專利名稱：一種低溫化復(fù)合無機(jī)顏料制備的復(fù)合礦化劑及其礦化劑的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工原料制備領(lǐng)域，更確切的說是一種低溫化復(fù)合無機(jī)顏料制備的復(fù)合礦化劑及其礦化劑制備工藝。
背景技術(shù)：
復(fù)合無機(jī)顏料(ComplexInorganic Color Pigments, CICP ;又稱 Mixed MetalOxide,MMO)是一種新型的無機(jī)顏料，因其具有高環(huán)保、高性能的優(yōu)勢，最近幾年在國際上引起了極大的關(guān)注。相對于傳統(tǒng)的有機(jī)或無機(jī)顏料，復(fù)合無機(jī)顏料具有熱穩(wěn)定性高、耐候性好、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異、色澤鮮明、易分散、顏料在基材中無遷移等諸多優(yōu)點(diǎn)。利用復(fù)合無機(jī)顏料的高耐候性，主要將其應(yīng)用于汽車涂料、卷材涂料、粉末涂料、建筑涂料等領(lǐng)域；利用復(fù)合無機(jī)顏料的高環(huán)保型，主要將其應(yīng)用于玩具、餐具、食品包裝等領(lǐng)域。另外，有的復(fù)合無機(jī)顏料，如鐵鉻黑等，由于其在紅外光譜范圍具有極高的紅外反射率，正在被越來越多地施加于反射涂料，應(yīng)用于“冷屋頂”等節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域。當(dāng)前，復(fù)合無機(jī)顏料的合成主要采取固相燒結(jié)工藝。典型的工藝包括將不同原料的氧化物或氧化物的前驅(qū)體如金屬鹽、氫氧化物、碳酸鹽等，按照一定的配比混合均勻后，在一定的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，金屬離子和氧離子相互擴(kuò)散，最終形成結(jié)構(gòu)均一的另一種晶體相，即復(fù)合無機(jī)顏料。上述方法工藝簡單，可控性強(qiáng)。但該方法存在的一個(gè)主要缺點(diǎn)是復(fù)合無機(jī)顏料的燒結(jié)是在高溫下進(jìn)行的，一般在800-1300°C進(jìn)行，能耗高，并導(dǎo)致環(huán)境問題。同時(shí)，高溫?zé)Y(jié)也容易導(dǎo)致顆粒的硬團(tuán)聚，需要后續(xù)進(jìn)一步破碎。此外，后續(xù)的強(qiáng)力破碎過程也對其自身晶體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致破壞，使得紅外反射率急劇下降，影響其作為紅外反射顏料的使用。高溫?zé)Y(jié)的另一個(gè)缺點(diǎn)是燒結(jié)過程中的溫度不均導(dǎo)致物料燒結(jié)存在區(qū)位差異，影響材料性能的均一性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有復(fù)合無機(jī)顏料固相合成中存在的燒結(jié)溫度過高的問題，提供一種低溫化無機(jī)復(fù)合顏料制備的復(fù)合礦化劑及其礦化劑的制備工藝。本申請人發(fā)現(xiàn)，通過將一些化工原料共同燒至熔融狀態(tài)，經(jīng)急速冷卻、破碎后，可以作為復(fù)合無機(jī)顏料的礦化劑，加入復(fù)合無機(jī)顏料原料中進(jìn)行同時(shí)燒結(jié)，將極大地降低復(fù)合無機(jī)顏料的燒結(jié)溫度。本發(fā)明提供的復(fù)合礦化劑的制備工藝的典型步驟是:I)選擇兩種以上的化工原料，按照一定的組成進(jìn)行稱量配比，獲得第一種混合物；2)將第一種混合物在進(jìn)行攪拌混合，混料一定時(shí)間達(dá)致均勻狀態(tài)后，獲得第二種混合物；3)將第二種混合物移至可加熱容器中對第二種混合物進(jìn)行加熱處理至熔融狀態(tài)，獲得第一種熔融態(tài)玻璃；4)將上述熔融態(tài)玻璃注入冷卻介質(zhì)中(如水中)進(jìn)行急冷，獲得第二種固態(tài)玻璃；5)將上述第二種固態(tài)玻璃通過球磨、壓碎、劈碎、折斷、磨剝、沖擊等方式，破碎至一定細(xì)度，獲得第三種固態(tài)玻璃；6)將第三種固態(tài)玻璃進(jìn)行分級至粒徑為0.5 μ獲得第四種固態(tài)玻璃,也即復(fù)合礦化劑；7)應(yīng)用時(shí)，取上述復(fù)合礦化劑，按照一定的配比(如5% )加入復(fù)合無機(jī)顏料的混合原料料中，混合均勻后進(jìn)行常規(guī)燒結(jié)操作，可以極大的降低復(fù)合無機(jī)顏料的燒結(jié)溫度500C -300°C。