的水溶液中，可以直接解团聚分散于含有阴离子有机染料荧光黄和非离子表面活性剂渗透剂JFC的水溶液中，可以直接解团聚分散于带有3%丙烯酸基团的通用纯丙乳液中等等。总之，本方法制备的微化碳酸钙为其后期应用预留了丰富多彩的改性空间。

因此，针对不同的应用目的，改性剂的选择十分丰富，他们包括：

1、阴离子化合物，分为阴离子无机物和阴离子有机物，一般来说，这些阴离子化合物可以和微化颗粒表面裸露的金属离子形成离子键型为主的化学吸附，更详细的包括：

A、阴离子无机物，例如氟离子、硅酸根、磷酸根等等。

B、阴离子有机物，包括：

B1、带有磺酸基、磷酸基或羧基的阴离子基团的表面活性剂/分散剂，例如聚羧酸盐分散剂、硬脂酸、油酸、聚合的萘磺酸盐分散剂等。它们的具体形式可以参见中国化学工业出版社《表面活性剂应用原理》一书。

B2、螯合剂，包括三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、EDTA-2Na、马来酸、柠檬酸、吡啶硫酮钠、草酸、三乙醇胺等。

B3、带有阴离子片段的树脂溶液或树脂乳液，这种阴离子树脂的部分链段带有羧基或磺酸基，并且其在整个高聚物中所占比例在0.1%和99.9%之间。这种高聚物可以是水溶的，也可以是水分散的或油溶的。例如羧甲基淀粉钠、聚苯乙烯磺酸钠、苯丙树脂溶液或乳液，硅丙树脂溶液或乳液、羧基硅油溶液或乳液等。

2、阳离子化合物，分为阳离子无机物和阳离子有机物：

A、阳离子无机物，包括钡离子，镁离子、钙离子、铝离子等，例如，在用阴离子型染料或色素改性本方法的微化碳酸钙时，上述离子的加入可以提高阴离子型染料或色素的吸附稳定性。再如，在用羧甲基纤维素钠改性本方法的微化碳酸钙时，上述离子的加入可以提高羧甲基纤维素钠的吸附稳定性。

B、阳离子有机物，包括烷基氯化铵、芳基氯化铵、聚乙烯亚胺、阳离子瓜尔胶等。它们的具体形式可以参见中国化学工业出版社《表面活性剂应用原理》一书。

3、非离子表面活性剂，包括烷基聚乙二醇醚、芳基聚乙二醇醚、聚乙二醇-聚丙二醇醚、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯蜡乳液等。它们的具体形式可以参见中国化学工业出版社《表面活性剂应用原理》一书。

4、水不溶有机液体，包括25℃下每100克水中最多可以溶解0.1克的所有有机液体，它们可以是单一成分也可以是混合成分。以本专利技术制备的微化颗粒为载体来承载水难溶液体药物，并将其纳米化是本专利的一种应用实例。适用这种用途的载体包括本专利所列举的所有微化颗粒。

5、偶联剂包括硅烷偶联剂，例如，乙烯基三氯硅烷(A—150）、乙烯基三乙氧基硅烷(A—151)、乙烯基三甲氧基硅烷（A—171)、γ—(2，3—环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(A—187，KH—560)等；钛酸酯偶联剂，例如，异丙基三(焦磷酸二辛酯)钛酸酯(KR-38S）、异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯(KR—TTS)、异丙基三（十二烷基苯磺酰基）钛酸酯（KR-9S）、异丙基三(正乙氨基—乙氨基)钛酸酯(KB—44)等；铝酸酯偶联剂等等。

6、直接添加到母体材料中去。这种母体材料包括塑料、橡胶、纤维、涂料、油墨、金属、陶瓷等等。例如,本方法制取的碳酸钙可以直接添加到带有3%丙烯酸基团的通用纯丙乳液中。

需要说明的是，上述表面改性剂可以单一使用，也可以两种或两种以上混合使用。有些情况下，改性过程中或改性后的加热、煅烧或干燥等处理手段也是必不可少的。这些都可以在已有的知识条件下得到熟练应用。

