專(zhuān)利名稱(chēng)：綠色系列無(wú)機(jī)顏料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及綠色系列無(wú)機(jī)顏料。
眾所周知，顏料在人們的日常生活中處于十分重要的位置。近來(lái)，隨著人民生活水平的普遍提高，對(duì)美化環(huán)境的要求越來(lái)越多，用各種塑料和橡膠制造的玩具及日常用品，為了增加其美感，需要加入顏料。住房家俱的美化離不開(kāi)顏料。廣告畫(huà)、山水畫(huà)、人物畫(huà)同樣也離不開(kāi)顏料。從前，使用的顏料絕大多數(shù)是有機(jī)顏料，有機(jī)顏料盡管有價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但是也存在許多缺點(diǎn)，如抗光化作用的能力差，光照產(chǎn)生退色，耐熱性差，在高溫下易分解，并放出有毒氣體。生產(chǎn)中由于三廢造成環(huán)境污染。因此，引起人們對(duì)無(wú)機(jī)顏料的研究。
最初，人們只采用天然的無(wú)機(jī)顏料，由于數(shù)量少，顏色單一，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了需要。為此人們對(duì)人工合成法制造無(wú)機(jī)顏料進(jìn)行了大量的研究工作。
人工合成的無(wú)機(jī)顏料幾乎克服了有機(jī)顏料的全部缺點(diǎn)，而無(wú)機(jī)顏料的優(yōu)點(diǎn)是抗光化作用的能力強(qiáng)，長(zhǎng)期日曬不退色，耐熱性好，高溫下穩(wěn)定，不著火，抗腐蝕，不溶于水;其缺點(diǎn)是價(jià)格貴，所以盡管在性能上無(wú)機(jī)顏料比有機(jī)顏料好，而長(zhǎng)期得不到普遍應(yīng)用。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)機(jī)顏料的生產(chǎn)工藝技術(shù)的改進(jìn)與提高，其成本已有較大的下降，因此近來(lái)無(wú)機(jī)顏料有逐漸代替有機(jī)顏料之勢(shì)。
目前，國(guó)內(nèi)外使用的綠色無(wú)機(jī)顏料，比其他顏色的顏料少得多，國(guó)內(nèi)大量使用的綠色無(wú)機(jī)顏料主要是鉻綠，這種綠色顏料不僅價(jià)格貴，毒性大，而且顏色單調(diào)，色調(diào)不能隨意改變和調(diào)節(jié)。國(guó)外使用的綠色無(wú)機(jī)顏料，除了鉻綠之外，還有鎳綠，鎳-鈷綠、鈣鋇鎂綠，但它們的價(jià)格比鉻綠更貴。
生產(chǎn)綠色顏料的方法有干法和濕法(化學(xué)法)，化學(xué)法工藝流程長(zhǎng)，難于操作，更難于控制質(zhì)量，生產(chǎn)中存在嚴(yán)重的三廢污染問(wèn)題，成本高，而干法焙燒溫度高，產(chǎn)品色澤不鮮艷。
美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)US2，369，261介紹了制備一種三氧化二鉻和填充劑混合物顏料的化學(xué)工藝方法。具體的方法是將顆粒大小適宜的填充劑例如純的白瓷土，以攪拌的方法使其懸浮在水中，加入硫化鈉和鉻酸鈉溶液，于70°-100℃。加堿沉淀出氫氧化鉻，過(guò)濾，將沉淀與溶液分離，沉淀經(jīng)洗滌干燥后，于700°-800℃或800°-1000℃焙燒，研磨成粉。該法生產(chǎn)出來(lái)的綠色顏料光澤好，著色力強(qiáng)，毒性有所降低，抗光化作用強(qiáng)，長(zhǎng)期日曬不退色，耐酸堿腐蝕性能好，不著火。但是，由于該法是水法工藝流程，流程長(zhǎng)而復(fù)雜，需要溶解、沉淀、過(guò)濾、洗滌、干燥、焙燒等工序，難于操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)事，消耗大量化工原料硫化納、氫氧化鈉等，產(chǎn)品成本高，價(jià)格貴，毒性較大，質(zhì)量難于控制，而且產(chǎn)生廢水污染環(huán)境造成公害。
