CN112299467B - 一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将改性剂A和钡化合物同时溶于溶剂A中，得到溶液A；将含硫酸根离子的化合物溶于溶剂B中，得到溶液B；将溶液A和溶液B通过进料口同时注入到超重力旋转填充床中，得到纳米硫酸钡浆料，然后改性反应；改性完毕后将浆料离心洗涤，得到的滤饼分散在水中，得到水相纳米硫酸钡分散体；向步骤S3制得的水相纳米硫酸钡分散体中加入改性剂B，改性，改性后离心洗涤，分散于油性介质中，得到单分散油相纳米硫酸钡分散体。该方法制得的单分散纳米硫酸钡分散体粒径大小15纳米左右且颗粒粒径分布均匀，保存时间≥12个月无沉淀，且通过透射电镜图显示为单分散状态，分散性极好。

Description

一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法
技术领域
本发明涉及纳米材料技术领域；更具体地，涉及一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法。
背景技术
硫酸钡(BaSO4)是一种重要的无机化学品，主要用于塑料，油漆，化妆品，陶瓷，颜料和纸张等填充材料和添加剂。特别是纳米级硫酸钡颗粒，能够很好的应用在高级树脂和橡胶中。目前，我国硫酸钡的生产，主要采用传统的芒硝-黑灰法工艺，这种工艺对硫酸钡晶型的生长不易控制，产品粒径大，不均匀，这样的硫酸钡遮蔽力强，掺入到树脂中印刷成板材、薄膜、容器、工业制品、装饰品等的透明性不好，用于涂料、印刷油墨时，由于其粒子的光散乱，很难制得透明和具有光泽的干燥表膜，因而其用途也在一定的程度上受到了限制。
纳米级BaSO4颗粒(<100nm)具有突出的性能，纳米硫酸钡具有高比表面、高活性、分散性能高、能吸收有害射线等特殊性能，主要用于高级树脂和橡胶。国内外报道了许多制备硫酸钡纳米颗粒的方法，有直接沉淀法、EDTA络合沉淀法、微反应器法、微乳液法、阴离子交换法、表面活性剂法、超声沉淀法、混合溶剂法，但目前报道的这些方法，要么制备出来的粒径较大，要么分散性不好，且只能制备硫酸钡粉体。目前关于纳米硫酸钡分散体的制备报道几乎没有，多数文献是关于硫酸钡粉体的制备及其应用方面的研究。而粉体硫酸钡团聚严重，在应用上相当受限，而且目前国内外的方法制备出来的硫酸钡粒子粒径较大，粒度分布宽，或者工艺条件复杂，应用工业化难，不能满足人们对纯度高、粒径小、分布窄且能分散在不同介质中的纳米硫酸钡日益增长的需要。因此开发高质量的纳米硫酸钡分散体产品，实现纳米硫酸钡分散体的产业化可以说是势在必行。
中国专利申请CN106277019A公开了一种高透明硫酸钡纳米分散体及其制备方法，该方法制得硫酸钡纳米分散体透明性好、稳定性高。但是，该方法依然存在如下缺陷：硫酸钡分散体粒径一般大于30nm；保存时间为3个月左右不沉淀；分散性不够强，纳米粒子之间有小团聚现象，不是单分散状态。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法。该方法制得的单分散纳米硫酸钡分散体粒径大小15纳米左右且颗粒粒径分布均匀，保存时间≥12个月无沉淀，且通过透射电镜图显示为单分散状态，分散性极好。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法，包括如下步骤：
S1、将改性剂A和钡化合物同时溶于溶剂A中，得到溶液A；
S2、将含硫酸根粒子的化合物溶于溶剂B中，得到溶液B；
S3、将溶液A和溶液B通过进料口同时注入到超重力旋转填充床中，使两股液体在旋转床中充分混合后通过出料口得到纳米硫酸钡浆料，然后将纳米硫酸钡浆料转移至反应容器中加热至改性温度进行改性反应；改性完毕后将浆料离心洗涤，得到的滤饼分散在水中，得到水相纳米硫酸钡分散体；
S4、向步骤S3制得的水相纳米硫酸钡分散体中加入改性剂B，加热至改性温度进行改性，改性后得到悬浮液；将改性后的悬浮液离心洗涤，洗涤完毕后，得到湿固体；将湿固体分散于油性介质中，得到单分散油相纳米硫酸钡分散体。
