一種二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的制備方法，以硫化鈰、正硅酸乙酯、氨水、聚乙烯吡咯烷酮等為原料，采用液相法制備了二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料。由于二氧化硅包覆層的存在，該包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料能夠有效的提高硫化鈰陶瓷顏料的高溫穩(wěn)定性，且該方法具有顯色體損失小，色料包裹層致密，包裹率高，制備過程簡單方便且不需經(jīng)高溫處理等優(yōu)點。
【專利說明】一種二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于陶瓷顏料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種硫化鈰紅色陶瓷顏料材料的制備方法，具體涉及一種二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在陶瓷制品裝飾材料研究領(lǐng)域，紅色陶瓷顏料具有十分重要的地位。對紅色陶瓷顏料的研究和應(yīng)用已有相當(dāng)長的時間，紅色陶瓷顏料常用作基礎(chǔ)裝飾材料。硫化鈰是一種呈色性能良好的無毒紅色顏料，具有顏色深紅、明度值高、著色力強、遮蓋力強和無毒性等特點。雖然硫化鈰顏料的價格高于普通的無機紅色顏料，但遠低于相同品質(zhì)的高檔有機紅色顏料。因此，硫化鈰顏料一直被認(rèn)為是含鉻、鎘等有毒重金屬元素的紅色顏料的理想替代品。硫化鈰不溶于水及強堿溶液，在惰性氣體和還原性氣氛下的化學(xué)穩(wěn)定性可達1500°C，已經(jīng)應(yīng)用于塑料等工業(yè)領(lǐng)域。但其在氧化氣氛下的熱穩(wěn)定性差，350°C以上就會發(fā)生分解。硫化鈰的這一不足嚴(yán)重影響了其在陶瓷顏料領(lǐng)域的應(yīng)用，目前硫化鈰紅色顏料大多應(yīng)用于塑料等低溫行業(yè)。
[0003]在高溫不穩(wěn)定的硫化鈰表面包覆一層透明度高，熱穩(wěn)定性好的化合物來提高其化學(xué)熱穩(wěn)定性可以拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。二氧化硅是一種透明度高，耐高溫的材料，在包覆型陶瓷顏料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而且二氧化包覆型硫化鈰陶瓷顏料可有效提高硫化鈰紅色陶瓷顏料在氧化氣氛下的高溫?zé)岱€(wěn)定性，被認(rèn)為是取代傳統(tǒng)含鎘、鉻等重金屬有毒紅色顏料的良好替代品。到目前為止，未見有二氧化硅包覆型硫化鈰陶瓷顏料及其制備方法的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種二氧化鈦包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的制備方法，在硫化鈰陶瓷顏料表面包覆一層二氧化硅殼層，在顏料的呈色性能不受影響的情況下，這種方法能夠有效提高硫化鈰紅色陶瓷顏料的化學(xué)熱穩(wěn)定性、化學(xué)耐腐蝕能力和分散性。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的制備方法，具體按照以下步驟實施:
[0006]步驟1:對硫化鈰紅色陶瓷顏料進行預(yù)處理；
[0007]步驟2:配制0.024~0.096mol/L正硅酸乙酯的無水乙醇溶液，充分?jǐn)嚢璧玫饺芤篈 ；
[0008]步驟3:取步驟I得到的預(yù)處理后的硫化鈰紅色陶瓷顏料分散于氨水和無水乙醇的混合溶液中，充分?jǐn)嚢?0分鐘后加入聚乙烯吡咯烷酮分散劑并在攪拌狀態(tài)下充分溶解得到溶液B ；
