CN108910946B - 一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法 - Google Patents

一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，属于氯氧化铋晶体制备技术领域，其技术要点包括下述步骤：(1)往反应釜内加入去离子水，并将该去离子水加热到75‑80℃；(2)向釜内投入盐酸，将去离子水的pH值调至pH≤2.5，形成热酸性水溶液；(3)向热酸性水溶液中加入催化剂，并恒温搅拌10‑30分钟，然后在搅拌及恒温状态下，再向反应体系中持续滴入铋盐溶液和NaOH溶液，175‑185分钟后，完成反应，停止滴入铋盐溶液，并继续滴入NaOH溶液，直至沉淀生成，停止滴入NaOH溶液；(4)待溶液降至室温，除去上层溶液，即得耐氧化氯氧化铋晶体；本发明旨在提供一种工艺科学合理、所得产品耐氧化性能好且亮度高的耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法；用于制备氯氧化铋晶体。

Description

一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法
技术领域
本发明涉及一种氯氧化铋晶体的制备方法，更具体地说，尤其涉及一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法。
背景技术
由于光泽度高及无毒，氯氧化铋珠光颜料是碱式碳酸铅珠光颜料的很好的替代品。但由于分子结构问题，BIOCL晶体很容易变灰黑。默克公司及巴斯公司是少有的国际上生产BIOCL珠光颜料的公司，并且对BIOCL生产缺点进行了改善。例如增加BIOCL的紫外光稳定性及耐候性，见例如：U.S.5.149.369，嵌入式碳黑改进BIOCL颜料的稳定性。见例如：ZL03819551.8，还有其他ZL03819554.2、ZL03810723.6、ZL200510069666.3、ZL200480007947.X和ZL02118379.1中介绍BIOCL晶体表面包覆金属氧化物多种聚合物和硅氧化物，从而增加BIOCL稳定性。
所有上述发明制造的BIOCL晶体，像MERCK及BASF生产的，生产成本较高，其他的也有板状结构，但其不规则形状晶体，影响了自身的光亮度。另外关于ZL201010301274.6公开的形状可控的板式氯氧化铋晶体及其制备方法，其生产时间长工作效率不高，晶体虽然生长完整，但由于未作表面处理，晶体比较易变灰变黑，限制了其在应用领域中应用。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种工艺科学合理、所得产品耐氧化性能好且晶体系排列均匀、亮度高的耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，该方法包括下述步骤：
(1)往反应釜内加入去离子水，并将该去离子水加热到75-80℃，备用；
(2)向釜内投入盐酸，将去离子水的pH值调至pH≤2.5，形成热酸性水溶液，备用；
(3)向热酸性水溶液中加入催化剂，并恒温搅拌10-30分钟，然后在搅拌及恒温状态下，再向反应体系中持续滴入铋盐溶液和NaOH溶液，175-185分钟后，完成反应，停止滴入铋盐溶液，并继续滴入NaOH溶液，直至沉淀生成，停止滴入NaOH溶液；
(4)待溶液降至室温，除去上层溶液，即得耐氧化氯氧化铋晶体。
上述的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，步骤(3)中，催化剂的添加量为2-2.5g/l。
上述的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，步骤(3)中，所述催化剂由苯并三氮唑类紫外光吸收剂和烷基胺按质量比为1：2-3混合而成。
上述的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，步骤(3)中，所述铋盐溶液由硝酸铋的盐酸溶液及氧化铋的盐酸溶液按1：1-1.5比例混合而成。
上述的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，步骤(3)中，所述硝酸铋的盐酸溶液由硝酸铋、浓盐酸及去离子水按质量比为1：2-2.5：4-5的比例混合制成；所述浓盐酸的浓度为35-37％；
所述氧化铋的盐酸溶液由氧化铋粉体、浓盐酸及去离子水按质量比为1：2.5-3：4-5的比例配制成；所述浓盐酸的深度为35-37％。
上述的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，步骤(3)中，所述NaOH溶液中NaOH的质量百分比为15-20％。