作为技术方案的进一步改进，步骤S1中，所述改性剂A选自棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、月桂酸、豆蔻酸、花生四希酸、二十碳五烯酸，山萮酸、二十二碳六烯酸中的一种或几种。
优选地，步骤S1中，所述钡化合物选自氯化钡或氢氧化钡。
优选地，步骤S1中，所述溶液A的浓度为0.001-0.15mol/L，更优选为0.01-0.06mol/L。
优选地，步骤S2中，所述含硫酸根离子的化合物选自浓硫酸或硫酸钾。
优选地，步骤S2中，所述溶液B的浓度为0.001-0.15mol/L，更优选为0.01-0.06mol/L。
优选地，所述溶剂B选自甲醇、乙醇、丙醇、水、正丙醇、甲苯、乙腈中的一种或多种；更优选地，所述溶剂B选自甲醇、乙醇、水中的一种或几种。
优选地，步骤S3中，所述溶液A和溶液B的摩尔浓度之比为(0.1-10):1；优选地为(1-5):1。
优选地，步骤S3中，所述溶液A和溶液B的体积比为1:1-1:10；更优选地，所述溶液A和溶液B的体积比为1:1-1:5。
优选地，步骤S3中，所述改性温度为20-65℃，优选为50-65℃；改性时间为3-6h。
优选地，步骤S3中，所述超重力旋转填充床的转速为100rpm-2500rpm；优选地，转速为500-2500rpm。
优选地，步骤S3中，所述水相纳米硫酸钡分散体中硫酸钡含量为0.01-7wt％，更优选的为1-5wt％。
优选地，步骤S4中，所述改性剂B选自硬脂酸钠、油酸钠、油酸、吐温80、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、EDTA中的一种或者几种。
优选地，步骤S4中，所述适当温度为20-65℃，更优选为50-65℃；所述改性时间为1-10h，更优选地为3-6h。
优选地，步骤S4中，所述油性介质选自甲苯、二甲苯、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃、环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正葵烷中的一种或者几种。
本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。
如无特殊说明，本发明中的各原料均可通过市售购买获得，本发明中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。
与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：
本发明的有益效果如下：
1.本发明方法制得的单分散纳米硫酸钡分散体粒径大小15纳米左右，保存时间≥12个月无沉淀，且通过透射电镜图显示为单分散状态，分散性极好。
2.本发明的原料易得，价格低廉，方法简单，适用于工业化生产；
3.本发明制备过程无须高温、高压。化学反应容易，工艺条件温和；
4.本发明工艺过程简单，反应时间短，能耗低，生产效率高，且适合大批量生产。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明
图1示出了本发明使用的现有超重力旋转床的结构示意图。
图2示出本发明实施例1制备得到的水相及环己烷相的纳米硫酸钡分散体的透射电镜图(左水相分散体，右环己烷相分散体)。
图3示出本发明实施例1制备得到的水相及环己烷相的纳米硫酸钡分散体的实物照片(左水相分散体，右环己烷相分散体)。
图4示出本发明实施例1制备得到的纳米硫酸钡的xrd图。
图5示出本发明对比例1制备得到的纳米硫酸钡分散体透射电镜及实物照片图。
