[發明專利]一種硅酸鋯包裹型硫化鈰大紅色料的制備方法及其制得的產品

有效

• 申請號: 201410292920.5
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104016717A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 李月明;王竹梅;劉順國;章彧;沈宗洋;謝志翔;李志科
• 申請（專利權）人: 景德鎮陶瓷學院
• 主分類號: C04B41/85
• 分類號: C04B41/85
• 代理公司: 廣州廣信知識產權代理有限公司 44261
• 代理人: 李玉峰

技術領域

本發明涉及無機顏料技術領域，尤其涉及一種硅酸鋯包裹型硫化鈰大紅色料的制備方法及其制得的產品。

背景技術

硫化鈰(γ-Ce₂S₃)，呈現大紅色，由于對紫外線具備優異的吸收能力，因而其顯色能力很強；此外還具有無毒、強遮蓋力、高熔點等特點，在還原氣氛下有著良好的穩定性，因此作為無機顏料在塑料、涂料、油墨、化妝品等領域有著廣泛的應用。然而，由于Ce元素對氧具有很強的親和力，從而導致γ-Ce₂S₃在350℃以上就會氧化分解；此外，其在酸性條件下也極易分解釋放出H₂S氣體，因此提高γ-Ce₂S₃的抗氧化能力和化學穩定性在生產及應用中具有重大意義。為解決上述問題，材料工作者提出了以下二種技術：一是在γ-Ce₂S₃的制備過程中摻入堿金屬和堿土金屬等元素，這樣可實現在較低溫度下制備出γ相Ce₂S₃，但對其穩定性并無多大改善；二是對色料進行包裹，即采用高溫穩定性好、化學穩定性優良且無色透明的礦物相包覆γ-Ce₂S₃紅色顏料，以提高色料產品性能并實現γ-Ce₂S₃紅色顏料在更廣范圍內的應用。

硅酸鋯ZrSiO₄具有熔點高、折射率大、化學性能穩定、抗高溫熔體侵蝕等特點，已成為陶瓷色料首選的包裹相材料，并且通過對硫硒化鎘、炭黑等色料進行ZrSiO₄包裹制備，已經實現了其在陶瓷領域的實際應用。目前，制備ZrSiO₄主要有固相法和液相法。固相法制備硅酸鋯需要1400℃以上的合成溫度，而且固相法合成的鋯基包裹色料具有包裹率低和呈色性能差的缺陷，因此最終的成品色料產品應用性差。而液相法可以具有較低的合成溫度，并且具有均勻合成的特性，通過該法制備的色料包裹率遠高于固相法，同時還可以提高呈色能力，減少資源浪費和減輕環境壓力。然而，γ-Ce₂S₃在堿性溶液中不會分解，而Zr⁴⁺在堿性條件下極易水解生成Zr(OH)₄沉淀，不利于在γ-Ce₂S₃的表面形成均勻包裹層。因此，目前現有技術還難以實現ZrSiO₄對γ-Ce₂S₃的包裹，從而極大地制約了硫化鈰紅色料產品性能的提高及應用領域的擴展。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種能耗低、設備和工藝簡單、適合工業化生產的硅酸鋯包裹型硫化鈰大紅色料的制備方法，以獲得高溫穩定性及化學穩定性好、分散性良好的硅酸鋯包裹型硫化鈰大紅色料，實現包裹型γ-Ce₂S₃紅色料的技術突破，從而提高成品色料性能，拓寬其應用領域。本發明的另一目的在于提供上述制備方法制得的大紅色料產品。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

本發明提供的一種硅酸鋯包裹型硫化鈰大紅色料的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備原料溶液

硫化鈰懸浮液：將γ-Ce₂S₃色料與分散劑、去離子水共混并分散均勻而得到硫化鈰懸浮液；

鋯源溶液：將Zr⁴⁺鋯源溶于去離子水中攪拌均勻，并加入檸檬酸和礦化劑攪拌使之勻化而得到鋯源溶液；

硅源溶液：將Si⁴⁺硅源與乙醇混合均勻而得到硅源溶液；

按照摩爾比Si⁴⁺∶Zr⁴⁺∶檸檬酸∶γ-Ce₂S₃色料∶礦化劑∶乙醇＝1∶1.2～1.3∶1.2～2∶0.2～0.5∶0.3～0.8∶6～12；

(2)將所述硅源溶液加入鋯源溶液中攪拌混合，勻化后調節混合溶液pH值呈堿性而得到包裹層前驅液；

(3)將所述硫化鈰懸浮液加入到包裹層前驅液中，勻化分散后加入水熱反應釜中進行水熱反應，反應產物洗滌干燥后得到混合粉體；

(4)所述混合粉體在非氧化氣氛下進行熱處理，得到硅酸鋯包裹型硫化鈰大紅色料。