DE102007008877A1

DE102007008877A1 - Bariumsulfat

Info

Publication number: DE102007008877A1
Application number: DE102007008877A
Authority: DE
Inventors: Sonja Dr. Grothe; Jochen Dr. Winkler
Original assignee: Sachtleben Chemie GmbH
Current assignee: Venator Germany GmbH
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2007-09-13

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche, das nach diesem Verfahren hergestellte Bariumsulfat und dessen Verwendung.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche, das nach diesem Verfahren hergestellte Bariumsulfat und dessen Verwendung.
Bariumsulfat wird in vielen Anwendungsgebieten als inerter Füllstoff verwendet. Beim Einsatz von Bariumsulfat in polymeren Werkstoffen werden die Eigenschaften dieser Werkstoffe positiv beeinflusst. Im Gegensatz zu anderen Füllstoffen, beispielsweise Silikaten oder Oxiden, zeigt Bariumsulfat keinerlei Wechselwirkungen mit den polymeren Werkstoffen. Die gezielte Einstellung der Wechselwirkungen zwischen Füllstoff und Polymer ist aber eine Möglichkeit, die Eigenschaften dieser Komposite einzustellen. Daher ist es wünschenswert, auch die Oberfläche von Bariumsulfatpartikeln gezielt modifizieren zu können, um diese Wechselwirkungen gezielt einstellen zu können.
EP-A-0293622, deren technische Lehre vollumfänglich Bestandteil dieser Beschreibung ist, offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit chemoreaktiver Oberfläche durch eine Copräzipitation von Bariumionen mit organischen Verbindungen. Als organische Verbindungen werden dabei beispielsweise Alkyl- oder Arylsulfate verwendet, die ggf. mit funktionellen Gruppen substituiert sind. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass durch die Copräzipitation von Bariumsulfat und organischen Verbindungen die Partikelgröße und die Partikelmorphologie der gefällten Bariumsulfatpartikel beeinflusst werden. Darüber hinaus besteht mit diesem Verfahren nicht die Möglichkeit, das Bariumsulfat nachträglich, das heißt nach der Fällung, organisch zu modifizieren. Ein weiterer Nachteil liegt dann, dass die vorgeschlagenen organischen Verbindungen oftmals zur Schaumbildung neigen, was ein verfahrenstechnisches Problem darstellt. Zudem fällt bei der Aufkonzentrierung der so hergestellten Fällsuspensionen Abwasser an, das oftmals eine hohe organische Belastung aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
Insbesondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche zur Verfügung zu stellen, durch das die Partikelgröße und die Partikelmorphologie des gefällten Bariumsulfats nicht beeinflusst werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche zur Verfügung zu stellen, bei dem das Bariumsulfat nachträglich, das heißt nach der Fällung, organisch modifiziert wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche zur Verfügung zu stellen, das eine Schaumbildung durch die zur Modifizierung verwendeten organischen Verbindungen während der Fällung verhindert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche zur Verfügung zu stellen, das die hohe organische Belastung des Abwassers der Aufkonzentrierung der Fällsuspensionen verringert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe überraschenderweise durch die Merkmale des Hauptsanspruchs gelöst. Vorzugsweise Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
