CN102146221B - 一种利用亚铁盐制备α-Fe2O3包覆的珠光颜料的方法 - Google Patents

一种利用亚铁盐制备α-Fe2O3包覆的珠光颜料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用亚铁盐制备α-Fe2O3包覆的珠光颜料的方法。以亚铁盐：硫酸亚铁或氯化亚铁为原料，硝酸盐：硝酸钾或硝酸钠或硝酸铵为氧化剂，通过添加微量抑制剂磷酸盐，调节溶液pH＝7～8.5，以一定的速度缓慢加入亚铁盐溶液，同时加入NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌，经过滤、洗涤、烘干，得到α-Fe2O3包覆的云母珠光颜料。本发明由亚铁盐直接制备α-Fe2O3包覆的珠光颜料，既有利于降低成本，又可以将副产亚铁盐变废为宝，减少环境污染。是一种绿色节能的珠光颜料的制备方法。

Description

一种利用亚铁盐制备α-Fe2O3包覆的珠光颜料的方法
技术领域
本发明涉及一种制备α-Fe2O3包覆的珠光颜料的方法，属于颜料制备技术领域。
背景技术
云母氧化铁珠光颜料是一类重要的着色型珠光颜料，它具有光泽柔和、装饰效果好、无毒、耐光、耐热、耐磨、化学稳定性好等优良特性，在高级轿车装饰涂料、军事设备伪装涂料、塑料、皮革、油墨印刷、陶瓷、橡胶、玩具、化妆品、装饰品等领域得到广泛的应用。目前世界范围内研究制备云母珠光颜料的方法主要有化学气相包覆法和化学液相沉积法两种。气相包覆技术是从MOCVD(金属气相沉积)发展起来的一门技术，包覆过程一般在喷射流化床中进行。气相包覆法对设备的要求高，设备价格昂贵，生产成本很高，不能满足市场所需的大量高质量产品的要求，不易于工业化生产。云母珠光颜料的工业化生产主要采用化学液相沉积法。化学液相沉积法主要包括以下几种方法：加碱中和法、沸腾水解法和缓冲溶剂法，其中加碱中和法是目前世界珠光颜料工业化生产应用最普遍的方法。该方法以三价铁盐为原料，工艺流程相对简单，产品质量稳定，污染少。我国大多数颜料生产厂家都采用这一方法。而以亚铁盐为原料制备云母铁珠光颜料的报道尚不多见，且都处于基础研究阶段。侯文祥等人以FeSO4为原料制备了Fe2O3包覆的云母珠光颜料(现代涂料与涂装，2000，2：3-6)，但制备的云母珠光颜料包覆的膜层不致密，且珠光光泽较差。为此，寻找一种经济、方便、低成本制备Fe2O3包覆的云母珠光颜料的方法具有重要的经济意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用亚铁盐制备α-Fe2O3包覆的珠光颜料的方法，解决了以往以亚铁盐为原料制备的云母铁珠光颜料珠光光泽较差的问题。
本发明采取的技术方案是这样的：一种利用亚铁盐制备α-Fe2O3包覆的珠光颜料的方法，先用去离子水配制云母浆液，将浆液的温度升到75～90℃，在不断搅拌下，按氧化剂与亚铁盐的摩尔比为1∶1、抑制剂与亚铁盐的摩尔比为0.1∶1加入氧化剂硝酸盐和抑制剂磷酸盐，调节溶液pH＝7～8.5，以一定的速度缓慢加入亚铁盐溶液，同时加入NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌10～18h，经过滤、洗涤、烘干，得到α-Fe2O3包覆的云母珠光颜料。
在本发明中，抑制剂即磷酸盐，所起的作用是先减慢反应速率，其次是磷酸根吸附在水合氧化铁的表面，阻止水合氧化铁向铁黄或Fe3O4的转化，从而使水合氧化铁沉积在云母表面，有利于制备均匀包覆的云母铁珠光颜料。
本发明中，所说的氧化剂即硝酸盐，是硝酸钾、硝酸钠、硝酸铵其中的一种。
本发明中，抑制剂磷酸盐是磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钾其中的一种。
本发明中，所用的亚铁盐是氯化亚铁、硫酸亚铁其中的一种。
本发明中，反应物亚铁盐溶液的浓度为0.3～1.0mol/L。
本发明中，NaOH溶液的浓度为0.6～2.3mol/L。
本发明取得的有益效果是：利用本发明所制备的云母铁珠光颜料，其包覆的颗粒致密均匀，色彩纯正，稳定性好。本发明采用副产亚铁盐为原料，即有利于降低成本，又可以变废为宝，减少环境污染。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明。
实施例1