一般的，本发明的改性或分散在任选的常规设备条件下就可以完成，例如，乳化机、分散机、立卧式砂磨机、搅拌混合釜等。当然，其他更精细的分散、研磨或改性手段也是可以选用的。

本发明所涉及的改性微化颗粒是难溶于水的且不和水发生化学反应的无机物和有机物。这里，难溶于水或者说不溶于水是一个通用量化的化学概念，我们一般把25℃下每100克水中溶解质量低于0.01克物质称为难溶于水的物质。包括单质、氢氧化物、氧化物、无机盐、其他无机物、金属有机盐和有机物。本发明旨在通过适合的引入无机沉淀来解决上述物质的微细化和表面改性方面的问题，其特点是形成了上述物质和无机沉淀的混合沉淀。形成这种混合沉淀的过程可以是物理的，也可以是化学的，亦或是两者混合的。例如，将溶于乙醇的碘分散到磷酸钙沉淀液中，就是物理的沉淀反应过程。再如，熔融有机物分散到无机沉淀液中形成微化有机物颗粒的过程也是物理的沉淀反应过程。而合成部分单质以及氧化物、氢氧化物、无机盐、其他无机盐、部分有机金属盐和部分有机物的改性微化颗粒则是化学的沉淀反应过程，对比这一反应过程前后，其明显特征是改性微化颗粒都是在沉淀反应后才形成的具有新分子结构的物质。对于既可以选择化学法也可以选择物理法进行沉淀反应的，可由实施者根据具体条件灵活选用。这些知识都是一般化工技术人员所公知的。

本发明所涉及的单质、氢氧化物、氧化物、无机盐、其他无机物、金属有机盐和有机物的改性微化颗粒的制备技术都是已知的，而且它们的制备方法往往是多种多样的。这种制备方法的多种多样不仅体现在原材料的选择上，例如，硫酸铝和氢氧化钠反应可以合成氢氧化铝，硫酸铝和硫化钠反应也可以合成氢氧化铝，而且也体现在制备工艺条件的改变上。例如，α-氧化铝（也称刚玉）可以在1200℃下煅烧氢氧化铝获得，也可以在高压高碱性的条件下采用水热法合成。运用这些已知的合成方法和采用本专利技术并不矛盾，采用本专利技术，通过共沉淀反应，可以对已知合成方法所合成的颗粒起到微化和表面改性方面的改进。

基于上述事实，以下进一步说明的实施方式并不是唯一的选择，因为选择最优实施技术方案需要取决于所得到微化颗粒的纯度或成本等多方面因素的综合考虑。

制备锌、铬、镓、铁、镉、铟、铊、钴、镍、钼、锡和铅单质的微化颗粒，可以选择用氢气还原其相应氧化物和氧化钙的混合物的方式得到；制备铜、锝、钋、银、铑、钯、铂、金和碲的微化颗粒，可以选择在水溶液中利用水合肼类还原剂还原其相应氧化物的方式得到；制备银、铑、钯、铂和金的微化颗粒，还可以选择加热其相应氧化物和碳酸钙的混合物的方式得到；制备碳单质的微化颗粒可以选择通过真空煅烧硬脂酸钙和碳酸钙混合沉淀的方式得到；制备硅、钨、硼单质的微化颗粒，可以选择将它们相应水合氧化物与硫酸钡的混合沉淀用金属镁粉等还原的方式得到；制备硒、硫和碘单质微化的颗粒，可以选择它们的有机溶液以物理沉淀的反应方式得到。

