DE10005685A1 - Bariumsulfat, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung - Google Patents

Bariumsulfat, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung

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Abstract

Bariumsulfatteilchen mit einer mittleren Teilchengröße d¶50¶ von 0,1 bis 10 mum, die durch Fällen erzeugt sind, lassen sich besser dispergieren, wenn sie mit wenigstens einem organischen Additiv belegt sind.

Description

Die Erfindung betrifft Bariumsulfat mit einem mittleren Teilchendurchmesser d50 von 0,1 bis 10 µm, ausgefällt durch Vermischung von barium- oder sulfathaltiger Lösung, ein Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung.
Solches Bariumsulfat wird insbesondere für die Herstellung von Fotopapieren, Lacken und Kunststoffen sowie in der medizinischen Diagnostik und in medizinischen Kunststoffen eingesetzt. Für den medizinischen Anwendungsbereich sind neben den hohen Reinheitsanforderungen auch gesetzlich verankerte Anforderungen für Pharmaprodukte einzuhalten. Das Bariumsulfat ist ein hochwertiger, reinweißer, inerter, säure- und alkalifester Füllstoff, der absolut wetterbeständig ist.
Das feinstteilige Bariumsulfat verleiht Fotopapieren Farbstabilität und Glanz. Bei der Verwendung in Lacken verursacht das feinstteilige Bariumsulfat eine flockenstabilisierende Wirkung auf organische und anorganische Pigmente, so dass Entmischungserscheinungen weitgehend verhindert, Farbtiefe und Farbreinheit erhöht und Glanz und Glanzschleier verbessert werden. Darüber hinaus werden durch die nukleierende Wirkung des Bariumsulfatpulvers die mechanischen Filmeigenschaften der Lacke verbessert.
In verstreckten Folien aus thermoplastischen Kunstoffen, insbesondere Polymeren mit darin eingearbeitetem feinstteiligem Bariumsulfat, wirkt dieses als Weißpigment durch Lichtstreuung an den Grenzflächen der Bariumsulfatteilchen zu Luft, so dass die Folien eine opake Einfärbung und einen hohen Glanz besitzen. Als thermoplastischer Kunststoff kommt insbesondere Polyester in Betracht, in den im allgemeinen bei der Polykondensation Bariumsulfat enthaltende Glycol-Suspension eingearbeitet wird. Dabei ist eine ausreichende Dispergierung der Bariumsulfatteilchen im Polyester eine wesentliche Voraussetzung für Opazität und hohen Glanz der verstreckten Filme. Im Falle nicht ausreichender Dispergierung der Bariumsulfatteilchen im Polymeren bilden sich nach dem Verstrecken Stippen, das sind Agglomerate von Bariumsulfatteilchen, die die Beschaffenheit der Folienoberfläche erheblich beeinträchtigen können.
Die DE-A-26 47 713 beschreibt einen opaken einfachen thermoplastischen Filmträger aus einem molekular orientierten Film eines synthetischen, linearen Polyesters, in den 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyesters, Barium­ sulfatteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,5 bis 10 µm dispergiert sind, mit der Maßgabe, daß die tatsächliche Teilchengröße von 99,9% der Teilchen 50 µm nicht überschreitet und wenigstens eine lichtempfindliche Abbildungsschicht auf wenigstens einer Filmträgeroberfläche angeordnet ist.
Diese Filmträger sind für Feuchtigkeit hoch undurchlässig und daher für die Verwendung als Träger für fotographische Abzüge und Kopien geeignet, für die ein erheblicher Anteil des Waschvorgangs, welcher normalerweise für die Behandlung von Abzügen und Kopien auf Papierträgern angewandt werden muß, vermieden werden kann.
Aus der DE-C-44 31 735 ist bekannt, Bariumsulfatteilchen mit Phosphorpentoxid, Aluminiumoxid und Siliciumoxid zu beschichten, um eine hervorragende Haftung zwischen den als Füllstoff dienenden Bariumsulfatteilchen und dem Polymeren zu erzielen, so dass die Lichtstreuung unterbleibt.
In der DE-A-22 46 818 ist ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von kristallinem Bariumsulfatpulver mit einer mittleren Teilchengröße d50 < 2 µm bis 20 µm durch Fällung von Bariumsulfat aus Bariumchlorid-Lösung mit Schwefelsäure vorgesehen, wobei die Bariumsulfatteilchen mit der angestrebten Teilchengröße in dem Austrag des Fällgefäßes sedimentieren und die kleineren Bariumsulfatteilchen in der oberen Zone des Fällgefäßes verbleiben.
Gegenstand der DE-A-36 35 050 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Bariumsulfat mit definiertem Kornspektrum, wobei in einer ersten Stufe durch Reaktion von Bariumionen mit Sulfationen Bariumsulfat ausfällt, die Bariumsulfat enthaltende Suspension abgezogen und in eine ein- oder mehrstufige Nassmahlstufe überführt wird, in der die Aufmahlung auf das gewünschte Kornspektrum erfolgt. Anschließend werden Bariumsulfat und Mutterlauge getrennt.
Das nach den bekannten Verfahren chemisch gefällte Bariumsulfatpulver neigt in nachteiliger Weise zur Bildung von Agglomeraten, die eine homogene Dispergierung der Bariumsulfatteilchen als Weißpigment und/oder Füllstoff in thermoplastischen Kunststoffen verhindern.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Bariumsulfat mit einer mittleren Teilchengröße d50 von 0,1 bis 10 µm, ausgefällt durch Vermischung von barium- und sulfathaltiger Lösung bereitzustellen, das keine Neigung zur Bildung von Agglomeraten aufweist und demzufolge bezüglich Dispergierbarkeit und Stippenfreiheit ausgezeichnete Eigenschaften aufweist und eine optimale Folienoberfläche bewirkt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß das Bariumsulfat mit wenigstens einem organischen Additiv belegt ist.
Der Anteil an organischem Additiv ist in Anspruch 2 wiedergegeben.
Die als organisches Additiv geeigneten Stoffe sind im Anspruch 3 beschrieben, die sowohl in flüssiger als auch fester Form verwendet werden können.
Die Bariumsulfatteilchen lassen sich nach einem in den Ansprüchen 4 bis 6 beschriebenen Verfahren mit organischem Additiv belegen. Weitere Ausgestaltungen dieser Verfahren ergeben sich aus den Ansprüchen 7 bis 9.
Um eine optimale Verteilung der organischen Additive auf der Oberfläche der Bariumsulfatteilchen zu erzielen, wird die flüssige organisches Additiv enthaltende Lösung bei laufendem Mischer auf das Bariumsulfatteilchen aufgesprüht.
Beim Einsatz von festen organischen Additiven wird zunächst eine wässrige oder organische Lösung bzw. Suspension hergestellt und dann auf die Bariumsulfatteilchen aufgesprüht. Auf diese Weise wird eine sehr homogene Verteilung der organischen Substanzen auf den Oberflächen der Bariumsulfatteilchen erreicht.
Von besonderem Vorteil ist, dass sich mittels der erfindungsgemäß nachbehandelten Bariumsulfatteilchen Masterbatches und Compounds von thermoplastischen Kunststoffen herstellen lassen, in denen die Bariumsulfatteilchen so ausgezeichnet dispergiert sind, dass daraus hochwertige Produkte ohne besonderen zusätzlichen Aufwand herstellbar sind.
Die erfindungsgemäßen Bariumsulfatteilchen sind insbesondere für die Dispergierung in Kunststoffmassen zur Herstellung von Folien, Filmträgern und dergleichen geeignet.

