[發明專利]一種高效清潔制備黏土礦物雜化鉍黃顏料的方法

在審

• 申請號: 202210071218.0
• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114410127A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 王愛勤;牟斌;王曉雯;吳磊;許江;康玉茹
• 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

本發明涉及一種高效清潔制備黏土礦物雜化鉍黃顏料的方法，屬于納米雜化顏料的制備技術。該方法是將黏土礦物、鉍源、釩源加入雙螺桿擠出機，在不加或加入鉬源后，采用雙螺桿擠出機制備前驅體，然后將前驅體經500~900℃高溫晶化30~180min得到黏土礦物雜化鉍黃顏料。采用雙螺桿擠出機制備黏土礦物雜化鉍黃顏料，不僅解決了固相法間歇性生產、耗能大的技術難題，也避免了液相法產率低、廢棄物多和步驟繁雜的缺陷。本發明所述方法能耗低、產率高、綠色清潔，生產成本低，適合工業化連續性生產。

技術領域

本發明涉及一種制備聚合物著色補強用黏土礦物雜化鉍黃顏料的方法，屬于納米雜化顏料的制備技術。

背景技術

鉍黃顏料是一種以釩酸鉍為主要要發色成分的高性能環保無機顏料，具有良好的耐光性、耐酸堿性和耐化學穩定性，不滲色不遷移且著色力高，可直接取代傳統鉛鎘黃色無機顏料，有望從根本上解決在生產和使用顏料過程中的毒害。但與傳統鉛鎘黃色無機顏料相比，鉍黃顏料生產成本較高，同時耐熱性能在無機顏料中較差。研究表明，引入黏土礦物等無機基體，不僅可以有效降低鉍黃顏料成產成本，同時可以提升鉍黃顏料顏色性能和耐熱性能。目前，相關制備技術主要包括固相法和液相法，其中固相法多采用高能球磨等機械力化學法，屬于間歇性制備技術，所需能耗較高；液相法制得顏料粒度小、純度高，鍛燒溫度也比固相反應低且易控制，但是制備過程復雜，制備成本較高，顏料產率比較低，伴隨有大量廢液產生。兩種方法在工業實際生產中很難大規模推廣。

雙螺桿擠出是一種聚合物加工技術，被廣泛用于反應加工（包括聚合和接枝反應）、混合與共混、脫揮以及熱塑性塑料型材擠出。本發明基于雙螺桿擠出過程中填料與聚合物基體之間的相互作用啟發，利用在雙螺桿擠出過程中產生的剪切、碾壓、捏合等作用制備高性能低成本黏土礦物雜化鈷藍顏料。

發明內容

本發明目的在于提供一種高效清潔制備黏土礦物雜化鉍黃顏料的方法，解決固相法和液相法制備鈷藍顏料的技術缺陷，發展無機顏料高效清潔制備新技術。

一、高效清潔制備黏土礦物雜化鉍黃顏料的方法

本發明制備黏土礦物雜化鉍黃顏料的方法，是將黏土礦物與鉍源、釩源加入雙螺桿擠出機，在不加或加入鉬源后，在雙螺桿擠出機中利用在雙螺桿擠出過程中產生的剪切、碾壓、捏合等作用制備前驅體，然后將前驅體經500 ~ 900℃高溫晶化30 ~ 180 min得到黏土礦物雜化鉍黃顏料。

所述雙螺桿擠出機是同向旋轉雙螺桿擠出機、差速同向旋轉雙螺桿擠出機、異向內旋轉雙螺桿擠出機、雙階雙螺桿擠出機中的一種。

所述黏土礦物為蛇紋石-高嶺石族、滑石-葉臘石族、云母族、海泡石族、蒙皂石族、伊利石族、蛭石族、綠泥石族和水鋁英石中的至少一種。

所述鉍源硝酸鉍、硫酸鉍、氯化鉍、醋酸鉍、氧化鉍、鉍酸鈉、檸檬酸鉍銨、次硝酸鉍、鈦酸鉍中的至少一種，其鉍源與黏土礦物的質量比為1:3 ~ 1:0.05。

所述釩源為偏釩酸銨、偏釩酸鈉、釩酸鈉、偏釩酸鉀、五氧化二釩、氧化釩中的至少一種，釩源與鉍源的質量之比為1:5 ~ 1:1。

所述鉬源為鉬酸鈉、鉬酸銨、鉬酸鉀、磷鉬酸納中的至少一種，鉍源與鉬源的物質的量之比為1:20 ~ 1:0.25。

二、黏土礦物雜化鉍黃顏料的結構和性能表征

1、黏土礦物雜化鉍黃顏料的X-射線衍射譜圖