上述的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，步骤(3)中，所述搅拌的速度为40-50转/分钟。
上述的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，步骤(3)中，铋盐溶液的滴入速度为0.5-3.5克/分钟；NaOH溶液的滴入速度为0.3-2.3克/分钟。
本发明采用上述工艺后，利用独创的催化剂的催化作用，并结合合理的体系酸性及温度以及严格控制各组分的添加量及添加时间，在水解过程中，令到每粒晶体表面都涂覆上一层透明的稳定剂，直至晶体完整生成。从而得到一种防氧化发黑的BIOCL晶体。促进BICOL晶体珠光浆在市场上的销售，提升了产品的层次。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
本发明的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，该方法包括下述步骤：
(1)往反应釜内加入去离子水，并将该去离子水加热到75-80℃，备用。
(2)向釜内投入盐酸，继续匀速恒温搅拌，将去离子水的pH值调至pH≤2.5，形成热酸性水溶液，备用。如果pH值太高，体系酸性低，会影响水解反应的进行，pH值太低，生成的晶体太细抑制晶体生长。
(3)向热酸性水溶液中加入催化剂，催化剂的添加量为2-2.5g/l，并恒温搅拌10-30分钟，然后在搅拌及恒温状态下，再向反应体系中持续滴入铋盐溶液和NaOH的质量百分比为15-20％的NaOH溶液，铋盐溶液的滴入速度为0.5-3.5克/分钟，优选为0.85-1.5克/分钟；NaOH溶液的滴入速度为0.3-2.3克/分钟，优选为0.55-1克/分钟；滴速及物料浓度都要非常配合，只有这样才能确保反应过程中的酸值数据处在同一水平。175-185分钟后，完成反应，停止滴入铋盐溶液，并继续滴入NaOH溶液，直至沉淀生成，停止滴入NaOH溶液。整个反应过程中，均保持搅拌的速度为40-50转/分钟。通过实验发现，搅拌速度不得太快或太慢，太快了，会打碎刚生成的晶体，太慢了晶体的成长速度又跟不上，生成的晶体不够完整。
优选地，催化剂由苯并三氮唑类紫外光吸收剂和烷基胺按质量比为1：2-3混合而成。催化剂属于非离子表面活性剂既有非离子的性质，也具有阳离子的性质。在酸性体系中特别稳定，水溶性加强了，溶液表面的张力下降，极有利于晶体的成长。
同时，所述铋盐溶液由硝酸铋的盐酸溶液及氧化铋的盐酸溶液按1：1-1.5比例混合而成。所述硝酸铋的盐酸溶液由硝酸铋、浓盐酸及去离子水按质量比为1：2-2.5：4-5的比例混合制成；所述浓盐酸的浓度为35-37％；所述氧化铋的盐酸溶液由氧化铋粉体、浓盐酸及去离子水按质量比为1：2.5-3：4-5的比例配制成；所述浓盐酸的深度为35-37％。
(4)待溶液降至室温，除去上层溶液，即得耐氧化氯氧化铋晶体。该耐氧化氯氧化铋晶体的晶径为10-15微米。
将本发明的耐氧化铋晶体由无机转有机相，加入溶剂，树脂即制成珠光浆。
实施例1
本发明的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，该方法包括下述步骤：
(1)往反应釜内加入去离子水，并将该去离子水加热到78℃，备用。
(2)向釜内投入盐酸，继续匀速恒温搅拌，将去离子水的pH值调至pH≤2.5，形成热酸性水溶液，备用。
(3)向热酸性水溶液中加入催化剂，催化剂的添加量为2.2g/l，并恒温搅拌20分钟，然后在搅拌及恒温状态下，再向反应体系中持续滴入铋盐溶液和NaOH的质量百分比为18％的NaOH溶液，铋盐溶液的滴入速度为2克/分钟；NaOH溶液的滴入速度为1.2克/分钟；180分钟后，完成反应，停止滴入铋盐溶液，并继续滴入NaOH溶液，直至沉淀生成，停止滴入NaOH溶液。整个反应过程中，均保持搅拌的速度为45转/分钟。
催化剂由苯并三氮唑类紫外光吸收剂和烷基胺按质量比为1：2.5混合而成。同时，所述铋盐溶液由硝酸铋的盐酸溶液及氧化铋的盐酸溶液按1：3.5比例混合而成。所述硝酸铋的盐酸溶液由硝酸铋、浓盐酸及去离子水按质量比为1：2.2：4.5的比例混合制成；所述浓盐酸的浓度为36％；所述氧化铋的盐酸溶液由氧化铋粉体、浓盐酸及去离子水按质量比为1：2.8：4.5的比例配制成；所述浓盐酸的深度为36％。
(4)待溶液降至室温，除去上层溶液，即得耐氧化氯氧化铋晶体。
实施例2
本发明的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，该方法包括下述步骤：
(1)往反应釜内加入去离子水，并将该去离子水加热到80℃，备用。
(2)向釜内投入盐酸，继续匀速恒温搅拌，将去离子水的pH值调至pH≤2.5，形成热酸性水溶液，备用。