燒結(jié)完畢后，只需通過洗滌、過濾、干燥等手段，即可去除復(fù)合礦化劑。第一種混合物中所用的化工試劑包括三硼酸鋰、四硼酸鈉、四硼酸鉀、氟硼酸鋰、氟硼酸鈉、氟硼酸鉀、氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、氟化鋰、氟化鈉、氟化鉀等以及它們的混合物。三硼酸鋰的濃度為I % 99%、四硼酸鈉的濃度為I % 99%、四硼酸鉀的濃度為I % 99%、氟硼酸鋰的濃度為I % 99%、氟硼酸鈉的濃度為I % 99 %、氟硼酸鉀的濃度為1% 99%、氯化鋰的濃度為1% 99%、氯化鈉的濃度為1% 99%、氯化鉀的濃度為1% 99%、氟化鋰的濃度為1% 99%、氟化鈉的濃度為1% 99%、氟化鉀的濃度為1% 99%。 對第一種混合物在混料機(jī)中的混合時(shí)間為1.0min-10h。對第二種混合物的加熱方式包括:電加熱、可燃?xì)怏w加熱、紅外線加熱、電磁波加熱等不同加熱方式，加熱時(shí)間為0.5h-10h。對第一種熔融玻璃的冷卻介質(zhì)包括:氣體、水等。第二種固態(tài)玻璃的破碎方法包括球磨、壓碎、劈碎、折斷、磨剝、沖擊等，最終將復(fù)合礦化劑破碎至粒徑為0.5 μ m-5mm。加入1-30%的該復(fù)合礦化劑可以降低復(fù)合無機(jī)顏料的燒結(jié)溫度50°C -300°C。


圖1示出了制備的典型復(fù)合礦化劑的掃描電鏡圖。圖2示出了在添加和非添加復(fù)合礦化劑下燒結(jié)的鈷綠PG26樣品的XRD圖譜比較。圖3示出了添加不同比例復(fù)合礦化劑下燒結(jié)的鈷綠PG26樣品的紅外反射率數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。但是，應(yīng)該明白，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。下列實(shí)施例中未注明具體條件的試驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:針對現(xiàn)有復(fù)合無機(jī)顏料固相燒結(jié)中的燒結(jié)溫度過高的缺點(diǎn)，提供一種可有效降低復(fù)合無機(jī)顏料燒結(jié)溫度的復(fù)合礦化劑及其復(fù)合礦化劑的制備方法。上述方法制備的復(fù)合礦化劑使用方便，且價(jià)格較低，具有工業(yè)實(shí)用價(jià)值。
實(shí)施例1取四硼酸鈉150g、四硼酸鉀210g、氟硼酸鈉320g、氟硼酸鉀310g，在研缽中混合均勻后，置于鋁坩堝中1150°C溫度下燒結(jié)2h。將燒結(jié)樣品傾入水中進(jìn)行急速冷卻，過濾干燥后在球磨機(jī)中球磨至5 μ m,獲得復(fù)合礦化劑I。將復(fù)合礦化劑I按照重量比5.0 %的比例加入化學(xué)計(jì)量比的Co2O3和Cr2O3中，通過固相燒結(jié)合成復(fù)合無機(jī)顏料鈷綠PG26 (CoCr2O4)，固相燒結(jié)后的鈷綠PG26經(jīng)水洗、過濾、干燥、粉碎后鑒定。圖1示出了采用上述工藝制備的典型復(fù)合礦化劑的掃描電鏡圖。圖2示出了在添加和非添加復(fù)合礦化劑下燒結(jié)的鈷綠PG26樣品的XRD圖譜比較，結(jié)果顯示在添加復(fù)合礦化劑情況下，于1150°C溫度下燒結(jié)即可獲得晶型完整的鈷綠PG26，而未添加復(fù)合礦化劑的樣品，晶格崎變嚴(yán)重 ，進(jìn)一步的試驗(yàn)證實(shí)只有進(jìn)一步提聞燒結(jié)溫度至130CTC左右才能獲得晶格良好的燒結(jié)樣品。