图6示出本发明对比例2制备得到的纳米硫酸钡分散体透射电镜图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明所使用的超重力旋转填充床反应器为现有的，例如已公开专利(公开号：CN2221437A，发明名称“强化传递反应的旋转床超重力场装置”；图1为本发明所使用的一种超重力旋转填充床示意图。具体的实施方案如下所述：开启超重力旋转填充床装置，调节转速使超重力旋转填充床装置内的转子转速达到预设值；溶液A采用泵并经过流量计计量后打入超重力旋转填充床中的进料口1；溶液B采用泵并经过流量计计量后打入超重力旋转填充床中的进料口2；超重力旋转填充床内的转子填料3由电机4带动并产生高速旋转，进而获得超重力环境；溶液A和溶液B经由进料管上的液体分布器喷淋到超重力旋转填充床的转子填料内缘后与填料产生碰撞并进入填料内部；进入填料内部的溶液A和溶液B经过丝网填料的分割、破碎和撕裂后产生大量快速更新的液体表面，这极大地强化了分子间的传质过程，缩短了反应物反应沉淀结晶后的晶核生长时间，进而有效地控制了成核粒子的颗粒尺寸和形貌；经超重力旋转填充床反应后的均一溶液从超重力旋转填充床下部的液相出料口5流出；将所得浆料转移至反应容器进行恒温搅拌改性，改性完毕后将浆料进行离心洗涤，将所得滤饼分散在水中。将水相纳米硫酸钡分散体加入改性剂进行恒温改性，所得浆料进行离心洗涤，将滤饼分散在油性介质中得到单分散油相纳米硫酸钡分散体。
作为本发明的一个方面，本发明一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法，包括如下步骤：
S1、将改性剂A和钡化合物同时溶于溶剂A中，得到溶液A；
S2、将含硫酸根离子化合物溶于溶剂B中，得到溶液B；
S3、将溶液A和溶液B通过进料口同时注入到超重力旋转填充床中，使两股液体在旋转床中充分混合后通过出料口得到纳米硫酸钡浆料，然后将纳米硫酸钡浆料转移至反应容器中加热至改性温度进行改性反应；改性完毕后将浆料离心洗涤，得到的滤饼分散在水中，得到水相纳米硫酸钡分散体；
S4、向步骤S3制得的水相纳米硫酸钡分散体中加入改性剂B，加热至改性温度进行改性，改性后得到悬浮液；将改性后的悬浮液离心洗涤，洗涤完毕后，得到湿固体；将湿固体分散于油性介质中，得到单分散油相纳米硫酸钡分散体。
根据本发明的某些实施例，步骤S1中，所述选自棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、月桂酸、豆蔻酸、花生四希酸、二十碳五烯酸，山萮酸、二十二碳六烯酸中的一种或几种。
根据本发明的某些实施例，步骤S1中，所述钡化合物选自氯化钡或氢氧化钡。
根据本发明的某些实施例，步骤S1中，所述溶液A的浓度为0.001-0.15mol/L，更优选为0.01-0.06mol/L。
根据本发明的某些实施例，步骤S2中，所述含硫酸根离子的化合物选自浓硫酸或硫酸钾。
根据本发明的某些实施例，步骤S2中，所述溶液B的浓度为0.001-0.15mol/L，更优选为0.01-0.06mol/L。
根据本发明的某些实施例，所述溶剂B选自甲醇、乙醇、丙醇、水、正丙醇、甲苯、乙腈中的一种或多种；更优选地，所述溶剂B选自甲醇、乙醇、水中的一种或几种。
根据本发明的某些实施例，步骤S3中，所述溶液A和溶液B的摩尔浓度之比为(0.1-10):1；更优选地为(1-5):1。
根据本发明的某些实施例，步骤S3中，所述溶液A和溶液B的体积比为1:1-1:10；更优选地，所述溶液A和溶液B的体积比为1:1-1:5。
根据本发明的某些实施例，步骤S3中，所述改性温度为20-65℃，优选为50-65℃；改性时间为3-6h。
根据本发明的某些实施例，步骤S3中，所述超重力旋转填充床的转速为100rpm-2500rpm；优选地，转速为500-2500rpm。
根据本发明的某些实施例，步骤S3中，所述水相纳米硫酸钡分散体中硫酸钡含量为0.01-7wt％，更优选的为1-5wt％。
根据本发明的某些实施例，步骤S4中，所述改性剂B选自硬脂酸钠、油酸钠、油酸、吐温80、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、EDTA中的一种或者几种。
