CN101429053B - 铁锆红色料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铁锆红色料的制备方法，其特征在于依次由下述过程制备：(1)液相反应：将氧氯化锆、硫酸亚铁和五水偏硅酸钠在水中进行液相反应；(2)分离、干燥：将液相反应产生的固液悬浮物进行分离、干燥；(3)预煅烧：将干燥物粉碎后，在750～850℃条件下煅烧2～3小时；(4)混料：将预煅烧产物与氟化锂、氟硅酸钠和氟化钠混合均匀；(5)煅烧：将步骤(4)中的混合物在900～1000℃条件下煅烧2～5小时；(6)后加工：再将烧结的固体物料进行磨碎、酸洗、水洗、干燥后筛分。这种液相反应与固相反应结合的方法提高了高温固相反应包裹率，合成出了发色鲜艳，发色力强，高温非常稳定的铁锆红色料产品。

Description

铁锆红色料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种铁锆红色料的制备方法。
背景技术
铁锆红色料属于包裹型锆英石色料，其中发色的氧化铁被ZrSiO4的晶体所包裹而呈现红色。
以前的铁锆红色料的生产技术主要是采用传统的陶瓷色料的合成工艺，主要有称量混料、煅烧、水洗酸洗、粉碎等工序，其具体过程如下：
混料：将原料二氧化锆、二氧化硅、氧化铁红以及矿化剂一起混合均匀。
煅烧：将混后的物料在高温窑炉内煅烧，物料在窑炉内进行高温固相反应，合成出色料产品。
水洗、酸洗：经过水洗酸洗将未充分合成好的原料洗出去以免影响产品的正常发色。
粉碎：将高温合成的色料产品粉碎至适宜使用的细度。
传统固相合成方法制备的铁锆红色料具有包裹率低，发色浅，高温稳定性低等不足。
利用辛基苯基聚氧乙烯醚(triton X-100)/正己醇，环己烷所形成的水/油型微乳液首先获得了Fe-ZrSiO4红色陶瓷颜料的前驱体，经煅烧后合成了包裹型的锆铁红陶瓷颜料(文章出处：《硅酸盐学报》-2006年34卷11期-1331-1334页)。
通过溶胶-凝胶法制备，即用正硅酸乙脂(C2H5)4SiO4水解而引入二氧化硅的方法制备。
以上两种方法都还没有用于大量生产的报道，其主要缺点是都采用了比较昂贵的有机物或有机溶剂，从而限制了工业化的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的铁锆红色料的制备方法，以提高包裹率。
本发明采用如下技术方案：一种铁锆红色料的制备方法，依次由下述过程制备：
(1)液相反应：将氧氯化锆400～600重量份、硫酸亚铁400～600重量份和五水偏硅酸钠200～400重量份在水中进行液相反应；
(2)分离、干燥：将液相反应产生的固液悬浮物进行分离、干燥，干燥后的物料含水率＜1～6％；
(3)预煅烧：将干燥物粉碎后，在750～850℃条件下煅烧2～3小时；
(4)混料：按每1000重量份的预煅烧产物与10～30重量份的氟化锂、2～30重量份的氟硅酸钠和2～20重量份的氟化钠混合均匀；
(5)煅烧：将步骤(4)中的混合物在900～1000℃条件下煅烧2～5小时；
(6)后加工：再将烧结的固体物料进行磨碎、酸洗、水洗、干燥后筛分。
所述液相反应过程可以按下述方法操作：先将氧氯化锆、硫酸亚铁和五水偏硅酸钠分别用水溶解成溶液；然后在搅拌下将硫酸亚铁溶液加入到氧氯化锆溶液当中去混合均匀，再将偏硅酸钠溶液加入到混合溶液，得到乳白色粘稠状胶体；搅拌下用NaOH溶液调节pH值到6.5～7.5，白色胶体变成草绿色，并有褐色物质出现，随着时间的变长，褐色物质也增多；反应结束后静置，自然絮凝分层。
所述步骤(2)中干燥后的物料含水率最好控制＜5％。
本发明的铁锆红色料的制备方法采用液相反应与固相反应相结合的工艺，通过液相反应能够使反应物充分接触，反应充分完全，反应后生成物颗粒粒径小、接触充分紧密、混合均匀，对合成色料的稳定性有非常好的作用；通过预煅工序可以将物料中的结合水充分排出，减少了对色料晶体合成过程中的不利影响，提高了色料的包裹率；通过高温固相反应使锆英石型晶体更加稳定，增强色料的耐高温性能。这种液相反应与固相反应结合的方法提高了高温固相反应包裹率，合成出了发色鲜艳，发色力强，高温非常稳定的铁锆红色料产品。克服了发色强度弱，稳定性不好的缺点，使产品质量与目前市场上的产品有了质的提高。通过调整硫酸亚铁与氧氯化锆和偏硅酸钠的比例可以调整产品的颜色深浅。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。
对本发明的制备方法详细说明如下：
主要原材料有：氧氯化锆、硫酸亚铁、偏硅酸钠、氢氧化钠、氟化锂、氟硅酸钠、氟化钠。
制备过程详细说明如下：
1、液相反应过程
(1)溶解：将下述原料分别用5倍水溶解至无色透明的溶液，以便于液相反应时的充分接触：
氧氯化锆        400～600g；
硫酸亚铁        400～600g；
五水偏硅酸钠    200～400g；
(2)反应：①先将氧氯化锆溶液抽到搅拌反应桶内，在搅拌下将硫酸亚铁溶液加入到氧氯化锆溶液中，无明显变化，继续搅拌30分钟至充分混合均匀；
②搅拌下将偏硅酸钠溶液加入到①中形成的混合溶液中，立即有白色不溶物质产生，搅拌不消失，随着偏硅酸钠溶液加入量的增多，不溶物也随之增多，最终得到乳白色，粘稠状胶体；
③搅拌下用5％的NaOH溶液调节PH值到7，白色胶体变成草绿色，并有褐色物质出现，随着时间的变长，褐色物质也增多；
④反应结束继续搅拌30分钟，然后静置一小时，自然絮凝分层；
利用液相反应，以使物料间充分接触进行反应。液相反应的优点是物料间接触均匀，反应充分完全，反应后生成物颗粒粒径小、接触充分紧密，对合成色料的稳定性有非常好的作用。通过调整原料中硫酸亚铁与氧氯化锆和五水偏硅酸钠的比例，可以调节产品中氧化铁被ZrSiO4的比例，
2、分离、干燥过程
(1)分离：将液相反应后产生的固液悬浮物，在压滤机内进行压滤脱水，进行脱水，洗涤并分离出生成的固体物料；
(2)干燥：将固体物料进行干燥脱水，并达到规定的干燥标准，即干燥后的物料含水率＜5％；
3、预煅烧过程
(1)粉碎：将干燥后的固体物料进行粉碎，并达到规定的细度标准，细度达到325目；
(6)预煅：将粉碎后的物料煅烧在750～850℃条件下煅烧2～3小时，最佳为在800℃条件下恒温2小时。通过预煅工序可以将物料中的结合水充分排出，减少了对色料晶体合成过程中的不利影响，提高了色料的包裹率。从而有效地提高了产品品质。
4、混料
将粉碎后的预煅料和下述氟化物按重量进行配比：
预煅料        100g
氟化锂        1.0～3.0g
氟硅酸钠      0.2～3.0g
氟化钠        0.2～2.0g。
5、煅烧
经过混料后的物料进行高温煅烧，通过高温固相反应使锆英石型晶体更加稳定，增强色料的耐高温性能。煅烧温度900～1000℃，恒温2～5小时，一般煅烧温度950℃，恒温2小时。
6、后加工
(1)磨碎：将经过煅烧而烧结的固体物料，通过球磨机进行球磨，达到所需的细度325目。
(2)酸洗、水洗：将未充分反应好的原料通过酸洗、水洗工序洗出去；
(3)干燥：将球磨后所得的半成品物料进行干燥；
(4)筛粉：将干燥后所得的半成品物料，通过筛粉机进行粒度分级，使产品达到规定的细度标准。
对比实验：
(1)试样：选用按上述方法制备的铁锆红颜料，其批次如下：H071204-1、H071204-2、H071205-1+、H071205-2+。
(2)对比样品：采用牌号为F2355，为市售产品，公认为目前国际市场上的最好产品。
(3)将上述四个样品与对比样品进行色釉试片对比实验，其结果如下表：
Figure G2008101929490D00071
说明：“色釉试片”是指在相同透明釉料中的发色试片；
L：表示颜色的明度数据，通常用百分数表示，数越大表示发色越浅，数越小表示发色越深；
a：表示红绿值，+a表示偏红色，-a表示偏绿色；
b：表示黄蓝值，+b表示偏黄色，-b表示偏蓝色；
△E：是表示总色差；
△：表示对应参数的差值。
从以上数据可以看出，本发明产品在色釉中的发色效果要优于国际先进水平。

