[發明專利]一種1:1型硅酸鹽礦物摻雜的鉍黃雜化顏料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711094973.6
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107760063B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 牟斌;王愛勤;王曉雯;王文波;康玉茹;汪琴;宗莉;朱永峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C09C1/00
• 分類號: C09C1/00;C09C3/06
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明公開了一種1:1型硅酸鹽礦物摻雜的鉍黃雜化顏料，是將鉍鹽溶于硝酸溶液中，加入1:1型硅酸鹽礦物分散均勻；將釩源溶于硝酸水溶液或堿的水溶液中，然后加入到含有硅酸鹽礦物的鉍溶液中，調節反應體系的pH=7~10，攪拌反應，得到黃色沉淀，過濾、洗滌后直接置于馬弗爐中煅燒處理，即得1:1型硅酸鹽礦物摻雜的鉍黃雜化顏料。本發明通過引入1:1型硅酸鹽礦物，利用其Al₂O₃和SiO₂組分對BiVO₃晶格的摻雜作用，提升了鉍黃顏料的顏色性能，有效控制了鉍黃納米粒子的粒徑和粒徑分布，避免游離團聚體的形成；同時大幅降低鉍黃顏料的生產成本，實現了1:1型硅酸鹽礦物資源的高值化利用，拓展鉍黃顏料的應用領域。

技術領域

本發明涉及一種鉍黃雜化顏料的制備，尤其涉及一種1:1型硅酸鹽礦物摻雜的鉍黃雜化顏料及其制備方法，屬于環保無機顏料技術領域。

背景技術

隨著環保法規要求的日益嚴厲，禁止使用傳統鉻、鎘、鉛顏料已全面開始實施。因此，亟需尋求具有同等性能的環保型替代品。在黃、橙顏料領域，傳統的鉻黃顏料飽和度高，遮蓋力優異，耐久性好，能取代它們的只能是有機顏料，但其遮蓋力相比相差很大，在顏色飽和度和耐久性方面也滿足不了實際的要求。近年來，混相金屬氧化物被廣泛應用于解決上述有機顏料替代品存在的固有問題。其中，釩酸鉍（鉍黃）被公認為一種無毒、耐候性好、色澤明亮的高性能環保黃色無機顏料，可以不用混配有機顏料而直接取代傳統鎘黃和鉻黃。但鉍黃顏料生產成本遠高于傳統鎘黃和鉻黃顏料，因此，鉍黃應用于也僅限許多高檔制品，如高級室內裝修漆、玩具和轎車面漆等。此外，煅燒或二次煅燒是提升混相金屬氧化物顏料結晶度和色相的有效手段之一，但如何避免鉍黃顏料粒子在煅燒過程中發生團聚、燒結、尺寸增大等現象，也是目前顏料領域廣大學者一直待解的難題。

研究表明，通過引入離子半徑相近的摻雜離子或引入無機基底材料是解決上述難題的有效手段。通過引入一定量的摻雜離子（Mg²⁺、Ca²⁺、Al³⁺、Si⁴⁺、稀土離子等），不僅可以改善鉍黃顏料的顏色性能（J. Solid State Chem., 2004, 177, 4175-4182；Chinese J.Struct. Chem. 2014, 33, 1436-1442），同時還有效提升鉍黃顏料的耐熱性能（鉍釩為基礎摻雜的黃色無機顏料及其制備方法和應用，CN 106349756 A）。此外，引入硫酸鋇等基底材料，可以降低鉍黃顏料的生產成本（Dye Pigments, 2016, 128, 49-53）。但是，這種對顏色及耐熱性能的提升和生產成本的降低較為有限。相比之下，天然黏土礦物由于儲量豐富、價格低廉、綠色環保和優異的耐熱性能等，是構筑此類基底型環保無機雜化顏料的理想基底材料，尤其是1:1型層狀硅酸鹽礦物。

發明內容

為了克服現有技術缺陷，本發明旨在提供一種價廉且顏色性能優異的1:1型硅酸鹽礦物摻雜的鉍黃雜化顏料及其制備方法。

一、鉍黃雜化顏料的制備

本發明1:1型硅酸鹽礦物摻雜的鉍黃雜化顏料的制備方法，是將鉍鹽溶于硝酸溶液中，加入1:1型硅酸鹽礦物分散均勻，得含有硅酸鹽礦物的鉍溶液；將釩源溶于硝酸水溶液或堿的水溶液中，然后加入到含有硅酸鹽礦物的鉍溶液中，滴加堿的水溶液調節反應體系的pH =7~10，攪拌反應2~12 h，得到黃色沉淀，過濾、洗滌后直接置于馬弗爐中，在300~800℃下煅燒0.5~4 h，即得種1:1型硅酸鹽礦物摻雜的鉍黃雜化顏料產品。

所述鉍鹽為硝酸鉍、硫酸鉍、氯化鉍、醋酸鉍中的至少一種。所述溶解鉍鹽的硝酸溶液濃度太低，不能有效防止Bi³⁺的水解；濃度太高，耗酸量和污染較大，同時對工業化設備的防腐要求較高，不易實現。實驗表明，溶解鉍鹽的硝酸溶液濃度為0.01~5 mol·L^-1最為適宜。