[0009]步驟4:在充分?jǐn)嚢璧那闆r下將溶液B添加至溶液A中，升溫至40_60°C，并持續(xù)反應(yīng)時間2-10小時，待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系自然沉降，離心分離沉淀物，并將沉淀物分別用乙醇和水洗滌3次，置于80°C干燥箱中干燥12小時，得到二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料。[0010]本發(fā)明的特點還在于，
[0011]其中的步驟I具體按照以下步驟實施:用瑪瑙研缽研磨硫化鈰紅色陶瓷顏料4-6小時，然后過120目篩，取篩上剩余部分顏料分別用無水乙醇和去離子水超聲清洗3次，置于50°C干燥箱中干燥8小時，得到預(yù)處理后的硫化鈰紅色陶瓷顏料。
[0012]其中的步驟3中硫化鈰紅色陶瓷顏料在混合溶液中的質(zhì)量體積濃度為5~20g/L。
[0013]其中的步驟3中混合溶液中氨水的體積分?jǐn)?shù)為0.04~0.16，聚乙烯吡咯烷酮的濃度為lg/L~4g/L。
[0014]其中的步驟4中在充分?jǐn)嚢璧那闆r下將溶液B添加至溶液A中，混合后溶液中的鈰硅摩爾比為0.0944~0.3775。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用簡單易行的方法，將透明性好的二氧化硅包覆在高溫不穩(wěn)定的硫化鈰表面，既不影響其呈色性能，又解決了其高溫不穩(wěn)定性。實驗周期短，便于操作具有合成速度快、效率高和能耗低，極具有工業(yè)化生產(chǎn)的前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1中A是本發(fā)明實施例1預(yù)處理后的硫化鈰陶瓷顏料放大1000倍的掃描電鏡照片，B是本發(fā)明實 施例1制得的二氧化硅包覆硫化鈰放大2500倍的掃描電鏡照片；
[0017]圖2是本發(fā)明實施例2制得的二氧化硅包覆硫化鈰放大9000倍的掃描電鏡照片；
[0018]圖3是本發(fā)明實施例3制得的二氧化硅包覆硫化鈰紅色陶瓷顏料的物相分析結(jié)
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【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
[0020]本發(fā)明制備的二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料，以硫化鈰、正硅酸乙酯、氨水、聚乙烯吡咯烷酮等為原料，采用液相法制備了二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料。由于二氧化硅包覆層的存在，該包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料能夠有效的提高硫化鈰陶瓷顏料的高溫穩(wěn)定性，且該方法具有顯色體損失小，色料包裹層致密，包裹率高，制備過程簡單方便且不需經(jīng)高溫處理等優(yōu)點。
[0021]本發(fā)明制備二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的方法，具體按照以下步驟進行:
[0022]步驟1:用瑪瑙研缽研磨硫化鈰紅色陶瓷顏料4-6小時，然后過120目篩，取篩上剩余部分顏料分別用無水乙醇和去離子水超聲清洗3次，置于50°C干燥箱中干燥8小時，得到預(yù)處理的硫化鈰。
[0023]步驟2:配制0.024~0.096mol/L正硅酸乙酯的無水乙醇溶液200mL，充分?jǐn)嚢璧玫饺芤篈。
[0024]步驟3:取步驟I所得到的預(yù)處理的硫化鈰紅色陶瓷顏料分散于50mL氨水和無水乙醇的混合溶液中，其中硫化鈰紅色陶瓷顏料在混合溶液中的質(zhì)量體積濃度為5~20g/L。
[0025]充分?jǐn)嚢?0分鐘后向其中加入聚乙烯吡咯烷酮分散劑并在攪拌狀態(tài)下充分溶解得到溶液B。其中混合溶液中氨水的體積分?jǐn)?shù)為0.04~0.16，聚乙烯吡咯烷酮的濃度為lg/L ~4g/L。[0026]步驟4:在充分?jǐn)嚢璧那闆r下將溶液B添加至溶液A中，升溫至40_60°C，其中混合后溶液中的鈰硅摩爾比為0.0944~0.3775，并持續(xù)反應(yīng)時間2_10小時。待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系自然沉降，離心分離沉淀物，并將沉淀物分別用乙醇和水洗滌3次，置于80°C干燥箱中干燥12小時，得到二氧化硅包覆硫化鈰紅色陶瓷顏料。