實(shí)施例2取氯化鈉560g、氯化鉀280g、氟化鈉160g，在研缽中混合均勻后，置于鋁坩堝中1150°C溫度下燒結(jié)2h。將燒結(jié)樣品傾入水中進(jìn)行急速冷卻，過濾干燥后在球磨機(jī)中球磨至5 μ m，獲得復(fù)合礦化劑2。將復(fù)合礦化劑2按照不同重量比1%，2%，5%，10%，20%的比例加入化學(xué)計(jì)量比的Co2O3和Cr2O3中，通過固相燒結(jié)合成復(fù)合無機(jī)顏料鈷綠PG26 (CoCr2O4)，固相燒結(jié)后的鈷綠PG26經(jīng)水洗、過濾、干燥、粉碎后測試紅外反射率。圖3示出了添加不同比例復(fù)合礦化劑下燒結(jié)的鈷綠PG26樣品的紅外反射率數(shù)據(jù)。測試采用有積分球紫外分光光度計(jì)，測試波長300nm-2500nm。該紅外反射率可間接反映晶格形成的完美程度。結(jié)果顯示在添加復(fù)合礦化劑5%的情況下，于1150°C溫度下燒結(jié)2h即可獲得具有良好綜合反射率的鉆綠PG26,顯不其晶格已經(jīng)趨于完整，進(jìn)一步的提聞復(fù)合礦化劑的添加量不能提聞其綜合反射率。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種低溫化復(fù)合無機(jī)顏料制備的復(fù)合礦化劑及其礦化劑的制備工藝，其特征在于該復(fù)合礦化劑由兩種以上化工試劑經(jīng)高溫?zé)跒椴ＡB(tài)，經(jīng)急速冷卻、破碎、分級形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該化工試劑包括三硼酸鋰、四硼酸鈉、四硼酸鉀、氟硼酸鋰、氟硼酸鈉、氟硼酸鉀、氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、氟化鋰、氟化鈉、氟化鉀等以及它們的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2，其特征在于三硼酸鋰的濃度為1% 99%、四硼酸鈉的濃度為I % 99 %、四硼酸鉀的濃度為I % 99 %、氟硼酸鋰的濃度為I % 99 %、氟硼酸鈉的濃度為1% 99%、氟硼酸鉀的濃度為1% 99%、氯化鋰的濃度為1% 99%、氯化鈉的濃度為1% 99%、氯化鉀的濃度為1% 99%、氟化鋰的濃度為1% 99%、氟化鈉的濃度為I % 99%、氟化鉀的濃度為1% 99%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于燒融溫度為300°C-1000°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將燒融后的產(chǎn)物投入冷卻介質(zhì)中進(jìn)行急速冷卻，冷卻介質(zhì)包括水、空氣等。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于破碎方法為球磨、壓碎、劈碎、折斷、磨剝、沖擊等，將復(fù)合礦化劑顆粒破碎至粒徑為0.5 μ m_5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，加入1-30%的該復(fù)合礦化劑可以降低復(fù)合無機(jī)顏料的燒結(jié)溫度50°C -300°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及化工原料及其制備工藝，特別是一種低溫化復(fù)合無機(jī)顏料燒結(jié)的復(fù)合礦化劑及其該符合礦化劑的制備工藝。本方法針對現(xiàn)有復(fù)合無機(jī)顏料(Complex Inorganic Color Pigments，CICP)燒結(jié)制備過程中溫度高、能耗高的缺點(diǎn)，開發(fā)了一種復(fù)合礦化劑，該復(fù)合礦化劑的加入可有效降低復(fù)合無機(jī)顏料的燒結(jié)溫度，減低顆粒硬團(tuán)聚問題，并節(jié)約工藝能耗。
文檔編號C01G51/00GK103232074SQ20131014769
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者萬冬云 申請人:萬冬云