CN101445397B - 一种二步制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二步制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，在Ce1-xPrxO2发色单元外包裹SiO2包裹层，该方法按照以下步骤实施，按常规方法制得Ce1-xPrxO2颜料粉体；将Triton X-100、C5H12O、C6H12、H2O按照2～3∶1～2∶5～7∶2～3的质量比混合搅拌均匀制得微乳液体系；将Ce1-xPrxO2颜料粉体分散于微乳液体系中，加入TEOS正硅酸乙酯，搅拌时加入NH3·H2O，控制pH值为8～10，待TEOS完全水解，生成硅溶胶溶液；将硅溶胶溶液抽滤，清洗滤渣、烘干、煅烧、研磨，制得具有核壳结构的Ce1-xPrxO2/SiO2高温红色陶瓷颜料。本发明的二步制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，可以提高红色陶瓷颜料高温抗玻璃熔体侵蚀性。

Description

一种二步制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法
技术领域
本发明属于颜料制备技术领域，涉及一种提高颜料高温抗玻璃熔体侵蚀性的方法，具体涉及一种二步制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法。
背景技术
红色陶瓷颜料作为一种基础装饰材料，在陶瓷制品装饰中具有十分重要的地位，其研究应用已具有千百年的历史。通常将其划分为普通红色颜料、硫化物红色颜料、包裹红色颜料、新型红色颜料。在高温下绝大多数传统红色颜料的呈色性能都不理想，目前能够用于陶瓷中的红色颜料，如：锆铁红和镉硒红。锆铁红在高温下呈色不够鲜艳。镉硒红是一种有毒颜料，温度超过900℃，即发生高温分解，不能呈现出红色。镨铈红颜料Ce1-xPrxO2具有耐腐蚀、高温稳定性好、低毒性和无放射性等优点，是红色有毒颜料的良好替代品。其中x值取决于对颜料红度值的要求，随着x值的不同，该颜料的颜色呈现出由粉红、正红变为棕红的色调。但高温条件下Ce1-xPrxO2陶瓷颜料易被玻璃熔体侵蚀，呈色不理想，成为阻碍Ce1-xPrxO2陶瓷颜料发展的瓶颈问题。因此，提高Ce1-xPrxO2陶瓷颜料高温抗玻璃熔体侵蚀性已成为解决其瓶颈问题的关键技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种二步制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，在Ce1-xPrxO2陶瓷颜料外包裹一层SiO2，形成具有核壳结构的Ce1-xPrxO2/SiO2陶瓷颜料，该陶瓷颜料在高温下不易被玻璃熔体侵蚀。
本发明所采用的技术方案是，一种二步制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，在Ce1-xPrxO2发色单元外包裹SiO2包裹层。
本发明方法的特点还在于：
在Ce1-xPrxO2发色单元外包裹SiO2包裹层，具体按照以下步骤实施，
步骤1：按常规方法制得Ce1-xPrxO2颜料粉体；
步骤2：按照2～3∶1～2∶5～7∶2～3的质量比，分别取聚乙二醇辛基苯基醚Triton X-100、C5H12O、C6H12和H2O，混合搅拌均匀，得到微乳液体系，根据该微乳液体系平衡时的电导率确定最大增溶水量，根据该最大增溶水量确定添加NH3·H2O的用量；
步骤3：将步骤1得到的Ce1-xPrxO2颜料粉体分散于步骤2得到的微乳液体系中，再加入正硅酸乙酯TEOS，形成混合溶液，控制该混合溶液中Si与Ce的摩尔比为1∶2～8，根据步骤2确定的NH3·H2O的用量，取NH3·H2O，并在搅拌条件下缓慢加入混合溶液中，控制溶液的pH值为8～10，至TEOS正硅酸乙酯完全水解，生成硅溶胶溶液；
步骤4：将步骤3生成的硅溶胶溶液抽滤，清洗滤渣，并烘干、煅烧、研磨，制得具有核壳结构的Ce1-xPrxO2/SiO2高温红色陶瓷颜料。