Claims (11)

1. Bariumsulfat mit einer mittleren Teilchengröße d50 von 0,1 bis 10 µm, ausgefällt durch Vermischung von barium- und sulfathaltiger Lösung, dadurch gekennzeichnet, dass die Bariumsulfatteilchen mit wenigstens einem organischen Additiv belegt sind.
2. Bariumsulfat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an organischem Additiv, bezogen auf den Anteil an Bariumsulfat, 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, beträgt.
3. Bariumsulfat nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Additive Carbonsäuren, Seifen, Metallseifen, Alkohole, vorzugsweise mehrwertige Alkohole, wie Pentahythrit, Neopentylglykol und Trimethylpropanol, organische Ester, wie Neopentyl-Olykol-Dibenzoat, Silane, Siloxane, Siliconöle, organische Sulfone mit der Formel RSO2R, organische Ketone (R-(C=O)-R), organische Nitrile (RCN), organische Sulfoxide (R2-SO2), organische Amide (R-(C=O)-NR'R oder R-(S=O)-ONR'R) sind.
4. Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit einer mittleren Teilchengröße d50 von 0,1 bis 10 µm, ausgefällt durch Vermischung von barium- und sulfathaltiger Lösung, dadurch gekennzeichnet, dass der abgetrennte Filterkuchen zu Paste verarbeitet, die Paste mit organischem Additiv homogen vermischt und dann getrocknet wird.
5. Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit einer mittleren Teilchengröße d50 von 0,1 bis 10 µm, ausgefällt durch Vermischung von barium- und sulfathaltiger Lösung, dadurch gekennzeichnet, dass der abgetrennte Filterkuchen in Wasser suspendiert, die Suspension mit organischem Additiv vermischt und dann getrocknet wird.
6. Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit einer mittleren Teilchengröße d50 von 0,1 bis 10 µm, ausgefällt durch Vermischung von barium- und sulfathaltiger Lösung, dadurch gekennzeichnet, dass der abgetrennte Filterkuchen getrocknet und dann mit organischem Additiv homogen vermischt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mit organischem Additiv belegte trockene Bariumsulfat einer Feinstmahlung, vorzugsweise mittels einer Prall- oder Strahlmühle unterworfen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung in einem Sprüh- oder Mahltrockner durchgeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bariumsulfat durch Vermischen von BaCl2- oder Ba(OH)2-Lösung mit Na2SO4-Lösung oder H2SO4 ausgefällt wird.
10. Verwendung des Bariumsulfats mit einem mittleren Teilchendurchmesser d50 von 0,1 bis 10 µm, ausgefällt durch Vermischung von barium- und sulfathaltiger Lösung für Masterbatches und Compounds.
11. Verwendung des Bariumsulfats mit einer mittleren Teilchengröße d50 von 0,1 bis 10 µm, ausgefällt durch Vermischung von barium- und sulfathaltiger Lösung, zur Dispergierung in Kunststoffmassen zur Herstellung von Folien, Filmträgern und dergleichen.
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