制备氢氧化物微化颗粒可以选择其相应的水溶性金属盐和水溶性碱反应来制取。代表性的水溶性碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、氨气。对于能够双水解的氢氧化物来说，例如氢氧化铝，碳酸钠、碳酸铵、碳酸氢钠、硫化钠也是可以选择的。这些氢氧化物包括氢氧化锕、氢氧化钯(II、 IV)、氢氧化铋、氢氧化铂、氢氧化铒、氢氧化钆、氢氧化镉、氢氧化铪(III 、IV) 、氢氧化钬、氢氧化镓、氢氧化镥、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化锰、氢氧化铅（II、 IV）、氢氧化铈(III 、IV)、氢氧化铁、氢氧化亚铁、氢氧化亚铜、氢氧化铜、氢氧化铟、氢氧化铕、氢氧化铍、氢氧化锌、氢氧化镍、氢氧化锡、氢氧化镧、氢氧化钕、氢氧化镨、氢氧化钐、氢氧化铽、氢氧化钇、氢氧化镝、氢氧化铥、氢氧化镱、氢氧化钪、氢氧化钚、氢氧化钍、氢氧化镎、氢氧化铀、氢氧化钛、氢氧化锆、氢氧化钒（II 、III、 IV）、氢氧化铌、氢氧化钽、氢氧化铬、氢氧化钴和氢氧化钼（III、 IV、V）。符合本专利技术要求，与以上这些氢氧化物进行共沉淀反应的一种通用选择为氢氧化钙（无机沉淀）。

制备金属氧化物微化颗粒可以选择其相应的氢氧化物和氢氧化钙（无机沉淀）的混合沉淀通过水热法分解来制得，它们包括氧化锕、氧化钯(II、 IV)、氧化铋、氧化铂、氧化铒、氧化钆、氧化镉、氧化铪(III 、IV) 、氧化钬、氧化镓、氧化镥、氧化铝、氧化镁、氧化锰、氧化铅（II、 IV）、氧化铈(III 、IV)、氧化铁、氧化亚铁、氧化亚铜、氧化铜、氧化铟、氧化铕、氧化铍、氧化锌、氧化镍、氧化锡、氧化镧、氧化钕、氧化镨、氧化钐、氧化铽、氧化钇、氧化镝、氧化铥、氧化镱、氧化钪、氧化钚、氧化钍、氧化镎、氧化铀、氧化钛、氧化锆、氧化钒（II 、III、 IV）、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钴、氧化钼（III、 IV、V）、氧化银、氧化锝、氧化钋、氧化铑、氧化钯、氧化铂、氧化金。由于上述金属活动性的强弱千差万别，因此制备条件区别也很大。例如，对于氧化金来说，毋须加热就可直接得到。此外，选用煅烧法也是可以选择的。一般是将先前方法制得的相应氢氧化物清洗浓缩后，再分散于沸点高于水的醇溶剂中，特别是多羟基醇，例如1，2-丙二醇。然后加热蒸干即可。

制备非金属氧化物氧化硅、氧化钨、氧化硼、氧化碲、氧化硒的微化颗粒，可以选择先合成其相应的酸根钙盐（也通常表达为氧化钙、非金属氧化物和水的复合物）和碳酸钙的混合沉淀，然后再加热脱水，酸除碳酸钙等即可得到。