本发明的二步制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，通过采用SiO2为包裹层，制备出具有核壳结构的Ce1-xPrxO2/SiO2高温红色陶瓷颜料，达到提高其高温抗玻璃熔体侵蚀性的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明二步制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，在Ce1-xPrxO2发色单元外包裹SiO2包裹层，形成具有核壳结构的Ce1-xPrxO2/SiO2高温红色陶瓷颜料，具体按以下步骤进行：
步骤1：按照常规方法，采用Ce(NO3)3·6H2O、Pr(NO3)3·6H2O为主要原料，按化学计量比称量后加入燃烧剂C6H8O7，以无水乙醇作为分散剂，研磨成膏状混和物。混合物装入容器内再放入电炉中，迅速升温至反应物着火温度(300℃)，使其发生低温燃烧反应，待反应完全后得到所要合成的Ce1-xPrxO2颜料粉体；
步骤2：按照2～3∶1～2∶5～7∶2～3的质量比，分别取聚乙二醇辛基苯基醚Triton X-100、C5H12O、C6H12和H2O，混合搅拌均匀，得到微乳液体系，根据该微乳液体系平衡时的电导率确定最大增溶水量，根据该最大增溶水量确定添加NH3·H2O的用量；
步骤3：将步骤1得到的Ce1-xPrxO2颜料粉体分散于步骤2得到的微乳液体系中，再加入正硅酸乙酯TEOS，形成混合溶液，控制该混合溶液中Si与Ce的摩尔比为1∶2～8，根据步骤2确定的NH3·H2O的用量，取NH3·H2O，并在搅拌条件下缓慢加入混合溶液中，控制溶液的pH值为8～10，至TEOS正硅酸乙酯完全水解，生成硅溶胶溶液；
步骤4：将步骤3生成的硅溶胶溶液抽滤，将滤渣清洗数次后，在烘干箱中于60℃烘干，在高温炉中煅烧后研磨，得到具有核壳结构的Ce1-xPrxO2/SiO2高温红色陶瓷颜料。
为了提高Ce1-xPrxO2陶瓷颜料在高温条件下的耐侵蚀性，本发明方法以本身没有颜色而且具有高温稳定性的SiO2作为包裹壳层，Ce1-xPrxO2作为呈色核，制备出具有核壳结构的Ce1-xPrxO2/SiO2包裹型陶瓷颜料，以提高Ce1-xPrxO2陶瓷颜料的高温抗玻璃熔体侵蚀性。该核壳结构颜料具有以下两个特征：(1)颜料由两种或两种以上的晶体物质组成，这些晶体之间不会形成固溶体，并且其中一种晶型是发色体，而其他的晶型没有颜色；(2)从颜料角度来考虑，核壳结构颜料在釉/坯中之所以能够发色，不是因为加入核壳结构颜料在釉/坯中引入能够发色的离子，而是因为在釉/坯中引入了能够显色的个体(晶体)。
实施例1
按摩尔比0.99∶0.01称量Ce(NO3)3·6H2O和Pr(NO3)3·6H2O进行混合，得到氧化剂，取燃烧剂C6H8O7加入该氧化剂中，氧化剂与燃烧剂的摩尔比为2∶1，以无水乙醇作为分散剂，将上述混合物研磨成膏状。混合物装入容器内再放入电炉中，迅速升温至反应物着火温度(300℃)，使其发生低温燃烧反应，待反应完全后即得到Ce1-xPrxO2颜料粉体。按质量比2∶1∶5∶2分别取Triton X-100、C5H12O、C6H12和H2O，混合均匀，制得微乳液体系，根据微乳液体系平衡时的电导率确定最大增溶水量，根据该最大增溶水量确定添加NH3·H2O的用量，将制得的Ce1-xPrxO2颜料粉体分散于制得的微乳液体系中，并加入正硅酸乙酯TEOS，形成混合溶液，控制该混合溶液中Si与Ce的摩尔比为1∶2，按照确定的NH3·H2O的用量取NH3·H2O，在搅拌条件下，将NH3·H2O缓慢加入混合溶液中，调节其pH值为8。待正硅酸乙酯TEOS完全水解，生成硅溶胶，抽滤，将滤渣清洗数次，在烘干箱中于60℃烘干，在高温炉中煅烧后研磨，得到具有核壳结构的Ce1-xPrxO2/SiO2高温粉红陶瓷颜料。该高温粉红陶瓷颜料由CIE-LAB 1976色标确定的色度坐标为L*＝63.8，a*＝16.2，b*＝20.5。
实施例2