根据本发明的某些实施例，步骤S4中，所述适当温度为20-65℃，更优选为50-65℃；所述改性时间为1-10h，更优选地为3-6h。
根据本发明的某些实施例，步骤S4中，所述油性介质选自甲苯、二甲苯、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃、环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正葵烷中的一种或者几种。
本发明的制备方法，包括原料的选择，各参数的选择构成一个整体的技术方案，相互配合才可以得到本发明制备得到的单分散在油相中的纳米硫酸钡分散体。任何条件的逾越均会导致本发明的目的无法达成。
实施例1
一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法，包括如下步骤：
1)将理论上所得硫酸钡产品的20％质量的改性剂硬脂酸加入到0.05mol/L浓度的氯化钡甲醇溶液中搅拌溶解。同时，配制0.05mol/L浓度的浓硫酸甲醇溶液；
2)开启超重力旋转填充床，调节转速至1500rpm；通过循环水浴加热让超重力旋转填充床温度环境保持在50℃；开启进料泵，控制含有硬脂酸的氯化钡甲醇溶液进料速率为100mL/min、浓硫酸甲醇溶液进料速率为100mL/min；将含有硬脂酸的氯化钡甲醇溶液和浓硫酸甲醇溶液同时输送至超重力旋转填充床中进行混合沉淀反应，待两股物料进料完毕后，关闭超重力旋转填充床，得到纳米硫酸钡浆料；
3)开启恒温水浴锅，控制温度为50℃，将超重力旋转床中得到的纳米硫酸钡浆料在烧杯中恒温搅拌改性3h；
4)改性结束后，将所得悬浊液进行离心洗涤，调整离心机转速为8000r/min，洗涤完毕弃去上层清液，将滤饼搅拌分散在水中；
5)将水相纳米硫酸钡分散体，放置在三口烧瓶中，同时加入分散体中硫酸钡理论量30％质量的改性剂油酸。开启恒温水浴锅，控制温度为50℃恒温搅拌，改性4h，改性结束后关闭恒温水浴加热装置；
6)将所得悬浊液进行离心洗涤，调整离心机转速为8000r/min，先用水洗2次，而后用乙醇洗2次，洗涤完毕后得到改性硫酸钡固体；
7)将所得固体直接分散于环己烷中，通过观看，发现放置五个月没有沉淀产生。
图2示出本发明实施例1制备得到的水相和环己烷纳米硫酸钡分散体的透射电镜图。从图中可以看出，水相纳米硫酸钡颗粒的平均粒径为20nm，环己烷相纳米硫酸钡颗粒的平均粒径为16nm，呈单分散状态，放置12个月无沉淀。
图3示出本发明实施例1制备得到的水相和环己烷相纳米硫酸钡分散体的实物照片，从图中可以看出所制备的纳米硫酸钡可以分散在水相和环己烷相中。
图4示出本发明实施例1制备得到的水相和环己烷相纳米硫酸钡分散体的XRD图谱。从图中可以看出，所得产物为硫酸钡。
实施例2
一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法，包括如下步骤：
1)将理论上所得硫酸钡产品的30％质量的改性剂月桂酸加入到0.06mol/L浓度的氯化钡水溶液中搅拌溶解。同时，配制0.06mol/L浓度的浓硫酸水溶液；
2)开启超重力旋转填充床，调节转速至2500rpm；通过循环水浴加热让超重力旋转填充床温度环境保持在60℃；开启进料泵，控制含有硬脂酸的氯化钡水溶液进料速率为100mL/min、浓硫酸水溶液进料速率为100mL/min；将含有硬脂酸的氯化钡水溶液和浓硫酸水溶液同时输送至超重力旋转填充床中进行混合沉淀反应，待两股物料进料完毕后，关闭超重力旋转填充床，得到纳米硫酸钡浆料；
3)开启恒温水浴锅，控制温度为60℃，将超重力旋转床中得到的纳米硫酸钡浆料在烧杯中恒温搅拌改性3h；
4)改性结束后，将所得悬浊液进行离心洗涤，调整离心机转速为8000r/min，洗涤完毕弃去上层清液，将滤饼搅拌分散在水中；
5)将水相纳米硫酸钡分散体，放置在三口烧瓶中，同时加入硫酸钡理论量30％质量的改性剂油酸钠。开启恒温水浴锅，控制温度为60℃恒温搅拌，改性3h，改性结束后关闭恒温水浴加热装置；