制备无机盐微化颗粒可以选择相应的水溶性金属盐与相应的水溶性酸根和氢氧根/碳酸根的混合物通过共沉淀反应来制取。此外，以相应金属离子的不溶性氢氧化物或碳酸物和相应酸根的酸来反应制取也是一种选择。它们包括砷酸钡、碳酸钡、铬酸钡、亚铁氰化钡、氟硅酸钡、磷酸氢钡、氟化钡、/碘酸钡、硫酸钡、钼酸钡、高锰酸钡、焦磷酸钡、硒酸钡、砷酸铋、碘化铋、磷酸铋、硫化铋、溴化铂(IV) 、氟化钚(III) 、氟化钚(IV) 、碘酸钚(IV)、砷酸钙、氟化钙、磷酸氢钙、钼酸钙、磷酸钙、钨酸钙、砷酸镉、碳酸镉、氰化镉、亚铁氰化镉、碘酸镉、磷酸镉、硫化镉、钨酸镉、叠氮化亚汞、溴化亚汞、碳酸亚汞、氯化亚汞、铬酸亚汞、氰化亚汞、硫酸亚汞、碘酸汞、碘化汞、硫化汞、硫氰酸汞、四苯硼钾、三碘化金、碘酸镧、钼酸镧、磷酸锂、氟化镁、磷酸镁、亚硒酸镁、碳酸锰、亚铁氰化锰、碳酸镍、碘酸镍、焦磷酸镍、硫化钋(II) 、钼酸镨(III) 、叠氮化铅、碳酸铅、氯酸铅、铬酸铅、亚铁氰化铅、氟化铅、磷酸氢铅、亚磷酸氢铅、碘酸铅、碘化铅、钼酸铅、硒酸铅、硫酸铅、硫化铅、硫代硫酸铅、钨酸铅、磷酸铈(III) 、铬酸锶硫酸锶、溴化亚铊、碘酸亚铊、碘化亚铊、碳酸亚铁、氢氧化亚铁、砷酸铁、氟化铁、氯化亚铜、氰化亚铜、碘化亚铜、硫化亚铜、硫氰酸亚铜、碳酸铜、铬酸铜、氟化铜、亚硒酸铜、硫化铜、碘酸钍(IV) 、碳酸锌、氰化锌、碘酸锌、氟化钇、碘酸铟、硫化铟、叠氮化银、溴化银、碳酸银、氯化银、铬酸银、氰化银、钒酸银、碳酸铍、亚硫酸钡、亚硫酸锶、亚硫酸钙、亚硫酸铍、亚硫酸锰、亚硫酸锌、亚硫酸镉、亚硫酸亚铁、亚硫酸镍、亚硫酸铅、亚硫酸铜、亚硫酸汞、亚硫酸银、硫化锶、硫化锰、硫化锌、硫化亚铁、硫化镉、硫化镍、硫化锡、硫化铅、硫化铜、硫化汞、硫化银、硅酸钡、硅酸钙、硅酸镁、硅酸铝、硅酸铍、硅酸锰、硅酸锌、硅酸铬、硅酸亚铁、硅酸铁、硅酸镉、硅酸镍、硅酸铅、硅酸铜、硅酸银、磷酸锂、磷酸钡、磷酸锶、磷酸钙、磷酸镁、磷酸铝、磷酸铍、磷酸锰、磷酸锌、磷酸铬、磷酸亚铁、磷酸铁、磷酸镉、、磷酸铊、磷酸镍、磷酸锡、磷酸铅、磷酸铜、磷酸汞、磷酸银、2-巯基吡啶硫酮铜、草酸镉、草酸银、草酸亚铁、酒石酸锌、草酸锌、草酸铅、酒石酸铅、草酸钡、草酸钙、草酸汞、草酸钪和草酸锰。

制备碳化钨、碳化硅、碳化硼、氮化硅、氮化硼的无机微化颗粒也是在共沉淀反应基础上，通过对混合沉淀用碳或氮（氨气）还原制得。

制备有机金属盐微化颗粒可以选择与制取无机盐微化颗粒相同的方法制取方式，它们包括钡、锶、钙、锂、锕、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、钇、镁、镅、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钚、钍、镎、铍、铀、铪、铝、钛、锆、钒、锰、铌、锌、铬、镓、铁、镉、铟、铊、钴、镍、钼、锡、铅、铜、锝、钋、汞、银、铑、钯、铂或金离子的任选的烷基或芳基硫酸酯、磺酸、磷酸酯或羧酸盐。例如，常用于医药辅料的硬脂酸钙、硬脂酸锌。不过需要补充的是，任选的烷基或芳基硫酸酯、磺酸、磷酸酯或羧酸或其盐还可以通过溶于乙醇等可以与水混溶的溶剂中进行共沉淀反应，亦可以水乳化体的方式来参与共沉淀反应。

最后，本发明还揭示了对难溶于水的固体有机物进行微化处理的方法。适合这种用途的载体包括本专利所列举的所有微化颗粒，其中特别优选的是以本专利技术制备的无机微化颗粒。

这种难溶于水的固体有机物至少具有分解温度高于其熔点或在其热分解温度以下能够溶于除水以外的任一液体或液体组合物，且溶解度不低于1克/100克这两项要素之一。

当难溶于水的固体有机物可以通过水溶液和水溶液的反应方式，水溶液和气体的反应方式，水溶液和不溶于水的液体的反应方式，不溶于水的液体和气体的反应方式得到时，可以采用化学的沉淀反应过程。

