磷酸钡主要制备方法

【背景及概述】^[1][2]

磷酸盐作为传统的防锈颜料，其在溶剂型涂料中的防锈能力已经得到了涂料界的肯定，是无毒防锈颜料中最重要的组成部分。磷酸盐作为涂料的防锈颜料，它的防腐机理十分复杂，一种机理认为：正磷酸盐的金属和磷酸根离子与金属基体发生缓慢反应，生成一种致密而又具有牢固附着性的磷化膜，阻挡腐蚀介质对基体的腐蚀。研究发现证实环氧涂层中磷酸锌能与钢基材的界面发生反应生成含有 FePO₄的磷化膜。除磷化外，磷酸盐还能与涂料中的羧基和羟基，以及腐蚀介质中的某些离子发生反应生成络合物，紧密附着在基材表面上形成保护性膜。有研究磷酸锌的缓蚀作用，发现环氧涂层中加入磷酸锌大大减缓了金属基材腐蚀速度。将纳米磷酸锌添加到涂层中磷化作用，而且纳米粒子可以提高涂层致密性。而目前，作为磷酸盐种类之一的磷酸钡应用于涂层中的耐腐蚀研究交少。

磷酸钡化学式Ba₃(PO₄)₂。 分子量601.96。白色立方系晶体。相对密度4.1¹⁶。溶于酸，不溶于水。主要用于制药、陶瓷、建筑、化工材料等领域。

【应用】^[3][4]

磷酸钡主要用于制药和陶瓷工业、建筑工业等。应用举例如下：

1. 制备一种高强度轻质建筑材料。该高强度轻质建筑材料包括下述重量份的成分：膨胀珍珠岩粉 6-13份、陶土12-18份、硼酸镁晶须 5-9份、玻璃微珠 4-10份、硫酸钙 3-7份、磷酸钡 5-8份、甲氧基聚乙二醇 6-11份、聚丙烯酸酯乳液 7-15份、脲醛树脂 5-10份、氯磺化聚乙烯 4-7份。作为一种优选方案，所述的一种高强度轻质建筑材料，包括下述重量份的成分：膨胀珍珠岩粉 8-11份、陶土 14-16份、硼酸镁晶须 6-8份、玻璃微珠 5-8份、硫酸钙 4-6份、磷酸钡 6-7份、甲氧基聚乙二醇 7-10份、聚丙烯酸酯乳液 9-13份、脲醛树脂 6-9份、氯磺化聚乙烯 5-6份。制备方法包括以下步骤：

S1：分别取硫酸钙和磷酸钡，将上述的两种成分在球磨机中进行球磨，球磨机转速为40-90r/min，球磨机中球料比为12：1-18：1，球磨时间为1.5-4h；

S2：按重量分别取膨胀珍珠岩粉6-13份、陶土12-18份、硼酸镁晶须5-9份、玻璃微珠4-10份、硫酸钙3-7份、磷酸钡5-8份，将上述的成分进行机械混合，混合均匀；

S3：将步骤S2中混合均匀后的粉末投入反应釜中，加热反应釜温度为80-95℃，再向反应釜中投入甲氧基聚乙二醇6-11份、聚丙烯酸酯乳液7-15份、脲醛树脂5-10份、氯磺化聚乙烯4-7份，再进行混合，混合均匀；

S4：将S3混合均匀后的建筑材料在模具中进行热压，热压温度为70-80℃，热压时间为2-3h，热压后冷却至室温，静置5-8h，制备为高强度轻质建筑材料。

2.用于制备一种抗菌杀虫缓释生态农林肥料。该肥料由以下质量份数的组分组成：硫酸铵22～26份、 硫酸钾镁肥20～24份、褐藻20～24份、菜枯18～22份、板蓝根粉20～24份、蓖麻油20～24份、 蚕沙18～22份、苍耳子20～24份、草乌20～24份、赤霉素18～22份、多效唑18～22份、烷基糖 苷18～22份、葡萄糖酸钙20～24份、五氧化二磷18～22份、磷酸钡粉末16～20份、三聚磷酸 钾20～24份、膨胀蛭石粉18～22份、氧化铈粉末16～20份、硝酸镧粉末18～22份、鱼粉10～ 14份、残杀威10～14份、一氯乙酸10～14份、杀虫双10～14份、杀灭菊酯10～14份、七水硫酸 亚铁10～14份、聚甲基丙烯酸甲酯10～14份、氨水10～14份、四氯化钛10～14份、十二烷基苯磺酸钠10～14份、N，N-二羟乙基甘氨酸10～14份。制备方法步骤如下：

1）将所述质量份数的硫酸铵、硫酸钾镁肥、褐藻、菜枯、板蓝根粉、蓖麻油、蚕沙、苍耳子、草乌、赤霉素、多效唑、烷基糖苷、葡萄糖酸钙、五氧化二磷、磷酸钡粉末、三聚磷酸钾、膨胀蛭石粉、氧化铈粉末、硝酸镧粉末、鱼粉予以混合，超声高速分散，超声波频率为20～40KHz，分散速度5000～5400r/min左右，分散时间为30～60min；

2）加入所述质量份数的残杀威、一氯乙酸、杀虫双、杀灭菊酯、七水硫酸亚铁，超声高速分散，超声波频率为20～35KHz，分散速度4800～5200r/min左右，分散时间为30～50min；

3）加入所述质量份数的聚甲基丙烯酸甲酯、氨水、四氯化钛、十二烷基苯磺酸钠、N，N- 二羟乙基甘氨酸，超声高速分散，超声波频率为20～30KHz，分散速度4600～4800r/min左右，分散时间为20～40min；混合均匀后制得本品。

【制备】^[5]

1. 磷酸钡可由氧化钡和磷酸作用，或将磷酸氢钡与碳酸钡混合，在1000～1100℃时加热10～15小时制得。

2. 一种用反应挤出工艺生产磷酸钡的方法，包括以下步骤：

1）将可溶性正磷酸盐和可溶性钡盐混匀后，将混合物在双螺杆挤出机上 反应挤出；

2）将步骤1）的产物在20～80℃熟化4～48h，以促使晶体能更好的生长；

3）将步骤2）的产物洗涤、过滤及干燥，得到所述磷酸钡。

【主要参考资料】

[1] 化合物词典

[2] 孙伟, 祝郦伟, 刘福春, 韩恩厚, 柯伟, 钱洲亥, & 揭敢新. (2016). 纳米磷酸钡在环氧涂层中的防腐蚀机理研究. 材料研究学报, 30(3), 192-198.

[3] 李慧；张正亚；王修贵；赵凯选.一种高强度轻质建筑材料及其制备方法. CN201510310473.6 ，申请日2015-06-09

[4] 杜辉.一种抗菌杀虫缓释生态农林肥料 . CN201611194055.6 ，申请日20161221

[5] 罗宏波；马访中；甄利军；罗章志；刘敏；顾湘. 一种用反应挤出工艺生产磷酸钡的方法. CN201410095075.2，申请日2014031