本發(fā)明涉及無機顏料，尤其涉及一種環(huán)保無機顏料及其制備工藝。

背景技術：

1、顏料按組成可分為有機顏料和無機顏料，有機顏料色彩鮮艷，色系齊全，著色力好，但化學穩(wěn)定性較差，在較為嚴苛的環(huán)境中無法持久使用。而無機顏料由于具有優(yōu)異的耐熱耐候性、遮蓋力和化學穩(wěn)定性，廣泛應用于建筑、塑料、玻璃、瓷器、美術等諸多領域，在人們的生產(chǎn)生活中具有重要意義。

2、傳統(tǒng)無機顏料（如鉻黃、鎘紅等）因含有鉛、鎘、鉻等重金屬元素，存在環(huán)境污染和健康風險?，F(xiàn)有的無機顏料在生產(chǎn)過程中，往往會產(chǎn)生大量的廢水、廢氣和廢渣，給環(huán)境和人體健康帶來了嚴重威脅。例如，某些含重金屬的無機顏料生產(chǎn)過程中，重金屬離子可能會隨廢水排放到環(huán)境中，對土壤和水體造成長期污染，危害生態(tài)平衡和人類健康。正是在這種形勢下，環(huán)保無機顏料應運而生，它的出現(xiàn)引起了業(yè)內廣泛關注。

3、目前市售的環(huán)保無機顏料多采用鐵系或鈦系氧化物，但存在顏色飽和度低、耐候性差、遮蓋力不足等問題。例如，氧化鐵紅在高溫下易變色，鈦白粉雖環(huán)保但無法提供彩色效果。除此之外，現(xiàn)有的環(huán)保無機顏料多依賴高溫固相法（>1000℃），能耗高且易導致顆粒團聚，影響分散性。部分濕化學法（如水熱法）雖可降低溫度，但工藝復雜、成本高昂，難以規(guī)?；?/p>

4、為了解決上述問題，授權公告號為cn113149635b的中國發(fā)明專利公開了一種環(huán)保無機顏料及其制備工藝。該發(fā)明所述的環(huán)保無機顏料，原料由二氧化鈦、碳酸鎳、碳酸鈷、鈰氧化物和礦化劑組成，所述的鈰氧化物為二氧化鈰，所述的礦化劑為li2co3。該發(fā)明所述的環(huán)保無機顏料的制備工藝為：將二氧化鈦、碳酸鎳、碳酸鈷、鈰氧化物和礦化劑混合后進行球磨，然后在1250-1300℃焙燒，冷卻至室溫進行破碎，制備得到環(huán)保無機顏料。該發(fā)明所述的環(huán)保無機顏料，二氧化鈦、碳酸鎳、碳酸鈷與稀土金屬鈰氧化物協(xié)同配合，并添加礦化劑使煅燒溫度降低到1300℃左右，降低能耗，使得制備的無機顏料性質穩(wěn)定，遮蓋力好，具有良好的著色力。然而，其焙燒溫度仍然較高，能耗大且易導致顆粒團聚，影響分散性。

5、可見，開發(fā)一種制備能耗較低，兼具環(huán)保性，優(yōu)異遮蓋力、耐候性及耐光性的環(huán)保無機顏料及其制備工藝符合市場需求，具有廣泛的市場價值和應用前景，對促進環(huán)保無機顏料領域的發(fā)展具有非常重要的意義。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種制備能耗較低，兼具環(huán)保性，優(yōu)異遮蓋力、耐候性及耐光性的環(huán)保無機顏料及其制備工藝。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是，一種環(huán)保無機顏料，由如下按重量份計的各原料制成：金屬氧化物40-50份、摻雜劑5-8份、助熔劑3-5份、填充劑4-6份、表面改性劑0.5-0.8份；所述金屬氧化物是由coal2o4、fe2tio5按質量比(3-5):1混合而成；所述摻雜劑是由稀土鹽、錳鹽、鎳鹽、鈮鹽、鍶鹽和鋯鹽制成。

3、優(yōu)選的，所述金屬氧化物的粒徑為800-1000目。

4、優(yōu)選的，所述摻雜劑的制備方法，包括如下步驟：將稀土鹽、錳鹽、鎳鹽、鈮鹽、鍶鹽和鋯鹽混合均勻后得到金屬鹽混合物，溶解于去離子水中，形成金屬鹽混合物溶液，接著向其中加入金屬鹽混合物總質量的30-40%的檸檬酸，在60-70℃下磁力攪拌1-3h后，用氨水調節(jié)溶液ph至3.5-4.0，形成穩(wěn)定溶膠體系；按溶膠質量的10%加入乙二醇作為交聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌1h后轉移至烘箱，在130℃下干燥18-22h，形成濕凝膠；將濕凝膠破碎后加入噴霧干燥機進行噴霧干燥，得到前驅體粉末；煅燒后，得到摻雜劑。