Dabei werden erfindungsgemäß die Aufgaben durch ein Verfahren gelöst, das es zulässt, die organische Modifizierung der Oberfläche des Bariumsulfates erst im Anschluss an die Fällung des Bariumsulfates durchzuführen. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, dass die Partikelbildung bei der Fällung von Bariumsulfat in gewohnter Weise vorgenommen werden kann. Das heißt, einerseits wird die Partikelbildung nicht negativ durch Copräzipitate beeinflusst, andererseits ist es leichter, die Partikelgröße und -morphologie der Bariumsulfatpartikel zu steuern.
Die Fällung des erfindungsgemäß einzusetzenden Bariumsulfats kann nach allen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren durchgeführt werden. Erfindungsgemäß bevorzugt wird Bariumsulfat eingesetzt, das in einem Fällreaktor zur Fällung von nanoskaligen Partikeln, insbesondere einer Reaktionszelle zur ultraschnellen Vermischung von mehreren Reaktanden, beispielsweise von wässrigen Lösungen von Bariumhydroxid und Natrium- und/oder Zinksulfid und/oder Schwefelsäure, hergestellt wurde. Erfindungsgemäß bevorzugt liegt das Bariumsulfat nach der Fällung in Form einer Fällsuspension vor.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Bariumsulfat wird gewaschen und aufkonzentriert, so dass das anfallende Abwasser nicht organisch belastet ist. Das Bariumsulfat liegt nun in Form einer konzentrierten Bariumsulfatsuspension vor. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Bariumsulfats kann nach an sich bekannten Verfahren durchgeführt werden. Erfindungsgemäß wird die Bariumsulfatsuspension mit einer Bariumkomponente versetzt, so dass ein Bariumüberschuss entsteht. Als Bariumkomponente kann jede wasserlösliche Bariumverbindung, beispielsweise Bariumsulfid, Bariumchlorid und/oder Bariumhydroxid eingesetzt werden. Die Bariumionen adsorbieren an den Oberflächen der Bariumsulfatpartikel.
Dann werden geeignete organische Verbindungen unter starkem Rühren und/oder während einer Dispergierung zu dieser Suspension gegeben. Die organischen Verbindungen sind so auszuwählen, dass sie mit Bariumionen eine schwerlösliche Verbindung bilden. Durch die Zugabe der organischen Verbindungen zur Bariumsulfatsuspension fallen die organischen Verbindungen mit den überschüssigen Bariumionen auf der Oberfläche des Bariumsulfats aus.
Als organische Verbindungen eignen sich Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Alkyl- und/oder Arylsulfonate, Alkyl- und/oder Arylsulfate, Alkyl- und/oder Arylphosphorsäureester oder Mischungen aus mindestes zwei dieser Verbindungen, wobei die Alkyl- oder Arylreste durch funktionelle Gruppen substituiert sein können. Auch können die organischen Verbindungen Fettsäuren sein, die ggf. funktionelle Gruppen besitzen. Auch Mischungen aus mindestens zwei solcher Verbindungen können eingesetzt werden.
Beispielsweise werden in dem Verfahren der Erfindung eingesetzt:
Alkylsulfonsäuresalz,
Natriumpolyvinylsulfonat,
Natrium-N-alkyl-benzolsulfonat,
Natriumpolystyrolsulfonat,
Natriumdodecylbenzolsulfonat,
Natriumlaurylsulfat,
Natriumcetylsulfat,