水不溶性固体有机物可以熔融方式实现这种物理化的沉淀反应过程。

水不溶性固体有机物还可以溶液方式参与共沉淀反应。该过程一般有吸附和析出两种物理沉淀反应过程发生。当其溶剂与水完全不溶时，该沉淀过程基本为物理吸附过程；当其溶剂能够与水混溶时，该沉淀过程基本为析出过程。其中，更为优选的沉淀过程是析出方式的沉淀过程。因此，当水不溶性固体有机物以溶液方式参与共沉淀反应时，任一液体或液体组合物优先选用25℃下每100克水中至少可以溶解1克以上的有机溶剂或有机溶剂组合。例如，甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、丙二醇、甘油、聚乙二醇200/400、环丁砜, 二氧六环, 羟基丙酸, 乙胺, 乙二胺,乙二醇单甲/乙/丙醚, 二甘醇二甲醚, 1，3-二氧杂环戊烷等等。它们的具体形式可以参见中国化学工业出版社程能林编著的《溶剂手册》。

此外，水不溶性固体有机物以（水）悬浮剂或（水）悬浮乳剂的形式参与共沉淀反应也是可以选择的。

这种水不溶性固体有机物可以被划分为药物、农药、兽药、颜料、染料（色素）、香精、杀菌剂、防霉剂、催化剂、高分子树脂或有机染料等其他多种称谓。适合本专利保护范围的有机物质具体名称可以参见《中国药典2010》、《中国农药大典》、《精细化工产品手册》等相关书籍。

难溶有机物的微细化有着重要的应用意义。例如，对于药品来说，40%以上的药品都是难溶于水的，因此，对这部分药物进行微细化处理，对于提高药物的溶出率，提高药效的意义是显而易见的。但是，由于无机物与有机物之间的相容性普遍很差，因此，一般情况下，以无机颗粒为载体来分散负载有机物难以得到理想结果。本专利所涉及的无机微化颗粒由于具有灵活的表面改性空间，亲水亲油调节自由等优点，因此可以最大限度的改善这种相容性，从而得到理想的微化难溶有机物。同时，微化颗粒预留的丰富改性空间，也为药物包膜提供了便利，为实现药物缓释控制提供了基础。

上述实施方式不是唯一的选择，并不用于限定本发明。

以下列举较佳实施例具体说明本发明，以下的实施例仅是对本发明的例证性的说明，并不用于限定本发明。

实施例一

室温25℃下，在50毫升烧杯中加入10毫升0.1mol/L的氯化钙水溶液，放入包覆聚四氟乙烯的磁转子，将SH05-3型恒温磁力搅拌器（上海闵行虹浦仪器厂）调整转速至最大。然后在1分钟内从磁转子形成的漩涡中心的上方处滴加5毫升0.1mol/L的碳酸钠和0.2mol/L氢氧化钠的水溶液。滴加完毕后，再搅拌1个小时左右后开始静止熟化。

十个小时后，将含有碳酸钙和氢氧化钙沉淀的悬浊液过滤。将所得滤饼放入50毫升烧杯中。开动磁力搅拌器，激烈搅拌下缓慢加入8毫升0.1mol/L的盐酸水溶液。30分钟后，再次过滤，然后用约10毫升的水搅拌洗，然后再过滤，再水洗，反复三次。滤液和洗水中的水溶性氯化钙可以采用纯碱回收的方法处理。

将水洗后的碳酸钙沉淀浆料放入50毫升塑料烧杯中，加入30毫升含有2%分散剂DEMOL N（日本花王公司甲醛缩萘磺酸盐）的水溶液。开启GF1110型实验室分散机（山东胜龙机械厂）在1200转/分钟下，对上述溶液进行20分钟的强制分散。

分散后的浆液用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到碳酸钙沉淀的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为30纳米。

实施例二

重复进行与实施例一相同的实验，将所得的碳酸钙：分散于含有0.1%油酸的30毫升液体石蜡中；分散于含有0.1%油酸和0.1%渗透剂JFC的30毫升水溶液中；分散于含有0.1%阴离子有机染料荧光黄和0.1%非离子表面活性剂渗透剂JFC的30毫升水溶液中；分散于带有3%丙烯酸基团的一种名为AT-150的纯丙乳液（中山安德士化工有限公司）中。