首先称取云母颗粒10g，放入电子恒温水浴锅里的四口烧瓶中，并加入400ml去离子水，将溶液的温度升到80℃，加入1.01g KNO3，0.16g NaH2PO4.2H2O，并调节溶液pH＝8，在不断的搅拌下，以0.1ml/min的速度缓慢加入10ml 1mol/L的FeSO4溶液，同时加入2.3mol/L的NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌15h，过滤、洗涤、烘干，最终制得致密均匀、稳定性好的云母铁珠光颜料，α-Fe2O3的包覆率为7.4％。
实施例2
首先称取云母颗粒10g，放入电子恒温水浴锅里的四口烧瓶中，并加入400ml去离子水，将溶液的温度升到80℃，加入0.505g KNO3，0.179gNa2HPO4.12H2O，并调节溶液pH＝8，在不断的搅拌下，以0.1ml/min的速度缓慢加入10ml 0.5mol/L的FeSO4溶液，同时加入1.08mol/L的NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌15h，过滤、洗涤、烘干，最终制得致密均匀、稳定性好的云母铁珠光颜料，α-Fe2O3的包覆率为3.8％。
实施例3
首先称取云母颗粒10g，放入电子恒温水浴锅里的四口烧瓶中，并加入400ml去离子水，将溶液的温度升到80℃，加入1.01g KNO3，0.38g Na3PO4.12H2O，并调节溶液pH＝8，在不断的搅拌下，以0.1ml/min的速度缓慢加入10ml 1mol/L的FeSO4溶液，同时加入2.3mol/L的NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌15h，过滤、洗涤、烘干，最终制得致密均匀、稳定性好的云母铁珠光颜料，α-Fe2O3的包覆率为7.4％。
实施例4
首先称取云母颗粒10g，放入电子恒温水浴锅里的四口烧瓶中，并加入400ml去离子水，将溶液的温度升到80℃，加入1.01g KNO3，0.26g K3PO4.3H2O，并调节溶液pH＝8，在不断的搅拌下，以0.1ml/min的速度缓慢加入10ml 1mol/L的FeSO4溶液，同时加入2.3mol/L的NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌15h，过滤、洗涤、烘干，最终制得致密均匀、稳定性好的云母铁珠光颜料，α-Fe2O3的包覆率为7.4％。
实施例5
首先称取云母颗粒10g，放入电子恒温水浴锅里的四口烧瓶中，并加入400ml去离子水，将溶液的温度升到80℃，加入0.505g KNO3，0.08gNaH2PO4.2H2O，并调节溶液pH＝8，在不断的搅拌下，以0.1ml/min的速度缓慢加入5ml 1mol/L的FeCl2溶液，同时加入2.3mol/L的NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌15h，过滤、洗涤、烘干，最终制得致密均匀、稳定性好的云母铁珠光颜料，α-Fe2O3的包覆率为3.8％。
实施例6
首先称取云母颗粒10g，放入电子恒温水浴锅里的四口烧瓶中，并加入400ml去离子水，将溶液的温度升到80℃，加入1.28g NaNO3，0.24gNaH2PO4.2H2O，并调节溶液pH＝8，在不断的搅拌下，以0.5ml/min的速度缓慢加入15ml 1mol/L的FeSO4溶液，同时加入2.3mol/L的NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌15h，过滤、洗涤、烘干，最终制得致密均匀、稳定性好的云母铁珠光颜料，α-Fe2O3的包覆率为10.7％。
实施例7
首先称取云母颗粒10g，放入电子恒温水浴锅里的四口烧瓶中，并加入400ml去离子水，将溶液的温度升到80℃，加入0.64g NH4NO3，0.16gNaH2PO4.2H2O，并调节溶液pH＝8，在不断的搅拌下，以0.1ml/min的速度缓慢加入10ml 0.8mol/L的FeSO4溶液，同时加入1.7mol/L的NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌15h，过滤、洗涤、烘干，最终制得致密均匀、稳定性好的云母铁珠光颜料，α-Fe2O3的包覆率为6.0％。