Hydroxylaminsulfat,
Triethanolammoniumlaurylsulfat,
Phosphorsäuremonoethylmonobenzylester,
Lithiumperfluoroctansulfonat,
12-Brom-1-dodecansulfonsäure,
Natium-10-hydroxy-1-decansulfonat,
Natrium-Carrageenan,
Natrium-10-Mercapto-1-Cetansulfonat,
Natrium-16-Ceten(1)sulfat,
Oleylcetylalkoholsulfat,
Ölsäuresulfat,
9,10-Dihydroxystearinsäure,
Isostearinsäure,
Stearinsäure,
Ölsäure.
Das erfindungsgemäß modifizierte Bariumsulfat kann entweder direkt in Form der vorliegenden wässrigen Paste eingesetzt oder vor der Anwendung getrocknet werden. Die Trocknung kann nach an sich bekannten Verfahren durchgeführt werden. Für die Trocknung bietet sich insbesondere der Einsatz von Konvektionstrocknern, Sprühtrocknern, Mahltrocknern, Gefriertrocknern und/oder Pulsationstrocknern an. Andere Trockner sind jedoch erfindungsgemäß ebenso einsetzbar. Abhängig vom Trocknungsverfahren kann eine anschließende Mahlung der getrockneten Pulver notwendig sein. Die Mahlung kann nach an sich bekannten Verfahren durchgeführt werden. Das Bariumsulfat hat vorzugsweise einen mittleren Partikeldurchmesser von d₅₀ = 1 nm bis 100 μm, bevorzugt von d₅₀ = 1 nm bis 1 μm, besonders bevorzugt von d₅₀ = 5 nm bis 0,5 μm und liegt vor der organischen Modifizierung vorzugsweise auf Primärpartikelgröße dispergiert vor.
Die Primärpartikel haben eine logarithmische Partikelgrößenverteilung mit einem Median von d = 1 bis 5000 nm, vorzugsweise d = 1 bis 1000 nm, besonders vorzugsweise von d = 5 bis 500 nm mit einer geometrischen Standardabweichungen von σ_g < 1,5, vorzugsweise von σ_g < 1,4.
Das erfindungsgemäß modifizierte Bariumsulfat kann nach der orgnanischen Modifizierung mit funktionellen Silanderivaten oder funktionellen Siloxanen weiter nachbehandelt werden. Beispielsweise werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt:
Octyltriethoxysilan,
Methyltriethoxysilan,
γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan,
γ-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan,
γ-Aminopropyltriethoxysilan,
γ-Isocyanatopropyltriethoxysilan.
Das erfindungsgemäß modifizierte Bariumsulfat kann im Bereich der Verbundwerkstoffe, beispielsweise für die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Kunststoffen, vorzugsweise von Thermoplasten, Duroplasten und/oder Elastomeren, eingesetzt werden. Zudem kann das erfindungsgemäß modifizierte Bariumsulfat in polymeren Werkstoffen als Nukleierungsmittel eingesetzt werden. Auch die Kristallinität von polymeren Werkstoffen wird durch den Einsatz des erfindungsgemäß modifizierten Bariumsulfates erhöht. Darüber hinaus findet es Anwendung im Bereich von Lacken und Farben, wobei es ebenfalls mechanische Eigenschaften, sowie weitere Eigenschaften wie beispielsweise die Glasübergangstemperatur und die Chemikalienbeständigkeit, positiv beeinflusst. Weitere Beispiele für Einsatzgebiete der erfindungsgemäß modifizierten Bariumsulfats sind: Klebstoffe, Komposite in Verbindung mit Metallen oder keramischen Materialien, Kosmetik, Synthesefasern.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen oberflächenmodifizierten Bariumsulfats hat im Vergleich zum Stand der Technik, insbesondere zum in EP-A-0293622 offenbarten Stand der Technik, folgende Vorteile:

