[發(fā)明專利]采用微乳液法生產(chǎn)透明氧化鐵顏料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810035691.3
• 申請(qǐng)日: 2008-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN101319099A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王尚弟;王建民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王建民
• 主分類號(hào): C09C1/24
• 分類號(hào): C09C1/24;C09C3/00;C01G49/06
• 代理公司: 上海京滬專利代理事務(wù)所
• 代理人: 沈美英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無機(jī)化工顏料制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種采用微乳液法生產(chǎn)透明氧化鐵顏料的方法。

背景技術(shù)

氧化鐵顏料是一種十分重要的無機(jī)顏料，是各種合成無機(jī)顏料中僅次于鈦白粉、居第二位量大面廣的彩色顏料。氧化鐵系顏料，包括鐵紅、鐵黃、鐵黑、鐵橙、鐵棕，具有顏色多、色譜廣、無毒、價(jià)廉的突出優(yōu)勢(shì)，已被廣泛應(yīng)用于油漆、涂料、建材、橡塑、機(jī)電、煙草、磨料和醫(yī)藥行業(yè)中。

在鐵系顏料中，最大宗的初級(jí)產(chǎn)品是氧化鐵黃(簡稱普黃)，即羥基氧化鐵FeOOH，氧化鐵黃經(jīng)焙燒脫水后變成氧化鐵紅(α-Fe₂O₃)。而氧化鐵黃和氧化鐵紅(簡稱普紅)按不同比例機(jī)械摻混后可得到不同顏色指數(shù)的氧化鐵黑、氧化鐵橙或氧化鐵棕。

對(duì)于顆粒特細(xì)、達(dá)納米級(jí)(nm，10^-9米)尺寸的氧化鐵系顏料，例如透明氧化鐵黃(簡稱透黃)或透明氧化鐵紅(簡稱透紅)等，是由上述普黃、普紅等普通氧化鐵顏料衍生進(jìn)化而來、性能獨(dú)特優(yōu)異的第二代新顏料品種，它們不僅具有上一代普通氧化鐵顏料幾乎所有的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有透明度高、顆粒細(xì)小(最小尺寸方向10-50nm)、比表面積大(為普黃的10倍)、耐日曬等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。

由于納米粒子具有光衍射效應(yīng)，使納米尺寸的透明氧化鐵顏料具有很好的光透射性和光穩(wěn)定性，即使在紫外線照射下，其顏色的衰退仍然相當(dāng)緩慢，因而可用于制造透明氧化鐵清漆、外墻涂料、油漆等具有耐日曬、不變色、耐氣候性要求高場合的色料產(chǎn)品中。所以，透明氧化鐵顏料現(xiàn)已被廣泛用于高檔木制家具、戶外交通標(biāo)志牌、廣告牌、以及建筑、機(jī)電類產(chǎn)品的表面裝飾方面，市場應(yīng)用前景十分廣闊。此外，由于透明氧化鐵顏料的原料成本與上一代的普通氧化鐵顏料相差無幾，而前者市場售價(jià)卻高出許多，因而利潤空間較大，經(jīng)濟(jì)效益更高。

透黃、透紅等氧化鐵顏料，本質(zhì)上是一種納米粉體材料。關(guān)于納米粉體材料的制備方法，現(xiàn)在已開發(fā)出數(shù)十種之多，但真正能投入應(yīng)用、簡便易行，而且又能與現(xiàn)行普黃生產(chǎn)的濕化學(xué)方法相互補(bǔ)、相銜接的，我們認(rèn)為只有溶膠-凝膠法、氣相淀積法、以及微乳液法等少數(shù)幾種，其中微乳液法最具可操作性。氣相淀積法是早期生產(chǎn)透紅的方法，主要機(jī)理是五羰基鐵蒸汽與空氣中的氧發(fā)生燃燒反應(yīng)。由于該法所用的原料羰基鐵價(jià)格昂貴，而且該反應(yīng)需要在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高溫反應(yīng)釜中進(jìn)行，能耗很高，而且不能用于生產(chǎn)透黃，因此該法目前在國內(nèi)外生產(chǎn)量已很少。溶膠-凝膠法，甚至改良的普通膠體沉淀法，國內(nèi)外都有人用于透黃透紅的研究和生產(chǎn)上，其產(chǎn)品質(zhì)量一般、性能不夠穩(wěn)定。

我國近10年來對(duì)透明氧化鐵顏料進(jìn)行了初步的研發(fā)，取得了一些成效，并具備了一定生產(chǎn)能力，但總體上仍存在工藝尚欠成熟，生產(chǎn)成本較高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較差等弊端，與國外先進(jìn)水平差距甚大。

微乳液法，可以在現(xiàn)有生產(chǎn)氧化鐵顏料的基礎(chǔ)上，能通過追加合適的微乳化分散劑細(xì)化顆粒粉至納米級(jí)。該法具有前期工藝基礎(chǔ)成熟、操作方法簡便、原料易得和成本低廉等優(yōu)勢(shì)。但目前這類微乳化分散劑的配方及氧化鐵黃的后續(xù)顆粒細(xì)化工藝尚處研究探索階段，尚未發(fā)現(xiàn)有成功的先例和文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要提供一種工藝相對(duì)比較簡單、生產(chǎn)成本比較低的采用微乳液法生產(chǎn)透明氧化鐵顏料的方法。

本發(fā)明的采用微乳液法生產(chǎn)透明氧化鐵顏料的方法的其特征在于在生產(chǎn)透明氧化鐵顏料的工藝中結(jié)合采用微乳化分散劑(即微乳液)對(duì)氧化鐵黃顆粒作后續(xù)分散性細(xì)化處理至納米級(jí)的方法制成生產(chǎn)透明氧化鐵顏料的初級(jí)產(chǎn)品——透明氧化鐵黃，其中主要涉及微乳化分散劑的制備和應(yīng)用和氧化鐵黃的制備及其后續(xù)的細(xì)化處理兩大關(guān)鍵技術(shù)。

(一)微乳化分散劑的制備和應(yīng)用

本發(fā)明中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(shí)親水型微乳液I和親油型微乳液II根據(jù)被細(xì)化顆粒物質(zhì)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(qiáng)的水溶性物質(zhì)充任，可在水溶性吐溫類、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中選擇，以十二烯基磺酸鈉為優(yōu)選，在微乳化分散劑配方中的用量以每批反應(yīng)后所得鐵黃計(jì)，可選擇0.5％～5％(wt)之間，優(yōu)先選擇0.5％～1.5％(wt)；