CN107011712B - 一种含稀土元素的国画颜料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含稀土元素的国画颜料，它是由下述重量份的原料组成的：稀土颜料30‑50、分散剂3‑10、胶矾液30‑50、改性高岭土10‑15，本发明在改性高岭土的过程中，将高岭土粉经过乙二胺处理，然后通过羧基交联反应，得到酰胺化的高岭土，其可以很好的分散到水中，增强了高岭土在水中的分散性，有效的降低了成品的颗粒现象，提高了成品的品质，同时，本发明引入含有松香醇的分散剂，可以改善浆料颜料的流平性，增强着色能力。

Description

一种含稀土元素的国画颜料及其制备方法

技术领域

本发明属于颜料领域，具体涉及一种含稀土元素的国画颜料及其制备方法。

背景技术

目前，市面上的红色国画颜料可分为有机红色颜料和无机红色颜料两大类。有机红色国画颜料有着着色力强，分散性好的特点，但是其缺点除了遮盖力和热稳定性差之外，它在阳光照射等条件下，它的化学键会断裂，从而释放出致癌的芳胺以及毒性持久的多氯联苯，严重危害人体健康。而目前所使用的无机红色国画颜料如镉红颜料、铅红颜料等大多含有镉、铅、汞等直接危及人体健康及环境的重金属元素。随着对环境保护的要求越来越高，许多国家制定出了严格的法规限制或禁止使用这些有毒的颜料。例如CN104449003A中提到的红色颜料基为硫化汞，其中的汞为典型的重金属，严重危害人体的健康。现在绘画颜料市场上亟需一种无毒环保的红色国画颜料，来减少这些有毒颜料对人体造成的伤害。针对现有国画颜料所存在的问题，研制一种国画颜料及其制作方法，是非常有必要的。

以硫化铈为代表的稀土硫化物着色剂因为其兼具有有机颜料和无机颜料两者的优点，而且不含有毒元素，是目前国际公认的新一代无机着色剂换代产品。更为难得的是其耐光性为8级，耐候性为5级，均为同类产品的最高级别，但是到目前为止，尚未发现以此稀土硫化物制成国画颜料的报道。

无机颜料一般不含有毒的有机溶剂，大多以水为分散介质，环保性好，然而在颜料中通常加入的高岭土、膨润土等填料往往会在成品浆料中成型出颗粒状，这样就降低了颜料的品质。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中有毒颜料的危害，以及填料容易成颗粒的缺陷，提供一种含稀土元素的国画颜料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种含稀土元素的国画颜料，它是由下述重量份的原料组成的：

稀土颜料30-50、分散剂3-10、胶矾液30-50、改性高岭土10-15。

所述的稀土颜料为硫化铈。

所述的分散剂是由下述重量份的原料组成的：

羧甲基纤维素钠0.7-1、松香醇3-4、聚山梨酯80 0.1-0.2、蓖麻酸钙1-2、去离子水20-30；

制备方法为：

将羧甲基纤维素钠加入到上述去离子水中，在50-60℃下保温搅拌10-20分钟，得纤维分散液；

将松香醇在80-90℃的水浴中保温搅拌20-30分钟，加入蓖麻酸钙，保温搅拌3-10分钟，出料，与聚山梨酯80混合，搅拌均匀，加入上述纤维分散液，超声2-3分钟，即得所述分散剂。

所述的胶矾液的制备方法为：

将重量比为1：2-3的明矾粉、黄原胶混合，加入到混合料重量8-10倍的去离子水中，在80-85℃下搅拌20-30分钟，即可。

所述的改性高岭土是由下述重量份的原料组成的：

乙二胺3-5、壳聚糖1-2、十二烷基硫醇3-4、硬脂酸2-3、高岭土16-20、偏硼酸铵0.5-1；

制备方法为：

将高岭土在500-600℃下煅烧1-2小时，冷却后磨成细粉，与偏硼酸铵混合，加入到混合料重量2-3倍的、10-15mol/l的盐酸溶液中，常温搅拌30-40分钟，过滤，将沉淀水洗，与乙二胺混合，加入到混合料重量2-3倍的无水乙醇中，升高温度为60-65℃，保温搅拌1-2小时，蒸馏除去乙醇，得胺化高岭土；