实施例8
首先称取云母颗粒10g，放入电子恒温水浴锅里的四口烧瓶中，并加入400ml去离子水，将溶液的温度升到80℃，加入0.606g KNO3，0.12gNaH2PO4.2H2O，并调节溶液pH＝8，在不断的搅拌下，以0.1ml/min的速度缓慢加入20ml 0.3mol/L的FeSO4溶液，同时加入0.6mol/L的NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌15h，过滤、洗涤、烘干，最终制得致密均匀、稳定性好的云母铁珠光颜料，α-Fe2O3的包覆率为4.5％。
实施例9
首先称取云母颗粒10g，放入电子恒温水浴锅里的四口烧瓶中，并加入400m去离子水，将溶液的温度升到80℃，加入0.505g KNO3，0.08g NaH2PO4.2H2O，并调节溶液pH＝8，在不断的搅拌下，以0.1ml/min的速度缓慢加入10ml0.5mol/L的FeSO4溶液，同时加入1.1mol/L的NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌15h，过滤、洗涤、烘干，最终制得致密均匀、稳定性好的云母铁珠光颜料，α-Fe2O3的包覆率为3.8％。
实施例10
首先称取云母颗粒10g，放入电子恒温水浴锅里的四口烧瓶中，并加入400ml去离子水，将溶液的温度升到75℃，加入1.01g KNO3，0.16g NaH2PO4.2H2O，并调节溶液pH＝8，在不断的搅拌下，以0.1ml/min的速度缓慢加入10ml 1mol/L的FeSO4溶液，同时加入2.3mol/L的NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌18h，过滤、洗涤、烘干，最终制得致密均匀、稳定性好的云母铁珠光颜料，α-Fe2O3的包覆率为7.4％。
实施例11
首先称取云母颗粒10g，放入电子恒温水浴锅里的四口烧瓶中，并加入400ml去离子水，将溶液的温度升到85℃，加入1.01g KNO3，0.16g NaH2PO4.2H2O，并调节溶液pH＝7，在不断的搅拌下，以0.1ml/min的速度缓慢加入10ml 1mol/L的FeSO4溶液，同时加入2.3mol/L的NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌13h，过滤、洗涤、烘干，最终制得致密均匀、稳定性好的云母铁珠光颜料，α-Fe2O3的包覆率为7.4％。
实施例12
首先称取云母颗粒10g，放入电子恒温水浴锅里的四口烧瓶中，并加入400ml去离子水，将溶液的温度升到90℃，加入1.01g KNO3，0.16g NaH2PO4.2H2O，并调节溶液pH＝8.5，在不断的搅拌下，以0.1ml/min的速度缓慢加入10ml1mol/L的FeSO4溶液，同时加入2.3mol/L的NaOH溶液保持溶液pH的恒定，加料完成后，继续搅拌10h，过滤、洗涤、烘干，最终制得致密均匀、稳定性好的云母铁珠光颜料，α-Fe2O3的包覆率为7.4％。

Claims (3)

1.一种利用亚铁盐制备α-Fe2O3包覆的珠光颜料的方法，其特征是：先用去离子水配制云母浆液，将浆液的温度升到75～90℃，在不断搅拌下，按氧化剂与亚铁盐的摩尔比为1:1、抑制剂与亚铁盐的摩尔比为0.1:1加入氧化剂硝酸盐和抑制剂磷酸盐，调节溶液pH=7～8.5，以一定的速度缓慢加入亚铁盐溶液，同时加入NaOH溶液保持溶液pH恒定，加料完成后，继续搅拌10～18h，经过滤、洗涤、烘干，得到α-Fe2O3包覆的云母珠光颜料；其中，
所说的氧化剂硝酸盐是硝酸钾、硝酸钠、硝酸铵其中的一种；
所说的抑制剂磷酸盐是磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钾其中的一种；
亚铁盐是氯化亚铁、硫酸亚铁其中的一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：反应物亚铁盐溶液的浓度为0.3～1.0mol/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：NaOH溶液的浓度为0.6～2.3mol/L。
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