5、優(yōu)選的，所述稀土鹽為硝酸鈧、硝酸釔、硝酸鐠、硝酸鈰中的至少一種。

6、優(yōu)選的，所述錳鹽為硝酸錳；所述鎳鹽為硝酸鎳；所述鈮鹽為草酸鈮；所述鍶鹽為硝酸鍶；所述鋯鹽為硝酸鋯。

7、優(yōu)選的，所述稀土鹽、錳鹽、鎳鹽、鈮鹽、鍶鹽、鋯鹽、去離子水的質量比為1:(0.3-0.5):0.3:(0.1-0.2):0.1:0.2:(6-10)。

8、優(yōu)選的，所述煅燒的溫度為650-850℃，時間為2-4h。

9、優(yōu)選的，所述助熔劑為硼砂。

10、優(yōu)選的，所述填充劑為高嶺土、滑石粉、輕質碳酸鈣、硫酸鋇、二氧化硅中的至少一種。

11、優(yōu)選的，所述填充劑的粒徑為800-1000目。

12、優(yōu)選的，所述表面改性劑為1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1h,3h,5h)-三酮。

13、本發(fā)明的另一個目的，在于提供一種所述環(huán)保無機顏料的制備工藝，包括如下步驟：將金屬氧化物、摻雜劑、填充劑混合，采用干法球磨混合1-2h，得到混合粉末；將混合粉末置于坩堝中，放入馬弗爐，以3-5℃/min的速率升溫至750-850℃，空氣氣氛下煅燒2-3h；再以5-8℃/min的速率升溫至950-1150℃，繼續(xù)在空氣氣氛下煅燒2-4h；煅燒后的物料自然冷卻至室溫，然后進行二次粉碎，得到d50≤1μm的粉體；接著在粉體中邊攪拌邊加入表面改性劑的乙醇溶液，加完后在60-80℃下高速攪拌1-2h，最后在真空干燥箱85-95℃下干燥3-5h，得到環(huán)保無機顏料。

14、優(yōu)選的，所述二次粉碎為使用氣流粉碎機粉碎，壓力為0.7-0.8mpa，分級輪轉速為5900-6100rpm。

15、優(yōu)選的，所述表面改性劑的乙醇溶液的質量百分濃度為5-10%。

16、由于上述技術方案的運用，本發(fā)明具有以下有益效果：

17、（1）本發(fā)明公開的環(huán)保無機顏料的制備工藝，簡單易行，操作控制方便，制備效率和成品合格率高，對設備依賴性低，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，具有較高的推廣應用價值。

18、（2）本發(fā)明公開的環(huán)保無機顏料，由如下按重量份計的各原料制成：金屬氧化物40-50份、摻雜劑5-8份、助熔劑3-5份、填充劑4-6份、表面改性劑0.5-0.8份；所述金屬氧化物是由coal2o4、fe2tio5按質量比(3-5):1混合而成；所述摻雜劑是由稀土鹽、錳鹽、鎳鹽、鈮鹽、鍶鹽和鋯鹽制成。減少了傳統(tǒng)無機顏料生產(chǎn)中重金屬等有害物質的使用，且生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水、廢氣和廢渣量顯著降低，對環(huán)境友好；通過合理的原料配方和獨特的制備工藝，使得制備出的無機顏料具有優(yōu)異遮蓋力、耐候性及耐光性；且制備能耗低。

19、?（3）本發(fā)明公開的環(huán)保無機顏料，首次將coal2o4與fe2tio5復合，并引入摻雜劑協(xié)同改性，所述摻雜劑是由稀土鹽、錳鹽、鎳鹽、鈮鹽、鍶鹽和鋯鹽制成；通過摻雜，引入的各元素成分配合作用，能產(chǎn)生更柔和或更明亮的顏色效果；所述填充劑為高嶺土、滑石粉、輕質碳酸鈣、硫酸鋇、二氧化硅中的至少一種，它們的加入，與其它原料配合作用，能有效降低成本，調節(jié)顏色效果，提高穩(wěn)定性，改善光澤度和耐候性，增加遮蓋力。

20、（4）本發(fā)明公開的環(huán)保無機顏料，摻雜劑采用溶膠凝膠法制成，解決了環(huán)保與性能難以兼顧的問題。原料中添加表面改性劑，所述表面改性劑為1,3,5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1h,3h,5h)-三酮；通過表面改性，能改善顏料的分散性及穩(wěn)定性。