上述液体中碳酸钙都可以得到良好的分散，碳酸钙的解团聚效果与实施例一基本一样。

实施例三

参照实施例一进行相同的实验步骤。在50毫升密闭烧瓶中加入10毫升0.1mol/L的氧化钙水悬浊液，然后再通入二氧化碳气体至约PH10.5时停止反应。熟化后，用盐酸调PH值至约9。然后反复洗涤，再分散。

分散后的浆液用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到碳酸钙沉淀的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为80纳米。

实施例四

参照实施例一进行相同的实验步骤。在50毫升密闭烧瓶中加入10毫升0.1mol/L氧化硅和0.1mol/L碳酸钠的水溶液（水玻璃和碳酸钠的混合物），然后加入10毫升0.2mol/L氯化钙。80℃下加热两个小时，并放置24小时后，再加入10毫升0.2mol/L盐酸。然后反复洗涤，再分散。

分散后的浆液用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到硅酸钙（水合氧化钙和氧化硅复合体）沉淀的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为50纳米。

实施例五

参照实施例一进行相同的实验步骤。在50毫升密闭烧瓶中加入10毫升0.1mol/L氧化硅和0.1mol/L碳酸钠的水溶液（水玻璃和碳酸钠的混合物），然后加入10毫升0.2mol/L氯化钙。80℃下加热两个小时，并放置24小时后，再加入0.5克经过精细研磨的超细碳粉（200目以上）。充分分散后洗涤、浓缩和干燥。放入99%以上含量的刚玉舟中，在DC-R型管式高温炉（管式炉）中通入氩气保护下（50ml/min），缓慢加热到1500℃下反应10个小时。然后将混合沉淀在空气中在750℃下保温3个小时除碳。最后，室温下用盐酸先除去钙类化合物后，再用氢氟酸除去未反应的二氧化硅等，得到碳化硅微化颗粒。

分散后的浆液用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到碳化硅沉淀的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为900纳米。

实施例六

参照实施例一进行相同的实验步骤。在50毫升密闭烧瓶中加入10毫升0.1mol/L氯化铁和0.02mol/L氯化钙的水溶液，然后加入5毫升0.7mol/L氢氧化钠进行共沉淀反应。不酸解，洗涤后再分散。

分散后的浆液用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到氢氧化铁胶体沉淀的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为30纳米。

将先前水洗后的氢氧化铁和氢氧化钙混合沉淀用10毫升1，2——丙二醇充分分散，加热干燥后放入马弗炉，在500℃下煅烧，得到微化的氧化铁。450℃下在DC-R管式高温炉（管式炉）中用一氧化碳还原该氧化铁，得磁性四氧化三铁。

上述铁氧化物，在含有2%分散剂DEMOL N（日本花王公司甲醛缩萘磺酸盐）的水溶液中用GF1110型实验室分散机进行砂磨一个小时，得到二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为580纳米。

实施例七

参照实施例一进行相同的实验步骤。在50毫升密闭烧瓶中加入10毫升0.1mol/L氯化铝和0.02mol/L氯化钙的水溶液，然后加入5毫升0.7mol/L氢氧化钠进行共沉淀反应。混合沉淀熟化后，用10毫升0.06mol/L盐酸酸解，然后洗涤浓缩。将所得氢氧化铝沉淀充分分散于10毫升1，2-丙二醇溶液中后，放入烘箱中300℃下烘干。将烘干物再放入马弗炉中于1000℃下煅烧3个小时。

将所得的氧化铝（α-氧化铝，也称刚玉）进行分散，用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到氧化铝的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为350纳米。

实施例八

参照实施例一进行相同的实验步骤。在50毫升烧杯中加入10毫升0.2mol/L硝酸铝和0.05mol/L硝酸银的混合水溶液，加热至60℃后，滴入5毫升1.4mol/L氢氧化钠进行反应，然后再加入0.01克水合肼（80%含量）溶液。混合沉淀24小时熟化后，浓缩洗涤后，用9.5毫升0.7mol/L硝酸酸解，然后再洗涤浓缩。