取壳聚糖、硬脂酸混合，加入到混合料重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述胺化高岭土，在70-80℃下保温搅拌1-2小时，加入十二烷基硫醇，搅拌均匀，脱水，即得所述改性高岭土。

一种含稀土元素的国画颜料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将上述稀土颜料置于行星式球磨机中以250-300r/min的转速分散30-40分钟，采用湿法球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨材料为氧化锆球，控制球磨温度为30-40℃，其中料球比为1:7，稀土颜料与乙醇的比为2-3:1；

(2)将球磨后的稀土颜料进行烘干操作，然后加入上述分散剂、改性高岭土、胶矾液，投入分散机中进行分散，分散26-30分钟之后将所得浆料通过三辊研磨机反复滚动，至浆料表面光滑，无颗粒感，装入密封装置储存即可得到所述含稀土元素的国画颜料。

本发明的优点：

本发明的国画颜料不但色彩鲜艳、具有体积感、经久耐用，而且由于其不含任何对人体有害的重金属元素及致癌物，从而减少了传统硫化汞、镉红、铅红等颜料对使用者身体的伤害，具有颜料具有质量好、成本低、经久耐用、遮盖力好、色彩鲜艳等特点；

本发明在改性高岭土的过程中，将高岭土粉经过乙二胺处理，然后通过羧基交联反应，得到酰胺化的高岭土，其可以很好的分散到水中，增强了高岭土在水中的分散性，有效的降低了成品的颗粒现象，提高了成品的品质，同时，本发明引入含有松香醇的分散剂，可以改善浆料颜料的流平性，增强着色能力。

具体实施方式

实施例1

一种含稀土元素的国画颜料，其它是由下述重量份的原料组成的：

稀土颜料30、分散剂3、胶矾液50、改性高岭土15。

所述的稀土颜料为硫化铈。

所述的分散剂是由下述重量份的原料组成的：

羧甲基纤维素钠0.7、松香醇4、聚山梨酯80 0.2、蓖麻酸钙1、去离子水20；

制备方法为：

将羧甲基纤维素钠加入到上述去离子水中，在60℃下保温搅拌20分钟，得纤维分散液；

将松香醇在80℃的水浴中保温搅拌30分钟，加入蓖麻酸钙，保温搅拌3分钟，出料，与聚山梨酯80混合，搅拌均匀，加入上述纤维分散液，超声2分钟，即得所述分散剂。

所述的胶矾液的制备方法为：

将重量比为1：3的明矾粉、黄原胶混合，加入到混合料重量10倍的去离子水中，在85℃下搅拌20分钟，即可。

所述的改性高岭土是由下述重量份的原料组成的：

乙二胺3、壳聚糖1、十二烷基硫醇4、硬脂酸3、高岭土20、偏硼酸铵0.5；

制备方法为：

将高岭土在600℃下煅烧2小时，冷却后磨成细粉，与偏硼酸铵混合，加入到混合料重量2倍的、15mol/l的盐酸溶液中，常温搅拌40分钟，过滤，将沉淀水洗，与乙二胺混合，加入到混合料重量2倍的无水乙醇中，升高温度为60℃，保温搅拌2小时，蒸馏除去乙醇，得胺化高岭土；

取壳聚糖、硬脂酸混合，加入到混合料重量20倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述胺化高岭土，在70℃下保温搅拌2小时，加入十二烷基硫醇，搅拌均匀，脱水，即得所述改性高岭土。

一种含稀土元素的国画颜料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将上述稀土颜料置于行星式球磨机中以250r/min的转速分散30分钟，采用湿法球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨材料为氧化锆球，控制球磨温度为40℃，其中料球比为1:7，稀土颜料与乙醇的比为3:1；

(2)将球磨后的稀土颜料进行烘干操作，然后加入上述分散剂、改性高岭土、胶矾液，投入分散机中进行分散，分散30分钟之后将所得浆料通过三辊研磨机反复滚动，至浆料表面光滑，无颗粒感，装入密封装置储存即可得到所述含稀土元素的国画颜料。