– es entsteht kein lösliches Barium; lösliches Barium ist giftig und daher unerwünscht;
– es entsteht keine CSB-Belastung des Abwassers;
– es wird eine geringere Schaumbildung beobachtet;
– die Partikelgröße und Morphologie der Bariumsulfatpartikel, das heißt, ob beispielsweise kubische, plättchen- oder kugelförmige Partikel ausgebildet werden, bei der Fällung ist leichter steuerbar, da die Fällung nicht durch Copräzipitate beeinflusst wird;
– die organischen Verbindung fallen bevorzugt auf die Bariumsulfatoberfläche aus, da die überschüssigen Bariumionen sich auf der Partikeloberfläche anlagern;

Gegenstand der Erfindung ist im Einzelnen:

– ein Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche, das folgende Schritte umfasst: a) Versetzen einer konzentrierten Bariumsulfatsuspension mit einer Bariumkomponente und anschließend b) Zugabe von organischen Verbindungen zur Suspension.
– ein Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche, das folgende Schritte umfasst: a) Versetzen einer konzentrierten Bariumsulfatsuspension mit einer Bariumkomponente, anschließend b) Zugabe von organischen Verbindungen zur Suspension und c) Nachbehandlung der organisch modifizierten Bariumsulfatpartikel mit funktionellen Silanderivaten und/oder funktionellen Siloxanen.
– ein Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche wie oben beschrieben, wobei • es sich bei der Bariumkomponente in Schritt a) um eine wasserlösliche Bariumverbindung handelt, bevorzugt ausgewählt aus Bariumsulfid, Bariumchlorid und/oder Bariumhydroxid; • es sich bei den organischen Verbindungen in Schritt b) um solche handelt, die mit Bariumionen schwerlösliche Verbindungen bilden, wobei; – die organischen Verbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe der Alkyl- und/oder Arylsulfonate, Alkyl- und/oder Arylsulfate, Alkyl- und/oder Arylphosphorsäureester, wobei die Alkyl- oder Arylreste durch funktionelle Gruppen substituiert sein können, und/oder Fettsäuren, die ggf. funktionelle Gruppen besitzen, oder Mischungen aus mindestes zwei dieser Verbindungen; – die organischen Verbindungen ausgewählt sind aus: Alkylsulfonsäuresalzen, Natriumpolyvinylsulfonat, Natrium-N-alkylbenzolsulfonaten, Natriumpolystyrolsulfonat, Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumlaurylsulfat, Natriumcetylsulfat, Hydroxylaminsulfat, Triethanolammoniumlaurylsulfate, Phosphorsäuremonoethylmonobenzylester, Lithiumperfluoroctansulfonat, 12-Brom-1-dodecansulfonsäure, Natium-10-hydroxy-1-decansulfonat, Natrium-Carrageenan, Natrium-10-Mercapto-1-Cetansulfonat, Natrium-16-Ceten(1)sulfat, Oleylcetylalkoholsulfat, Ölsäuresulfat, 9,10-Dihydroxystearinsäure, Isostearinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, oder Mischungen aus mindestes zwei dieser Verbindungen; – die organischen Verbindungen unter starkem Rühren und/oder während einer Dispergierung zur Suspension gegeben werden; – das Bariumsulfat in Schritt a) einen mittleren Partikeldurchmesser von d₅₀ = 1 nm bis 100 μm, bevorzugt von d₅₀ = 1 nm bis 1 μm, besonders bevorzugt von d₅₀ = 5 nm bis 0,5 μm aufweist; – die Primärpartikel des Bariumsulfats in Schritt a) eine logarithmische Partikelgrößenverteilung mit einem Median von d = 1 bis 5000 nm, bevorzugt von d = 1 bis 1000 nm, besonders bevorzugt von d = 5 nm bis 500 nm und eine logarithmische Partikelgrößenverteilung mit einer geometrischen Standardabweichungen von σ_g < 1,5, vorzugsweise von σ_g < 1,4 haben; – die organisch modifizierten Bariumsulfatpartikel in Schritt c) mit funktionellen Silanderivaten und/oder funktionellen Siloxanen nachbehandelt werden; – die funktionellen Silanderivate und/oder funktionellen Siloxane ausgewählt sind aus: Octyltriethoxysilan, Methyltriethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, γ-Isocyanatopropyltriethoxysilan, oder Mischungen aus mindestes zwei dieser Verbindungen;
– ein Bariumsulfat, erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche;
– ein Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche, wobei das Bariumsulfat einen mittleren Partikeldurchmesser von d₅₀ = 1 nm bis 100 μm, bevorzugt von d₅₀ = 1 nm bis 1 μm, besonders bevorzugt von d₅₀ = 5 nm bis 0,5 μm aufweist;
– Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche, wobei die Primärpartikel des Bariumsulfats eine logarithmische Partikelgrößenverteilung mit einem Median von d = 1 bis 5000 nm, bevorzugt von d = 1 bis 1000 nm, besonders bevorzugt von d = 5 nm bis 500 nm und eine logarithmische Partikelgrößenverteilung mit einer geometrischen Standardabweichungen von σ_g < 1,5, vorzugsweise von σ_g < 1,4 haben;
– Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche, wobei das Bariumsulfat mit funktionellen Silanderivaten und/oder funktionellen Siloxanen nachbehandelt ist, wobei die funktionellen Silanderivate und/oder funktionellen Siloxane vorzugsweise ausgewählt sind aus: Octyltriethoxysilan, Methyltriethoxysilan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, γ-Isocyanatopropyltriethoxysilan, oder Mischungen aus mindestes zwei solcher Verbindungen;
– Verwendung des erfindungsgemäßen Bariumsulfats zum Einsatz in polymeren Werkstoffen, bevorzugt in Verbundwerkstoffen;
– Verwendung des erfindungsgemäßen Bariumsulfats zum Einsatz in polymeren Werkstoffen, vorzugsweise in Thermoplasten, Duroplasten und/oder Elastomeren;
– Verwendung des erfindungsgemäßen Bariumsulfats zum Einsatz in Lacken und Farben;
– Verwendung des erfindungsgemäßen Bariumsulfats in Klebstoffen, Kompositen in Verbindung mit Metallen oder keramischen Materialien, in der Kosmetik, und/oder Synthesefasern;
– Verwendung des erfindungsgemäßen Bariumsulfats als Nukleierungsmittel in polymeren Werkstoffen.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne sie darauf einzuschränken:
Beispiel 1:
In einem Rührbehälter werden 500 g plättchenförmiges Bariumsulfat in 0,5 L VE-Wasser (vollentsalztes Wasser) bei Raumtemperatur suspendiert. Mit einer 0,1 molaren Bariumhydroxidlösung wird dann ein Bariumüberschluss so eingestellt, dass ein pH-Wert von 11 erreicht wird. In die stark gerührte Bariumsulfatsuspension werden 25 g Natriumlaurylsulfat langsam eingetragen. Die Suspension wird anschließend für weitere 30 min gerührt. Dann wird mit 0,1 molarer Schwefelsäure der pH-Wert auf 6,0 langsam eingestellt und weitere 15 min gerührt. Das anfallende Produkt wird und anschließend bei 105°C getrocknet. Die Kohlenstoffbestimmung des Produktes ergab einen Kohlenstoffgehalt von 1,7 %. Das Produkt unterscheidet sich signifikant vom eingesetzten plättchenförmigen Bariumsulfat. Das beschichtete plättchenförmige Bariumsulfat wird von Netzmittel freiem Wasser nicht mehr benetzt.
Beispiel 2:
In einem Fällreaktor wird aus einem Liter 0,5 molarer Bariumchloridlösung und einem Liter 0,5 molarer Natriumsulfatlösung Bariumsulfat gefällt. Die Durchflussraten der Edukte betragen hierbei 100 mL/min. Das Fällprodukt wird filtriert und auf einen pH-Wert von 6 gewaschen. Der gewaschene Filterkuchen wird in einem Dissolver bei Umdrehungsgeschwindigkeiten 1000 min^–1 für 15 min aufdispergiert und mit VE-Wasser auf einen Feststoffgehalt von 30 % eingestellt. Während der Dispergierung im Dissolver wird ein Bariumüberschuss durch die Zugabe von 0,1 molarer Bariumhydroxidlösung so eingestellt, dass ein pH-Wert von 12 erreicht wird. Anschließend wird 23 g Ölsäuresulfonat zur Suspension gegeben und für 15 min weiter dispergiert. Die Suspension wird auf einen pH-Wert von 9 gewaschen und dann mit 0,1 molarer Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 6 eingestellt. Das Produkt wird anschließend gefriergetrocknet. Das hergestellte Bariumsulfat wird von netzmittelfreiem Wasser nicht mehr benetzt.
Beispiel 3:
In einem Rührgefäß werden 1000 g eines nanoskaligen Bariumsulfates mit einer Primärpartikelgröße von d50 = 40 nm in 2 L VE-Wasser suspendiert. Diese Suspension wird mit einer Batchperlmühle unter Verwendung von 1,2 mm Glasperlen bei einer Temperatur von T = 35°C und einem Energieeintrag von P = 40 W 30 min dispergiert. Der dispergierten Bariumsulfatsuspension wird unter starkem Rühren 0,3 molare Bariumhydroxidlösung zugesetzt, so dass sich ein pH-Wert von 11,5 einstellt. Dann wird die Suspension mit 100 g Oleylcetylalkoholsulfat, Na-Satz, versetzt und für weitere 20 min gerührt. Mit 0,4 molarer Schwefelsäure wird dann der pH-Wert der Suspension auf 6,5 eingestellt. Das Produkt wird anschließend sprühgetrocknet. Der Kohlenstoffgehalt des Produktes beträgt 4,4 %. Nach einer Extraktion in Ethanol wird ein Kohlenstoffgehalt von 4,3 % bestimmt.
Beispiel 4:
Das gemäß Beispiel 3 hergestellte Bariumsulfatpulver wird in einem Acrylatklarlack zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Lackes eingesetzt. Dazu wird ein Mahlansatz mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