将所得的单质银进行分散后，用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到银的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为160纳米。

实施例九

参照实施例一进行相同的实验步骤。在50毫升烧杯中加入10毫升0.2mol/L氯化镁和0.05mol/L硫酸铜的混合水溶液，加热至80℃后，滴入5毫升2mol/L氢氧化钠进行反应，然后再加入0.01克水合肼（80%含量）溶液。混合沉淀24小时熟化后，浓缩洗涤后，用9.5毫升1mol/L盐酸酸解，然后再洗涤浓缩。

将所得的单质铜进行分散后，用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到铜的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为350纳米。

实施例十

参照实施例一进行相同的实验步骤。在50毫升烧杯中加入10毫升0.2mol/L硫酸镁和0.05mol/L硫酸铜的混合水溶液，加热至80℃后，滴入10毫升1mol/L氢氧化钠进行反应混合沉淀24小时熟化后，浓缩洗涤后，用9.5毫升1mol/L盐酸酸解，然后再洗涤浓缩。

将所得的氧化铜进行分散后，用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到氧化铜的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为50纳米。

实施例十一

参照实施例一进行相同的实验步骤。在50毫升烧杯中加入10毫升0.1mol/L硝酸银水溶液和0.1mol/L硝酸铝水溶液，滴入10毫升0.3mol/L氢氧化钠和0.1mol/L氯化钠的混合水溶液（内含0.015克油酸）进行反应。浓缩洗涤、熟化后，用9.5毫升0.3mol/L硝酸酸解，然后再洗涤浓缩。

将所得氯化银进行分散后，用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到氯化银的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为320纳米。

实施例十二

参照实施例一进行相同的实验步骤。在25毫升烧杯中加入5毫升0.2mol/L氯化钙水溶液，滴入5毫升0.12mol/L磷酸钠和0.04mol/L氢氧化钠。然后加热到80℃时，激烈搅拌下，再加入0.01克硬脂酸进行反应。继续保温十分钟后，激烈搅拌下冷却至室温。浓缩洗涤后，加入5毫升0.1mol/L盐酸水溶液酸解后再分散。

将所得磷酸钙和硬脂酸钙混合沉淀进行分散后，用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到混合沉淀的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为350纳米。

在上述分散体中滴入0.01克鱼肝油，激烈搅拌后得到了鱼肝油的水悬浮乳剂，其二次粒径的体积平均粒径d₅₀也约为350纳米。

实施例十三

参照实施例一进行相同的实验步骤。在50毫升烧杯中加入10毫升0.2mol/L氯化钙水溶液，滴入10毫升0.07mol/L磷酸钠和0.1mol/L碳酸钠的混合水溶液进行反应，然后再加入0.1克10%含量的IPBC（碘代丙炔基氨基甲酸酯，一种优异的工业防霉剂）的甲醇溶液。熟化，用10毫升0.2mol/L盐酸酸解，浓缩洗涤后再分散。

将所得磷酸钙和IPBC混合沉淀进行分散后，用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到混合沉淀的二次粒径的体积平均粒径d₅₀也约为300纳米。

实施例十四

将实施例十三的IPBC分别更换为0.1克10%含量的甘宝素1，2-丙二醇溶液、0.1克10%含量的酮康唑甲醇溶液，其他操作一样，同样可以得到这两种药品的优良水分散体，二次粒径的体积平均粒径d₅₀均约为300纳米。

实施例十五

将实施例十四和十五中的含有分散剂DEMOL N的水溶液更换为一种含有ICM-7型号的羧甲基纤维素钠（张家港三惠化工公司，羧基取代度约0.7）1%浓度的水溶液，其他操作一样，依然可以得到上述混合沉淀的良好分散体。

实施例十六

参照实施例一进行相同的实验步骤。在25毫升烧杯中加入5毫升0.2mol/L氯化钙水溶液，滴入5毫升0. 135mol/L磷酸钠。然后加热到70℃时，激烈搅拌下，加入0.01克IPBC（碘代丙炔基氨基甲酸酯，一种优异的工业防霉剂）。继续保温十分钟后，激烈搅拌下冷却至室温。浓缩洗涤后，不酸解直接再分散。

