[發明專利]一種球形鈷藍色料的制備方法

有效

• 申請號: 201610964386.7
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN106495235B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 常鷹;董仕節;王輝虎;何瑤;萬國建
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: C01G51/00
• 分類號: C01G51/00;B82Y40/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 汪俊鋒

技術領域

本發明屬于精細陶瓷技術領域，具體涉及一種球形鈷藍色料的制備方法。

背景技術

藍色是三大主要基色之一，許多中間色和復合色缺其不可，因而藍色成為五彩繽紛色彩的主要組成部分。鈷藍色料具有色澤鮮明，耐候性和耐酸堿性好，能適應各種熔劑，耐熱可達 1200℃，這是一般色料所不能及的，而這些優異性能使其成為不可替代的產品。鈷藍(CoAl₂O₄)是一種具有普通尖晶石結構的藍色陶瓷顏料,尖晶石型金屬氧化物的化學式通式為AB₂O₄或A0.B₂0₃,通常A為Zn²⁺、Ni²⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺、Co²⁺等正二價離子,B為Cr³⁺、Fe³⁺、Al³⁺等正三價離子。對于每個AB₂O₄型尖晶石晶胞來說,都含有8個AB₂O₄分子,即32個密堆積O^2-離子,16個B³⁺離子和8個A²⁺離子。尖晶石結構可以看做32個O^2-立方密堆積,共產生32個八面體空隙和64個四面體空隙,金屬離子根據離子半徑比和晶體場穩定能的大小分布填入其中。傳統鈷藍色料亦屬于尖晶石型結構。鈷離子為A,填充于1/8四面體空隙中,形成[CoO₄]四面體,鋁離子為B,填充于1/2八面體空隙中,形成[AlO₆]八面體。其中Co²⁺和A1³⁺的分布分兩種極端情況:Co²⁺占據四面體空間,A1³⁺占據八面體空間稱為正尖晶石,C0Al₂O₄; A1³⁺占據所有的四面體空間,Co²⁺和A1³⁺分別占據相等的八面體空間,稱為反尖晶石,A1[CoA1]O₄,另一種情況介于上述兩種情況之間,Co²⁺和A1³⁺隨機分布于四面體空間和八面體空間,形成中間過渡類型部分反尖晶石結構,C0Al₂O₄晶胞對稱性好,體積大,結構穩定,呈完好的立方晶形,均是由這種結構特點決定的，該結構的材料在顏料領域中廣泛使用。

但從經濟、能源及可持續發展方面考慮,鈷是稀缺元素,占地殼含量的19-29 ppm,排第32位。且鈷礦石地理分布不均衡(主要分布在剛果、贊比亞、加拿大等國),冶煉非常困難,導致鈷原料價格昂貴。因此,在保證鈷藍色料性能的前提下,進一步改善其生產技術和工藝、降低成本,是目前鈷藍色料的發展趨勢。此外，將色料應用在陶瓷噴墨打印上已成為當前色料發展趨勢,這意味著陶瓷墨水中無機色料需具備傳統的性能如良好的理化性能、顯色效果和高溫穩定性之外，對色料粉體顆粒形貌與大小的也提出了要求。細小的球形顆粒在噴墨打印過程中可以保證墨水內摩擦力小,降低顆粒對高速噴嘴的磨損，從而更利于顏料的調制與印刷。