Macrynal SM 510 n: 42,3 Gewichtsteile

Xylol/MPA 2:1: 42,3 Gewichtsteile

Bariumsulfat: 55,0 Gewichtsteile.
Dieser Mahlansatz wird auf dem Skandex unter Verwendung von 2 mm Glasperlen für 75 min dispergiert. Die Dispergierfeinheit wird der so dispergierten Mahlpaste liegt bei < 5 μm. Der Mahlansatz wurde dann mit Härter und Hilfsmittellösung wie folgt verdünnt:

Mahlpaste: 39,4 Gewichtsteile

MP: Hilfsmittellösung: 18,8 Gewichtsteile

Desmodur N75: 16,5 Gewichtsteile

Macrynal SM 510 n: 25,3 Gewichtsteile.
Es wurden Lackaufzüge mit Nassschichtdicken von 50 μm, 100 μm und 150 μm auf schwarzen Glasplatten hergestellt und über Nacht getrocknet. Die Remission der getrockneten Lackschichten betragen:

Nassschichtdicke Remission

50 μm 0,17

100 μm 0,28

150 μm 0,42
Die Pendelhärte des so modifizierten Klarlackes war im Vergleich zum nicht gefüllten Klarlack um 10 % erhöht. Auch die Glasübergangstemperatur des Klarlackes konnte durch den Einsatz des modifizierten Bariumsulfates von T = 56°C auf T = 70°C deutlich erhöht werden.
Beispiel 5:
Beim Einsatz in einem UV-härtenden Parkettlack wird die Abriebbeständigkeit deutlich verbessert.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche, das folgende Schritte umfasst: a) Versetzen einer konzentrierten Bariumsulfatsuspension mit einer Bariumkomponente und anschließend b) Zugabe von organischen Verbindungen zur Suspension..
Verfahren nach Anspruch 1, das folgende Schritte umfasst: a) Versetzen einer konzentrierten Bariumsulfatsuspension mit einer Bariumkomponente, anschließend b) Zugabe von organischen Verbindungen zur Suspension und c) Nachbehandlung der organisch modifizierten Bariumsulfatpartikel mit funktionellen Silanderivaten und/oder funktionellen Siloxanen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bariumsulfat in Schritt a) einen mittleren Partikeldurchmesser von d₅₀ = 1 nm bis 100 μm, bevorzugt von d₅₀ = 1 nm bis 1 μm, besonders bevorzugt von d₅₀ = 5 nm bis 0,5 μm aufweist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärpartikel des Bariumsulfats in Schritt a) eine logarithmische Partikelgrößenverteilung mit einem Median von d = 1 bis 5000 nm, bevorzugt von d = 1 bis 1000 nm, besonders bevorzugt von d = 5 nm bis 500 nm und eine logarithmische Partikelgrößenverteilung mit einer geometrischen Standardabweichungen von σ_g < 1,5, vorzugsweise von σ_g < 1,4 haben.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Bariumkomponente in Schritt a) um eine wasserlösliche Bariumverbindung handelt, bevorzugt ausgewählt aus Bariumsulfid, Bariumchlorid und/oder Bariumhydroxid.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den organischen Verbindungen in Schritt b) um solche handelt, die mit Bariumionen schwerlösliche Verbindungen bilden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Verbindungen ausgewählt sind aus der Gruppe der Alkyl- und/oder Arylsulfonate, Alkyl- und/oder Arylsulfate, Alkyl- und/oder Arylphosphorsäureester, wobei die Alkyl- oder Arylreste durch funktionelle Gruppen substituiert sein können, und/oder Fettsäuren, die ggf. funktionelle Gruppen besitzen, oder Mischungen aus mindestes zwei dieser Verbindungen.