将所得磷酸钙和IPBC混合沉淀进行分散后，用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到混合沉淀的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为380纳米。

实施例十七

参照实施例一进行相同的实验步骤。在5毫升烧杯中加入10毫升0.2mol/L氯化钙水溶液，滴入5毫升0.14mol/L磷酸钠水溶液进行反应，然后再加入0.1克10%含量的IPBC的甲醇溶液。熟化、浓缩洗涤后，不酸解直接分散。

将所得磷酸钙和IPBC混合沉淀进行分散后，用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到混合沉淀的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为480纳米.

实施例十八

参照实施例一进行相同的实验步骤。在50毫升烧杯中加入1克医用沉淀硫酸钡（青岛东风）和10克水，升温至70℃时，激烈搅拌下，加入0.01克IPBC。继续保温十分钟后，激烈搅拌下冷却至室温。浓缩洗涤后，不酸解直接再分散。

将本实施例得到的硫酸钡和IPBC混合沉淀的分散浆料进行SEM电镜扫描，将照片和这种硫酸钡单独在2%DEMOL N水溶液中分散得到的SEM电镜照片对比，可以看到本事实例得到的IPBC的粒径基本小于200纳米。

换用市售的医用沉淀碳酸钙粉体、沉淀碳酸镁粉体、磷酸钙粉体、硅酸镁粉体等，对比电镜照片，都可以得到同样结果：IPBC已经被超微化分散。

实施例十九

参照实施例一进行相同的实验步骤。在50毫升烧杯中加入5毫升0.2mol/L氯化钙水溶液，滴入5毫升0.14mol/L磷酸钠水溶液进行反应，激烈搅拌下加入1毫升0.04mol/L碘化钠水溶液和含0.006 克丙炔基氨基甲酸丁酯（不溶于水的液体）的甲醇溶液1毫升。降温至10℃后，缓慢滴加5毫升0.005mol/L次氯酸钠水溶液，合成了IPBC和磷酸钙的混合沉淀。浓缩洗涤后，不酸解直接分散。

将所得磷酸钙和IPBC混合沉淀进行分散后，用激光粒度分析仪进行粒度分析（beckman coulter），可以看到混合沉淀的二次粒径的体积平均粒径d₅₀约为360纳米。

实施例二十

室温25℃下，分别配置：

A 20公斤 0.2mol/L的2-巯基吡啶氧化物钠水溶液

B 20公斤 0.22mol/L的硫酸铜水溶液

C 20公斤 0.1mol/L的碳酸钠水溶液（内含0.2 mol的油酸钠）

将以上A、B和C的水溶液在单个流量不超过200L/H条件下，以流量摩尔比约1: 1.1：1，同时分别泵入超重力反应器进行合成。超重力反应器转速为1000转/分钟。

将得到的浆料参照实施例一进行处理。其中，离心分离设备选用普通的沉降式三足离心机。分散剂选用日本花王公司甲醛缩萘磺酸盐分散剂DEMOL N。本实施例得到的改性微化2-巯基吡啶氧化物铜用扫描电镜（SEM）进行粒度分析，可以看到，其颗粒的粒径基本小于300纳米。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种改性微化硫酸钡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将至少含有水溶性钡盐的水溶液和至少含有水溶性硫酸盐的水溶液在0-99℃之间进行共沉淀反应，得到硫酸钡沉淀与其他无机盐沉淀的混合沉淀，所述其他无机盐沉淀可以与提纯剂作用转化为水溶性物质；

（2）将步骤（1）得到的混合沉淀静止熟化；

（3）向熟化后的混合沉淀中加入提纯剂，将所述其它无机盐沉淀全部或部分去除，并对剩余的沉淀进行洗涤浓缩；

（4）将洗涤浓缩后的剩余沉淀与表面改性剂混合/反应，得到改性微化硫酸钡；所述提纯剂为水溶性的无机酸或有机酸。

2.如权利要求1所述的一种改性微化硫酸钡的制备方法，其特征在于，所述提纯剂为盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、乙酸或磷酸的其中一种，或其混合物。