通过本实施例制得的油画颜料的技术指标如下：

色差ΔE 0.91

耐光度 8级

耐候性 5级

着色力 103％；

实施例2

一种含稀土元素的国画颜料，它是由下述重量份的原料组成的：

稀土颜料50、分散剂10、胶矾液50、改性高岭土15。

所述的稀土颜料为硫化铈。

所述的分散剂是由下述重量份的原料组成的：

羧甲基纤维素钠1、松香醇3、聚山梨酯80 0.2、蓖麻酸钙2、去离子水30；

制备方法为：

将羧甲基纤维素钠加入到上述去离子水中，在60℃下保温搅拌20分钟，得纤维分散液；

将松香醇在90℃的水浴中保温搅拌30分钟，加入蓖麻酸钙，保温搅拌3分钟，出料，与聚山梨酯80混合，搅拌均匀，加入上述纤维分散液，超声2分钟，即得所述分散剂。

所述的胶矾液的制备方法为：

将重量比为1：3的明矾粉、黄原胶混合，加入到混合料重量10倍的去离子水中，在85℃下搅拌20-30分钟，即可。

所述的改性高岭土是由下述重量份的原料组成的：

乙二胺5、壳聚糖2、十二烷基硫醇4、硬脂酸3、高岭土20、偏硼酸铵1；

制备方法为：

将高岭土在600℃下煅烧1-2小时，冷却后磨成细粉，与偏硼酸铵混合，加入到混合料重量3倍的、15mol/l的盐酸溶液中，常温搅拌40分钟，过滤，将沉淀水洗，与乙二胺混合，加入到混合料重量3倍的无水乙醇中，升高温度为65℃，保温搅拌1-2小时，蒸馏除去乙醇，得胺化高岭土；

取壳聚糖、硬脂酸混合，加入到混合料重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述胺化高岭土，在80℃下保温搅拌2小时，加入十二烷基硫醇，搅拌均匀，脱水，即得所述改性高岭土。

包括以下步骤：

(1)将上述稀土颜料置于行星式球磨机中以300r/min的转速分散30-40分钟，采用湿法球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨材料为氧化锆球，控制球磨温度为40℃，其中料球比为1:7，稀土颜料与乙醇的比为3:1；

(2)将球磨后的稀土颜料进行烘干操作，然后加入上述分散剂、改性高岭土、胶矾液，投入分散机中进行分散，分散30分钟之后将所得浆料通过三辊研磨机反复滚动，至浆料表面光滑，无颗粒感，装入密封装置储存即可得到所述含稀土元素的国画颜料。

通过本实施例制得的油画颜料的技术指标如下：

色差ΔE 0.89

耐光度 8级

耐候性 5级

着色力 103％；

实施例3

一种含稀土元素的国画颜料，它是由下述重量份的原料组成的：

稀土颜料30、分散剂3、胶矾液30、改性高岭土10。

所述的稀土颜料为硫化铈。

所述的分散剂是由下述重量份的原料组成的：

羧甲基纤维素钠0.7、松香醇3、聚山梨酯80 0.1、蓖麻酸钙1、去离子水20；

制备方法为：

将羧甲基纤维素钠加入到上述去离子水中，在50℃下保温搅拌10分钟，得纤维分散液；

将松香醇在80℃的水浴中保温搅拌20分钟，加入蓖麻酸钙，保温搅拌3分钟，出料，与聚山梨酯80混合，搅拌均匀，加入上述纤维分散液，超声2分钟，即得所述分散剂。

所述的胶矾液的制备方法为：

将重量比为1：2的明矾粉、黄原胶混合，加入到混合料重量8倍的去离子水中，在80℃下搅拌20分钟，即可。

所述的改性高岭土是由下述重量份的原料组成的：

乙二胺3、壳聚糖1、十二烷基硫醇3、硬脂酸2、高岭土16、偏硼酸铵0.5；

制备方法为：

将高岭土在500℃下煅烧1小时，冷却后磨成细粉，与偏硼酸铵混合，加入到混合料重量2倍的、10mol/l的盐酸溶液中，常温搅拌30分钟，过滤，将沉淀水洗，与乙二胺混合，加入到混合料重量2倍的无水乙醇中，升高温度为60℃，保温搅拌1-2小时，蒸馏除去乙醇，得胺化高岭土；