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahren zur organischen Modifizierung der Oberfläche von Bariumsulfatpartikeln, wobei die organischen Verbindungen ausgewählt sind aus: Alkylsulfonsäuresalzen, Natriumpolyvinylsulfonat, Natrium-N-alkyl-benzolsulfonat, Natriumpolystyrolsulfonat, Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumlaurylsulfat, Natriumcetylsulfat, Hydroxylaminsulfat, Triethanolammoniumlaurylsulfat, Phosphorsäuremonoethylmonobenzylester, Lithiumperfluoroctansulfonat, 12-Brom-1-dodecansulfonsäure, Natium-10-hydroxy-1-decansulfonat, Natrium-Carrageenan, Natrium-10-Mercapto-1-Cetansulfonat, Natrium-16-Ceten(1)sulfat, Oleylcetylalkoholsulfat, Ölsäuresulfat, 9,10-Dihydroxystearinsäure, Isostearinsäure, Stearinsäure, Ölsäure oder Mischungen aus mindestes zwei dieser Verbindungen.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die organischen Verbindungen unter starkem Rühren und/oder während einer Dispergierung zur Suspension gegeben werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die organisch modifizierten Bariumsulfatpartikel in Schritt c) mit funktionellen Silanderivaten und/oder funktionellen Siloxanen nachbehandelt werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionellen Silanderivate und/oder funktionellen Siloxane ausgewählt sind aus: Octyltriethoxysilanen, Methyltriethoxysilanen, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilanen, γ-Glycidyloxypropyltrimethoxysilanen, γ-Aminopropyltriethoxysilanen, γ-Isocyanatopropyltriethoxysilanen, oder Mischungen aus mindestes zwei solcher Verbindungen.
Bariumsulfat, erhältlich nach einem Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11.
Bariumsulfat mit organisch modifizierter Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bariumsulfat einen mittleren Partikeldurchmesser von d₅₀ = 1 nm bis 100 μm, bevorzugt von d₅₀ = 1 nm bis 1 μm, besonders bevorzugt von d₅₀ = 5 nm bis 0,5 μm aufweist.
Bariumsulfat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärpartikel des Bariumsulfats eine logarithmische Partikelgrößenverteilung mit einem Median von d = 1 bis 5000 nm, bevorzugt von d = 1 bis 1000 nm, besonders bevorzugt von d = 5 nm bis 500 nm und eine logarithmische Partikelgrößenverteilung mit einer geometrischen Standardabweichungen von σ_g < 1,5, vorzugsweise von σ_g < 1,4 haben.
Bariumsulfat nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bariumsulfat mit funktionellen Silanderivaten und/oder funktionellen Siloxanen nachbehandelt ist, wobei die funktionellen Silanderivate und/oder funktionellen Siloxane vorzugsweise ausgewählt sind aus: Octyltriethoxysilanen, Methyltriethoxysilanen, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilanen, γ-Glycidyloxypropyltrimethoxysilanen, γ-Aminopropyltriethoxysilanen, γ-Isocyanatopropyltriethoxysilanen, oder Mischungen aus mindestes zwei solcher Verbindungen.
Verwendung eines Bariumsulfats nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 15 zum Einsatz in polymeren Werkstoffen, bevorzugt in Verbundwerkstoffen.
Verwendung eines Bariumsulfats nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 15 zum Einsatz in polymeren Werkstoffen, vorzugsweise in Thermoplasten, Duroplasten und/oder Elastomeren.
Verwendung eines Bariumsulfats nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 15 in Klebstoffen, Kompositen in Verbindung mit Metallen oder keramischen Materialien, in der Kosmetik, und/oder Synthesefasern.
Verwendung eines Bariumsulfats nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 15 als Nukleierungsmittel in polymeren Werkstoffen.