[0027]實施例1
[0028]用瑪瑙研缽研磨硫化鈰紅色陶瓷顏料4小時，然后過120目篩，取篩上剩余部分顏料分別用無水乙醇和去離子水超聲清洗3次，置于50°C干燥箱中干燥8小時，得到預(yù)處理的硫化鈰。配制0.024mol/L正硅酸乙酯的無水乙醇溶液200mL，充分?jǐn)嚢璧玫饺芤篈。將0.25g步驟I所得到的預(yù)處理的硫化鈰紅色陶瓷顏料分散于50mL氨水和無水乙醇分混合溶液中，充分?jǐn)嚢?0分鐘后向其中加入聚乙烯吡咯烷酮分散劑并在攪拌狀態(tài)下充分溶解得到溶液B。其中混合溶液中氨水的體積分?jǐn)?shù)為0.04，聚乙烯吡咯烷酮的濃度為2g/L。在充分?jǐn)嚢璧那闆r下將將溶液B添加至溶液A中，升溫至60°C，其中混合后溶液中的鈰硅摩爾質(zhì)量比為0.0944，并持續(xù)反應(yīng)時間10小時。待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系自然沉降，離心分離沉淀物，并將沉淀物分別用乙醇和水洗滌3次，置于80°C干燥箱中干燥12小時，得到二氧化硅包覆硫化鈰紅色陶瓷顏料。圖1為所制備的包覆前后硫化鈰紅色陶瓷顏料的掃描電鏡照片，從圖中可以看出，包覆前硫化鈰顆粒表面光滑，包覆后可以看出其表面有一層致密的包覆層，且包覆層比較均勻一致。
[0029]實施例2
[0030]用瑪瑙研缽研磨 硫化鈰紅色陶瓷顏料5小時，然后過120目篩，取篩上剩余部分顏料分別用無水乙醇和去離子水超聲清洗3次，置于50°C干燥箱中干燥8小時，得到預(yù)處理的硫化鈰。配制0.048mol/L正硅酸乙酯的無水乙醇溶液200mL，充分?jǐn)嚢璧玫饺芤篈。將0.5g步驟I所得到的預(yù)處理的硫化鈰紅色陶瓷顏料分散于50mL氨水和無水乙醇分混合溶液中，充分?jǐn)嚢?0分鐘后向其中加入聚乙烯吡咯烷酮分散劑并在攪拌狀態(tài)下充分溶解得到溶液B。其中混合溶液中氨水的體積分?jǐn)?shù)為0.08，聚乙烯吡咯烷酮的濃度為lg/L。在充分?jǐn)嚢璧那闆r下將將溶液B添加至溶液A中，升溫至40°C，其中混合后溶液中的鈰硅摩爾質(zhì)量比為
0.1843，并持續(xù)反應(yīng)時間2小時。待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系自然沉降，離心分離沉淀物，并將沉淀物分別用乙醇和水洗滌3次，置于80°C干燥箱中干燥12小時，得到二氧化硅包覆硫化鈰紅色陶瓷顏料。圖2為所制備的包覆硫化鈰紅色陶瓷顏料的掃描電鏡照片，從圖中可以看出，包覆后硫化鈰陶瓷顏料的其表面有一層致密的包覆層。
[0031]實施例3
[0032]用瑪瑙研缽研磨硫化鈰紅色陶瓷顏料6小時，然后過120目篩，取篩上剩余部分顏料分別用無水乙醇和去離子水超聲清洗3次，置于50°C干燥箱中干燥8小時，得到預(yù)處理的硫化鈰。配制0.072mol/L正硅酸乙酯的無水乙醇溶液200mL，充分?jǐn)嚢璧玫饺芤篈。將
1.0g步驟I所得到的預(yù)處理的硫化鈰紅色陶瓷顏料分散于50mL氨水和無水乙醇分混合溶液中，充分?jǐn)嚢?0分鐘后向其中加入聚乙烯吡咯烷酮分散劑并在攪拌狀態(tài)下充分溶解得到溶液B。其中混合溶液中氨水的體積分?jǐn)?shù)為0.12，聚乙烯吡咯烷酮的濃度為3g/L。在充分?jǐn)嚢璧那闆r下將將溶液B添加至溶液A中，升溫至50°C，其中混合后溶液中的鈰硅摩爾質(zhì)量比為0.3775，并持續(xù)反應(yīng)時間6小時。待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系自然沉降，離心分離沉淀物，并將沉淀物分別用乙醇和水洗滌3次，置于80°C干燥箱中干燥12小時，得到二氧化硅包覆硫化鈰紅色陶瓷顏料。圖3為所制得的包覆型硫化鈰陶瓷顏料的X射線衍射圖譜，從圖中可以看出所有的衍射峰均對應(yīng)于晶態(tài)硫化鈰的衍射峰，由于二氧化硅包覆層為非晶態(tài)，未見有其衍射峰的出現(xiàn)。
[0033]實施例4