Claims (2)

1.一种铁锆红色料的制备方法，其特征在于依次由下述过程制备：
(1)液相反应：将氧氯化锆400～600重量份、硫酸亚铁400～600重量份和五水偏硅酸钠200～400重量份在水中进行液相反应；
(2)分离、干燥：将液相反应产生的固液悬浮物进行分离、干燥，干燥后的物料含水率＜5％；
(3)预煅烧：将干燥物粉碎后，在750～850℃条件下煅烧2～3小时；
(4)混料：按每1000重量份的预煅烧产物与10～30重量份的氟化锂、2～30重量份的氟硅酸钠和2～20重量份的氟化钠混合均匀；
(5)煅烧：将步骤(4)中的混合物在900～1000℃条件下煅烧2～5小时；
(6)后加工：再将烧结的固体物料进行磨碎、酸洗、水洗、干燥后筛分。
2.如权利要求1所述的铁锆红色料的制备方法，其特征在于所述液相反应过程为：先将氧氯化锆、硫酸亚铁和五水偏硅酸钠分别用水溶解成溶液；然后在搅拌下将硫酸亚铁溶液加入到氧氯化锆溶液当中去混合均匀，再将偏硅酸钠溶液加入到混合溶液，得到乳白色粘稠状胶体；搅拌下用NaOH溶液调节pH值到6.5～7.5，白色胶体变成草绿色，并有褐色物质出现，随着时间的变长，褐色物质也增多；反应结束后静置，自然絮凝分层。
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