6)将所得悬浊液进行离心洗涤，调整离心机转速为8000r/min，先用水洗2次，而后用乙醇洗2次，洗涤完毕后得到改性硫酸钡固体；
7)将所得固体直接分散于正己烷中，发现能够较为稳定的分散在正己烷中。
经检测，所得产品性能和实施例1近似。
实施例3
一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法，包括如下步骤：
1)将理论上所得硫酸钡产品的20％质量的改性剂月桂酸加入到0.1mol/L浓度的氢氧化钡水溶液中搅拌溶解。同时，配制0.1mol/L浓度的浓硫酸水溶液；
2)开启超重力旋转填充床，调节转速至1500rpm；通过循环水浴加热让超重力旋转填充床温度环境保持在60℃；开启进料泵，控制含有月桂酸的氢氧化钡水溶液进料速率为100mL/min、浓硫酸水溶液进料速率为100mL/min；将含有月桂酸的氯化钡水溶液和浓硫酸水溶液同时输送至超重力旋转填充床中进行混合沉淀反应，待两股物料进料完毕后，关闭超重力旋转填充床，得到纳米硫酸钡浆料；
3)开启恒温水浴锅，控制温度为60℃，将超重力旋转床中得到的纳米硫酸钡浆料在烧杯中恒温搅拌改性3h；
4)改性结束后，将所得悬浊液进行离心洗涤，调整离心机转速为8000r/min，洗涤完毕弃去上层清液，将滤饼搅拌分散在水中，得到透明稳定的水相硫酸钡分散体。
5)将水相纳米硫酸钡分散体，放置在三口烧瓶中，同时加入硫酸钡理论量20％质量的改性剂硬脂酸钠。开启恒温水浴锅，控制温度为60℃恒温搅拌，改性3h，改性结束后关闭恒温水浴加热装置；
6)将所得悬浊液进行离心洗涤，调整离心机转速为8000r/min，先用水洗2次，而后用乙醇洗2次，洗涤完毕后得到改性硫酸钡固体；
7)将所得固体直接分散于环己烷中，得到环己烷相纳米硫酸钡分散体。
经检测，所得产品性能和实施例1近似。
实施例4
一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法，包括如下步骤：
1)将理论上所得硫酸钡产品的30％质量的改性剂硬脂酸加入到0.1mol/L浓度的氢氧化钡水溶液中搅拌溶解。同时，配制0.1mol/L浓度的浓硫酸甲醇溶液；
2)开启超重力旋转填充床，调节转速至500rpm；通过循环水浴加热让超重力旋转填充床温度环境保持在50℃；开启进料泵，控制含有硬脂酸的氢氧化钡水溶液进料速率为100mL/min、浓硫酸甲醇溶液进料速率为100mL/min；将含有硬脂酸的氢氧化钡水溶液和硫酸钾水溶液同时输送至超重力旋转填充床中进行混合沉淀反应，待两股物料进料完毕后，关闭超重力旋转填充床，得到纳米硫酸钡浆料；
3)开启恒温水浴锅，控制温度为50℃，将超重力旋转床中得到的纳米硫酸钡浆料在烧杯中恒温搅拌改性3h；
4)改性结束后，将所得悬浊液进行离心洗涤，调整离心机转速为8000r/min，洗涤完毕弃去上层清液，将滤饼搅拌分散在水中，得到分散在水中的纳米硫酸钡分散体；
5)将水相纳米硫酸钡分散体，放置在三口烧瓶中，同时加入硫酸钡理论量30％质量的改性剂油酸钠。开启恒温水浴锅，控制温度为60℃恒温搅拌，改性3h，改性结束后关闭恒温水浴加热装置。
6)将所得悬浊液进行离心洗涤，调整离心机转速为8000r/min，先用水洗2次，而后用乙醇洗2次，洗涤完毕后得到改性硫酸钡固体。
7)将所得固体直接分散于四氢呋喃中，得到四氢呋喃相纳米硫酸钡分散体。
经检测，所得产品性能和实施例1近似。
实施例5
一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法，包括如下步骤：
1)将理论上所得硫酸钡产品的40％质量的改性剂豆蔻酸加入到0.03mol/L浓度的氯化钡甲醇溶液中搅拌溶解。同时，配制0.03mol/L浓度的硫酸钾水溶液
2)开启超重力旋转填充床，调节转速至500rpm；通过循环水浴加热让超重力旋转填充床温度环境保持在60℃；开启进料泵，控制含有油酸的氯化钡甲醇溶液进料速率为100mL/min、硫酸钾水溶液进料速率为100mL/min；将含有豆蔻酸的氯化钡甲醇溶液和硫酸钾水溶液同时输送至超重力旋转填充床中进行混合沉淀反应，待两股物料进料完毕后，关闭超重力旋转填充床，得到纳米硫酸钡浆料；