按摩尔比0.95∶0.05称量Ce(NO3)3·6H2O、Pr(NO3)3·6H2O进行混合得到氧化剂，取燃烧剂C6H8O7加入该氧化剂中，氧化剂与燃烧剂的摩尔比为1∶1，以无水乙醇作为分散剂，将上述混合物研磨成膏状。混合物装入容器内再放入电炉中，迅速升温至反应物着火温度(300℃)，使其发生低温燃烧反应，待反应完全后即得到所要合成的Ce1-xPrxO2颜料粉体。按质量比2.5∶1.5∶6∶2.5分别取Triton X-100、C5H12O、C6H12和H2O，混合均匀，制得微乳液体系，根据微乳液体系平衡时的电导率确定最大增溶水量，根据该最大增溶水量确定添加NH3·H2O的用量，将制得的Ce1-xPrxO2颜料粉体分散于制得的微乳液体系中，并加入正硅酸乙酯TEOS，形成混合溶液，控制该混合溶液中Si与Ce的摩尔比为1∶5，按照确定的NH3·H2O的用量取NH3·H2O，在搅拌条件下，将NH3·H2O缓慢加入混合溶液中，调节其pH值为9。待正硅酸乙酯TEOS完全水解，生成硅溶胶，抽滤，将滤渣清洗数次，在烘干箱中于60℃烘干，在高温炉中煅烧后研磨，得到具有核壳结构的Ce1-xPrxO2/SiO2高温正红陶瓷颜料。该高温正红陶瓷颜料由CIE-LAB 1976色标确定的色度坐标为L*＝60.7，a*＝26.4，b*＝25.6。
实施例3
按摩尔比0.85∶0.15称量Ce(NO3)3·6H2O、Pr(NO3)3·6H2O进行混合得到氧化剂，取燃烧剂C6H8O7加入该氧化剂中，氧化剂与燃烧剂的摩尔比为3∶1，以无水乙醇作为分散剂，将上述混合物研磨成膏状。混合物装入容器内再放入电炉中，迅速升温至反应物着火温度(300℃)，使其发生低温燃烧反应，待反应完全后即得到所要合成的Ce1-xPrxO2颜料粉体。按质量比3∶2∶7∶3分别取Triton X-100、C5H12O、C6H12和H2O，混合均匀，制得微乳液体系，根据微乳液体系平衡时的电导率确定最大增溶水量，根据该最大增溶水量确定添加NH3·H2O的用量，将制得的Ce1-xPrxO2颜料粉体分散于制得的微乳液体系中，并加入正硅酸乙酯TEOS，形成混合溶液，控制该混合溶液中Si与Ce的摩尔比为1∶8，按照确定的NH3·H2O的用量取NH3·H2O，在搅拌条件下，将NH3·H2O缓慢加入混合溶液中，调节其pH值为10。待正硅酸乙酯TEOS完全水解，生成硅溶胶，抽滤，将滤渣清洗数次，在烘干箱中于60℃烘干，在高温炉中煅烧后研磨，得到具有核壳结构的Ce1-xPrxO2/SiO2高温棕红陶瓷颜料。该高温棕红陶瓷颜料由CIE-LAB 1976色标确定的色度坐标为L*＝56.1，a*＝20.6，b*＝22.3。
本发明的二步制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，通过采用SiO2为包裹层，制备出具有核壳结构的Ce1-xPrxO2/SiO2高温红色陶瓷颜料，达到提高其高温抗玻璃熔体侵蚀性的目的。

Claims (1)

1.一种二步制备核壳结构高温红色陶瓷颜料的方法，其特征在于，在Ce1-xPrxO2发色单元外包裹SiO2包裹层，具体按照以下步骤实施，
步骤1：按常规方法制得Ce1-xPrxO2颜料粉体；
步骤2：按照2～3∶1～2∶5～7∶2～3的质量比，分别取聚乙二醇辛基苯基醚Triton X-100、C5H12O、C6H12和H2O，混合搅拌均匀，得到微乳液体系，根据该微乳液体系平衡时的电导率确定最大增溶水量，根据该最大增溶水量确定添加NH3·H2O的用量；
步骤3：将步骤1得到的Ce1-xPrxO2颜料粉体分散于步骤2得到的微乳液体系中，再加入正硅酸乙酯TEOS，形成混合溶液，控制该混合溶液中Si与Ce的摩尔比为1∶2～8，根据步骤2确定的NH3·H2O的用量，取NH3·H2O，并在搅拌条件下缓慢加入混合溶液中，控制溶液的pH值为8～10，至TEOS正硅酸乙酯完全水解，生成硅溶胶溶液；
步骤4：将步骤3生成的硅溶胶溶液抽滤，清洗滤渣，并烘干、煅烧、研磨，制得具有核壳结构的Ce1-xPrxO2/SiO2高温红色陶瓷颜料。
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