(3)向热酸性水溶液中加入催化剂，催化剂的添加量为2.5g/l，并恒温搅拌30分钟，然后在搅拌及恒温状态下，再向反应体系中持续滴入铋盐溶液和NaOH的质量百分比为20％的NaOH溶液，铋盐溶液的滴入速度为3.5克/分钟；NaOH溶液的滴入速度为2.3克/分钟；185分钟后，完成反应，停止滴入铋盐溶液，并继续滴入NaOH溶液，直至沉淀生成，停止滴入NaOH溶液。整个反应过程中，均保持搅拌的速度为50转/分钟。
催化剂由苯并三氮唑类紫外光吸收剂和烷基胺按质量比为1：3混合而成。同时，所述铋盐溶液由硝酸铋的盐酸溶液及氧化铋的盐酸溶液按1：1.5比例混合而成。所述硝酸铋的盐酸溶液由硝酸铋、浓盐酸及去离子水按质量比为1：2.5：5的比例混合制成；所述浓盐酸的浓度为37％；所述氧化铋的盐酸溶液由氧化铋粉体、浓盐酸及去离子水按质量比为1：3：5的比例配制成；所述浓盐酸的深度为37％。
(4)待溶液降至室温，除去上层溶液，即得耐氧化氯氧化铋晶体。
实施例3
本发明的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，该方法包括下述步骤：
(1)往反应釜内加入去离子水，并将该去离子水加热到75℃，备用。
(2)向釜内投入盐酸，继续匀速恒温搅拌，将去离子水的pH值调至pH≤2.5，形成热酸性水溶液，备用。
(3)向热酸性水溶液中加入催化剂，催化剂的添加量为2g/l，并恒温搅拌10分钟，然后在搅拌及恒温状态下，再向反应体系中持续滴入铋盐溶液和NaOH的质量百分比为15％的NaOH溶液，铋盐溶液的滴入速度为0.5克/分钟；NaOH溶液的滴入速度为0.3克/分钟；175分钟后，完成反应，停止滴入铋盐溶液，并继续滴入NaOH溶液，直至沉淀生成，停止滴入NaOH溶液。整个反应过程中，均保持搅拌的速度为40转/分钟。
催化剂由苯并三氮唑类紫外光吸收剂和烷基胺按质量比为1：2混合而成。同时，所述铋盐溶液由硝酸铋的盐酸溶液及氧化铋的盐酸溶液按1：1比例混合而成。所述硝酸铋的盐酸溶液由硝酸铋、浓盐酸及去离子水按质量比为1：2：4的比例混合制成；所述浓盐酸的浓度为35％；所述氧化铋的盐酸溶液由氧化铋粉体、浓盐酸及去离子水按质量比为1：2.5：4的比例配制成；所述浓盐酸的深度为35％。
(4)待溶液降至室温，除去上层溶液，即得耐氧化氯氧化铋晶体。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (6)

1.一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
（1）往反应釜内加入去离子水，并将该去离子水加热到75-80℃，备用；
（2）向釜内投入盐酸，将去离子水的pH值调至pH≤2.5，形成热酸性水溶液，备用；
（3）向热酸性水溶液中加入催化剂，并恒温搅拌10-30分钟，然后在搅拌及恒温状态下，再向反应体系中持续滴入铋盐溶液和NaOH溶液，175-185分钟后，完成反应，停止滴入铋盐溶液，并继续滴入NaOH溶液，直至沉淀生成，停止滴入NaOH溶液；催化剂的添加量为2-2.5g/L；所述催化剂由苯并三氮唑类紫外光吸收剂和烷基胺按质量比为1：2-3混合而成；
（4）待溶液降至室温，除去上层溶液，即得耐氧化氯氧化铋晶体。
2.根据权利要求1所述的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述铋盐溶液由硝酸铋的盐酸溶液及氧化铋的盐酸溶液按1：1-1.5比例混合而成。
3.根据权利要求2所述的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述硝酸铋的盐酸溶液由硝酸铋、浓盐酸及去离子水按质量比为1：2-2.5：4-5的比例混合制成；所述浓盐酸的浓度为35-37%；
所述氧化铋的盐酸溶液由氧化铋粉体、浓盐酸及去离子水按质量比为1：2.5-3：4-5的比例配制成；所述浓盐酸的浓度为35-37%。
4.根据权利要求1所述的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述NaOH溶液中NaOH的质量百分比为15-20%。
5.根据权利要求1所述的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述搅拌的速度为40-50转/分钟。
6.根据权利要求1所述的一种耐氧化氯氧化铋晶体的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，铋盐溶液的滴入速度为0.5-3.5克/分钟；NaOH溶液的滴入速度为0.3-2.3克/分钟。
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