3)开启恒温水浴锅，控制温度为50℃，将超重力旋转床中得到的纳米硫酸钡浆料在烧杯中恒温搅拌改性6h；
4)改性结束后，将所得悬浊液进行离心洗涤，调整离心机转速为8000r/min，洗涤完毕弃去上层清液，将滤饼搅拌分散在水中，得到分散在水中的纳米硫酸钡分散体。
5)将水相纳米硫酸钡分散体，放置在三口烧瓶中，同时加入硫酸钡理论量30％质量的改性剂EDTA。开启恒温水浴锅，控制温度为50℃恒温搅拌，改性6h，改性结束后关闭恒温水浴加热装置；
6)将所得悬浊液进行离心洗涤，调整离心机转速为8000r/min，先用水洗2次，而后用乙醇洗2次，洗涤完毕后得到改性硫酸钡固体；
7)将所得固体直接分散于四氯化碳中，得到分散在四氯化碳中的纳米硫酸钡分散体。
经检测，所得产品性能和实施例1近似。
实施例6-15
重复实施例1，不同之处在于步骤7)中将固体直接分散在甲苯、二甲苯、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正葵烷中，发现纳米硫酸钡在甲苯、二甲苯、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正葵烷中能够十分稳定的分散，放置12个月以上无沉淀。图6示出油相介质中分散体及电镜照片。
实施例16-24
重复实施例1，不同之处在于步骤1)中改性剂为棕榈酸、油酸、亚油酸、月桂酸、豆蔻酸、花生四希酸、二十碳五烯酸，山萮酸、二十二碳六烯酸。测试结果与例1相近似。
实施例25-29
重复实施例1，不同之处在于步骤1)中溶液氯化钡和浓硫酸的溶液为水、乙醇、甲醇与水混合物(体积比为1:1；2:1；1:2)
实施例31-33
重复实施例1，不同之处在于步骤1)中硬脂酸加入量为所得硫酸钡产品理论质量的20％、40％、50％。发现所得水相分散体及环己烷相分散体同例1的分散性及稳定性相似
实施例33-34
重复实施例1，不同之处在于步骤1)中氯化钡甲醇溶液的摩尔浓度为0.01mol/L、0.035mol/L。发现所得水相分散体及环己烷相分散体同例1的分散性及稳定性相似，但随着摩尔浓度的提高，硫酸钡颗粒粒径逐渐减小。
实施例35-36
重复实施例1，不同之处在于步骤2)中超重力旋转床的转速为500rpm、2500rpm。发现所得水相分散体及环己烷相分散体同例1的稳定性相似，500rpm转速所得纳米硫酸钡粒径要比1500rpm的大，而2500rpm转速下所得的纳米硫酸钡粒径较之1500rpm要小且分散性更好。
实施例37-43
重复实施例1，不同之处在于步骤5)中改性剂为硬脂酸钠、油酸、吐温80、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、EDTA。测试结果发现同实施例1相似。
实施例44-47
重复实施例1，不同之处在于步骤5)中改性时间为2h、4h、5h、6h。测试结果发现同实施例1相似。
对比例1
重复实施例1，不同之处仅在于：步骤1)中的硬脂酸加入量为硫酸钡理论含量的10％，图5示出对比例1制备的纳米硫酸钡分散体的透射电镜图及实物图。从图中可以看出，所得纳米硫酸钡颗粒无法分散在水及环己烷中。
对比例2
重复实施例1，不同之处仅在于：步骤2)中反应装置采用传统搅拌釜。图6示出对比例2制备的纳米硫酸钡的透射电镜图，传统搅拌釜制备的纳米硫酸钡颗粒平均粒径为30nm，比超重力旋转床制备的纳米颗粒尺寸大。
对比例3
重复实施例1，不同之处仅在于：步骤2)和步骤3)中温度改为30℃，发现在30℃的改性温度下无法获得水相纳米硫酸钡分散体
对比例4
重复实施例1，不同之处仅在于：步骤3)中改性时间改为1h，发现所制备的纳米硫酸钡无法在水中分散。
对比例5
重复实施例1，不同之处仅在于：步骤5)中油酸钠加入量为硫酸钡理论量的10％，发现无法获得纳米硫酸钡油相介质分散体。
对比例6
