[發明專利]采用微乳液法生產透明氧化鐵顏料的方法

有效

• 申請號: 200810035691.3
• 申請日: 2008-04-07
• 公開（公告）號: CN101319099A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 王尚弟;王建民
• 申請（專利權）人: 王建民
• 主分類號: C09C1/24
• 分類號: C09C1/24;C09C3/00;C01G49/06
• 代理公司: 上海京滬專利代理事務所
• 代理人: 沈美英

1.一種采用微乳液法生產透明氧化鐵顏料的方法，其特征在于在生產透明氧化鐵顏料的工藝中結合采用微乳化分散劑(即微乳液)對氧化鐵黃顆粒作后續分散性細化處理至納米級的方法制成生產透明氧化鐵顏料的初級產品——透明氧化鐵黃，主要涉及微乳化分散劑的制備和應用和氧化鐵黃的制備及其后續的細化處理兩大關鍵技術：

a.微乳化分散劑的制備和應用

所述的微乳化分散劑(即微乳液)包含有親水型微乳液I和親油型微乳液II，親水型微乳液I的組分中包含有水、親水性表面化活性劑和助乳化劑，親油型微乳液II的組分中包含有油劑、親油性表面活性劑和助乳化劑，使用時親水型微乳液I和親油型微乳液II根據被細化顆粒物質的表面溶水或溶油的特性按需選擇、先后依次逐層包覆，其中：

(1)所述的親水性表面活性劑由耐酸堿和耐溫性強的水溶性吐溫類、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、十二烯基磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉物質充任，在微乳化分散劑配方中的用量以每批反應后所得鐵黃計為0.5％～5％(wt)；

(2)所述的親油性表面活性劑，即油溶性表面活性劑，由在熱油中的溶解度較高的油溶性司班類或親油或部份親油性吐溫類耐熱品種充任，在微乳化分散劑配方中的用量以每批反應后所得鐵黃計為0.1％～0.8％(wt)；

(3)所述的助乳化劑為水油雙親型助表面活性劑，由胺類或沸點高于100℃以上的戊醇、異丁醇或正丁醇的低級醇類充任，助乳化劑在微乳化分散劑配方中的用量，以每批反應后所得鐵黃計為0.3％～3％(wt)；

(4)所述的水為由包含生產鐵黃顏料時所用的工藝用水在內的工藝用水充任；

(5)所述的油劑由終沸點高于120℃的潔凈植物油和礦物油充任；

b.氧化鐵黃的制備及其后續的細化處理

以鐵皮、硫酸為原料先制備硫酸亞鐵，再將硫酸亞鐵升溫、與氯酸鈉和硫酸氧化反應制備硫酸高鐵，硫酸高鐵與氫氧化鈉反應、并加入微乳化分散劑進行雙層包覆制得顆粒較細的氫氧化鐵晶核，氫氧化鐵晶核經升溫、氧化水解制得氧化鐵黃濕漿，再次加入微乳化分散劑對氧化鐵黃進行先后雙層或多層包覆得到透明氧化鐵黃，透明氧化鐵黃進一步高溫焙燒獲得透明氧化鐵紅，具體工藝流程如下：

(1)制備硫酸亞鐵

用硫酸溶解鐵皮的方法獲得硫酸亞鐵，反應式如下：

Fe+H₂SO₄→FeSO₄+H₂↑

反應溫度40-80℃，硫酸濃度10-20％(wt)；

(2)制備硫酸高鐵

用濃度為0.5-1mol的硫酸亞鐵溶液，在過量濃硫酸和氯酸鈉的存在下進行氧化反應，生成硫酸高鐵，反應式如下：

6FeSO₄+NaClO₃+3H₂SO₄→3Fe₂(SO₄)₃+NaCl+3H₂O

反應溫度70～85℃，反應時間30分鐘，之后升溫至80℃，再反應15分鐘，經檢驗無亞鐵離子后達標、備用；

(3)制備氫氧化鐵晶核和初步細化

在紫紅色硫酸高鐵溶液中加水稀釋、并攪拌均勻，快速滴加NaOH溶液，迅速形成pH值為6.0～8.0的極濃稠狀棕紅色沉淀，反應式如下：

Fe₂(SO₄)₃+6NaOH＝2Fe(OH)₃↓+3Na₂SO₄

加入預制的親油型微乳液II，加水稀釋，攪拌15分鐘，再加入預制的親水型微乳液I，再攪拌15分鐘以上，即獲得顆粒較細的氫氧化鐵晶核沉淀；

(4)制備氧化鐵黃FeOOH濕漿

將所述的顆粒較細的氫氧化鐵晶核加熱升溫進行氧化水解反應，反應式如下：

2Fe(OH)₃→2FeOOH+2H₂O

先升溫至65～70℃，投入潔凈的鐵皮，并補加硫酸高鐵溶液，繼續升溫至80～83℃、并保持5.5～6.5小時，漿液稠度增加、漿色由紅色轉至黃色為主、pH值漸轉至4～5為止，過濾分離出未參與目的反應的過量硫酸高鐵、硫酸、硫酸鈉之后進行水洗，在無堿和亞鐵離子可檢出時，即得潔凈的鐵黃FeOOH濕漿，待后處理；

(5)鐵黃FeOOH濕漿的后處理

對所述的潔凈鐵黃濕漿用微乳液I和微乳液II作納米級再分散處理，方法如下：在潔凈鐵黃濕漿中加水，并加入以5～10％的稀NaOH溶液，調pH值至7-13，升溫至30-80℃，中速攪拌，先加微乳液II，攪拌后，再加微乳液I，在30-80℃下反應2-3小時后經沉淀過濾、沖洗去堿、烘干得透明氧化鐵黃；

(6)透明氧化鐵黃的再處理得透明氧化鐵紅

將所述的透明氧化鐵黃在250-300℃環境中焙燒1.5-3小時，得透明氧化鐵紅。