取壳聚糖、硬脂酸混合，加入到混合料重量20倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述胺化高岭土，在70℃下保温搅拌1小时，加入十二烷基硫醇，搅拌均匀，脱水，即得所述改性高岭土。

一种含稀土元素的国画颜料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将上述稀土颜料置于行星式球磨机中以250r/min的转速分散30分钟，采用湿法球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨材料为氧化锆球，控制球磨温度为30℃，其中料球比为1:7，稀土颜料与乙醇的比为2:1；

(2)将球磨后的稀土颜料进行烘干操作，然后加入上述分散剂、改性高岭土、胶矾液，投入分散机中进行分散，分散26分钟之后将所得浆料通过三辊研磨机反复滚动，至浆料表面光滑，无颗粒感，装入密封装置储存即可得到所述含稀土元素的国画颜料。

通过本实施例制得的油画颜料的技术指标如下：

色差ΔE 0.91

耐光度 8级

耐候性 5级

着色力 104％。

Claims (5)

1.一种含稀土元素的国画颜料，其特征在于：它是由下述重量份的原料组成的：

稀土颜料30-50、分散剂3-10、胶矾液30-50、改性高岭土10-15；

所述的分散剂是由下述重量份的原料组成的：

羧甲基纤维素钠0.7-1、松香醇3-4、聚山梨酯800.1-0.2、蓖麻酸钙1-2、去离子水20-30；

制备方法为：

将羧甲基纤维素钠加入到上述去离子水中，在50-60℃下保温搅拌10-20分钟，得纤维分散液；

将松香醇在80-90℃的水浴中保温搅拌20-30分钟，加入蓖麻酸钙，保温搅拌3-10分钟，出料，与聚山梨酯80混合，搅拌均匀，加入上述纤维分散液，超声2-3分钟，即得所述分散剂。

2.根据权利要求1所述的一种含稀土元素的国画颜料，其特征在于，所述的稀土颜料为硫化铈。

3.根据权利要求1所述的一种含稀土元素的国画颜料，其特征在于，所述的胶矾液的制备方法为：

将重量比为1：2-3的明矾粉、黄原胶混合，加入到混合料重量8-10倍的去离子水中，在80-85℃下搅拌20-30分钟，即可。

4.根据权利要求1所述的一种含稀土元素的国画颜料，其特征在于，所述的改性高岭土是由下述重量份的原料组成的：

乙二胺3-5、壳聚糖1-2、十二烷基硫醇3-4、硬脂酸2-3、高岭土16-20、偏硼酸铵0.5-1；

制备方法为：

将高岭土在500-600℃下煅烧1-2小时，冷却后磨成细粉，与偏硼酸铵混合，加入到混合料重量2-3倍的、10-15mol/l的盐酸溶液中，常温搅拌30-40分钟，过滤，将沉淀水洗，与乙二胺混合，加入到混合料重量2-3倍的无水乙醇中，升高温度为60-65℃，保温搅拌1-2小时，蒸馏除去乙醇，得胺化高岭土；

取壳聚糖、硬脂酸混合，加入到混合料重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入上述胺化高岭土，在70-80℃下保温搅拌1-2小时，加入十二烷基硫醇，搅拌均匀，脱水，即得所述改性高岭土。

5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的含稀土元素的国画颜料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将上述稀土颜料置于行星式球磨机中以250-300r/min的转速分散30-40分钟，采用湿法球磨，球磨介质为无水乙醇，球磨材料为氧化锆球，控制球磨温度为30-40℃，其中料球比为1:7，稀土颜料与乙醇的比为2-3:1；

(2)将球磨后的稀土颜料进行烘干操作，然后加入上述分散剂、改性高岭土、胶矾液，投入分散机中进行分散，分散26-30分钟之后将所得浆料通过三辊研磨机反复滚动，至浆料表面光滑，无颗粒感，装入密封装置储存即可得到所述含稀土元素的国画颜料。