重复实施例1，不同之处仅在于：步骤5)中改性温度改为30℃，发现无法获得纳米硫酸钡油相介质分散体。
对比例7
重复实施例1，不同之处仅在于：步骤5)中改性时间改为1h，发现无法获得纳米硫酸钡油相介质分散体。
综上所述，本发明的制备方法，包括原料的选择，各参数的选择构成一个整体的技术方案，相互配合才可以得到本发明的单分散纳米硫酸钡分散体；任何条件的逾越均会导致本发明的目的无法达成。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (4)

1.一种单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将改性剂A和钡化合物同时溶于溶剂A中，得到溶液A；
S2、将含硫酸根离子的化合物溶于溶剂B中，得到溶液B；
S3、将溶液A和溶液B通过进料口同时注入到超重力旋转填充床中，使两股液体在旋转床中充分混合后通过出料口得到纳米硫酸钡浆料，然后将纳米硫酸钡浆料转移至反应容器中加热至改性温度进行改性反应；改性完毕后将浆料离心洗涤，得到的滤饼分散在水中，得到水相纳米硫酸钡分散体；
S4、向步骤S3制得的水相纳米硫酸钡分散体中加入改性剂B，加热至改性温度进行改性，改性后得到悬浮液；将改性后的悬浮液离心洗涤，洗涤完毕后，得到湿固体；将湿固体分散于油性介质中，得到单分散油相纳米硫酸钡分散体；
步骤S1中，所述改性剂A选自棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、月桂酸、豆蔻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸，山萮酸、二十二碳六烯酸中的一种或几种；
步骤S1中，所述钡化合物选自氯化钡或氢氧化钡；
步骤S1中，所述溶液A的浓度为0.001-0.15mol/L；
步骤S2中，所述含硫酸根离子的化合物选自浓硫酸或硫酸钾；
步骤S2中，所述溶液B的浓度为0.001-0.15mol/L；所述溶剂B选自甲醇、乙醇、丙醇、水、正丙醇、甲苯、乙腈中的一种或多种；
步骤S3中，所述溶液A和溶液B的摩尔浓度之比为(0.1-10):1；
步骤S3中，所述溶液A和溶液B的体积比为1:1-1:10；
步骤S3中，所述改性温度为50-65℃，改性时间为3-6h；
步骤S3中，所述超重力旋转填充床的转速为100rpm-2500rpm；
步骤S3中，所述水相纳米硫酸钡分散体中硫酸钡含量为0.01-7wt%；
步骤S4中，所述改性剂B选自硬脂酸钠、油酸钠、油酸、吐温80、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、EDTA中的一种或者几种；
步骤S4中，所述油性介质选自甲苯、二甲苯、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃、环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正葵烷中的一种或者几种。
2.根据权利要求1所述单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述溶液A的浓度为0.01-0.06mol/L。
3.根据权利要求1所述单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述溶液B的浓度为0.01-0.06mol/L。
4.根据权利要求1所述单分散油相纳米硫酸钡分散体的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述溶液A和溶液B的摩尔浓度之比为(1-5):1；
所述溶液A和溶液B的体积比为1:1-1:5；
步骤S3中，所述超重力旋转填充床的转速为500-2500rpm；
步骤S3中，所述水相纳米硫酸钡分散体中硫酸钡含量为1-5wt%。
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