[0034]用瑪瑙研缽研磨硫化鈰紅色陶瓷顏料6小時，然后過120目篩，取篩上剩余部分顏料分別用無水乙醇和去離子水超聲清洗3次，置于50°C干燥箱中干燥8小時，得到預(yù)處理的硫化鈰。配制0.096mol/L正硅酸乙酯的無水乙醇溶液200mL，充分?jǐn)嚢璧玫饺芤篈。將0.5g步驟I所得到的預(yù)處理的硫化鈰紅色陶瓷顏料分散于50mL氨水和無水乙醇分混合溶液中，充分?jǐn)嚢?0分鐘后向其中加入聚乙烯吡咯烷酮分散劑并在攪拌狀態(tài)下充分溶解得到溶液B。其中混合溶液中氨水的體積分?jǐn)?shù)為0.16，聚乙烯吡咯烷酮的濃度為4g/L。在充分?jǐn)嚢璧那闆r下將將溶液B添加至溶液A中，升溫至60°C，其中混合后溶液中的鈰硅摩爾質(zhì)量比為
0.2445，并持續(xù)反應(yīng)時間8時。待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系自然沉降，離心分離沉淀物，并將沉淀物分別用乙醇和水洗滌3次，置于80°C干燥箱中干燥12小時，得到二氧化硅包覆硫化鈰紅色陶瓷顏料。
[0035]表1是本發(fā)明實施例1，2，3，4制得二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的呈色性能分析。從表中可以看出，二氧化硅的包覆對硫化鈰的紅度值(a*)值沒有明顯的影響，這表明，無色透明的二氧化硅殼層對硫化鈰顏料的呈色性能影響較小，同時二氧化硅殼層的存在能夠有效地提高硫化鈰紅色陶瓷顏料的高溫穩(wěn)定性能。
[0036]表1實施例制得二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的呈色性能分析
【權(quán)利要求】
1.一種二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施: 步驟1:對硫化鈰紅色陶瓷顏料進行預(yù)處理； 步驟2:配制0.024~0.096mol/L正硅酸乙酯的無水乙醇溶液，充分?jǐn)嚢璧玫饺芤篈 ； 步驟3:取步驟I得到的預(yù)處理后的硫化鈰紅色陶瓷顏料分散于氨水和無水乙醇的混合溶液中，充分?jǐn)嚢?0分鐘后加入聚乙烯吡咯烷酮分散劑并在攪拌狀態(tài)下充分溶解得到溶液B ; 步驟4:在充分?jǐn)嚢璧那闆r下將溶液B添加至溶液A中，升溫至40-60°C，并持續(xù)反應(yīng)時間2-10小時，待反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)體系自然沉降，離心分離沉淀物，并將沉淀物分別用乙醇和水洗滌3次，置于80°C干燥箱中干燥12小時，得到二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的制備方法，其特征在于，所述的步驟I具體按照以下步驟實施:用瑪瑙研缽研磨硫化鈰紅色陶瓷顏料4-6小時，然后過120目篩，取篩上剩余部分顏料分別用無水乙醇和去離子水超聲清洗3次，置于50°C干燥箱中干燥8小時，得到預(yù)處理后的硫化鈰紅色陶瓷顏料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的制備方法，其特征在于，所述的步驟3中硫化鈰紅色陶瓷顏料在混合溶液中的質(zhì)量體積濃度為5~20g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的制備方法，其特征在于，所述的步驟3中混合溶液中氨水的體積分?jǐn)?shù)為0.04~0.16，聚乙烯吡咯烷酮的濃度為lg/L ~4g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化硅包覆型硫化鈰紅色陶瓷顏料的制備方法，其特征在于，所述的步驟4中在充分?jǐn)嚢璧那闆r下將溶液B添加至溶液A中，混合后溶液中的鈰硅摩爾比為 0.0944 ~0.3775。
【文檔編號】C09C3/06GK103923488SQ201410126615
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】劉輝, 劉婷婷, 呂婷, 陳觀宏, 朱振峰 申請人:陜西科技大學(xué)