本發(fā)明的目的在于研究出一種綠色系列無(wú)機(jī)顏料，使其毒性小，價(jià)格便宜，色調(diào)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且又具有抗光化作用能力強(qiáng)，長(zhǎng)期日曬不退色，耐熱性好，高溫下穩(wěn)定，不著火，抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是研究出生產(chǎn)這種新的綠色系列無(wú)機(jī)顏料的工藝方法，使這種工藝方法流程短簡(jiǎn)單，生產(chǎn)出的產(chǎn)品價(jià)格低廉，不產(chǎn)生三廢而不污染環(huán)境，不造成公害，既克服濕法生產(chǎn)中的缺點(diǎn)，又能克服干法工藝方法中的焙燒溫度高，焙燒的時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)品色澤不鮮艷等缺點(diǎn)。
本發(fā)明是一種綠色系列無(wú)機(jī)顏料，其組成是以白瓷土為載體占45-99.25%(重量百分?jǐn)?shù)，下同)三氧化二鉻為著色劑占0.5-20%，還含有顏色穩(wěn)定劑氧化鋅占0.25-10%，以硼砂、硼酸、三氧化二硼其中的一種為催化劑占0-25%，經(jīng)固熔化反應(yīng)生成的綠色無(wú)機(jī)顏料。
為了制造本發(fā)明的一種綠色系列無(wú)機(jī)顏料，其工藝方法是，以白瓷土為載體占45-99.25%(重量百分?jǐn)?shù)，下同)，三氧化二鉻為著色劑占0.5-20%，氧化鋅為顏色穩(wěn)定劑占0.25-10%，硼砂、硼酸、三氧化二硼其中的一種為催化劑占0-25%，將上述載體、著色劑、顏色穩(wěn)定劑、催化劑接配比配料，混勻，于1000℃以上至1200℃進(jìn)行焙燒，焙燒的氣氛為氧化氣氖。
為了加快固熔化反應(yīng)的進(jìn)行，使所生成的產(chǎn)品顏色均勻，以將載體白瓷土，著色劑三氧化二鉻、顏色的穩(wěn)定劑氧化鋅、催化劑硼砂、硼酸、三氧化二硼其中的一種，分別研磨到320目(48μ)以下為佳，它們的顆粒越細(xì)越好，但研磨的越細(xì)越費(fèi)時(shí)費(fèi)工，所以一般以研磨到320目以下為宜，若大于320目，所生成顏料的顏色，容易造成顆粒外深內(nèi)淺的不均勻現(xiàn)象。
作為載體的白瓷土，其主要成分為三氧化鋁和二氧化硅，還含有少量的鈣、鎂、鐵、硫等雜質(zhì)。本發(fā)明產(chǎn)品中載體白瓷土在配比中占45-99.25%，白瓷土小于45%，其他組分的含量增高，使產(chǎn)品的毒性增大，而且由于其他組份的價(jià)格比白瓷土均高，增大了產(chǎn)品的成本，白瓷土若大于99.25%，使顏料的顏色變得太淡，顏料的光澤性不佳，因此白瓷土以45-99.25%為好。
作為著色劑的三氧化二鉻在配比中占0.5-20%為好，三氧化二鉻小于0.5%，顏料的顏色太淡，三氧化二鉻大于20%，顏料毒性增大，成本增高。
為了克服干法生產(chǎn)中存在的顏料的顏色不穩(wěn)定，色澤不鮮艷的缺點(diǎn)，加入穩(wěn)定劑氧化鋅(ZnO)，可使顏料的顏色鮮艷，顏色穩(wěn)定性更好，加入氧化鋅的量以0.25-10%為宜，小于0.25%顏料的色澤性不佳，大于10%使產(chǎn)品的成本增高。
為了克服干法生產(chǎn)中存在的焙燒溫度高，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，加入催化劑硼砂、硼酸、三氧化二硼其中的一種，使焙燒固溶化反應(yīng)溫度降低，并縮短其反應(yīng)時(shí)間，節(jié)約了能源又減小了工藝流程的時(shí)間，提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量。若不加硼砂、硼酸、三氧化二硼其中的一種，反應(yīng)溫度增高，反應(yīng)時(shí)間增長(zhǎng)，但是其加入量若大于25%，增大了產(chǎn)品的成本。
在焙燒時(shí)所用的容器可以用氧化鋁坩堝、陶瓷坩堝、耐火材料坩堝，但以陶瓷坩堝為好，氧化鋁坩堝價(jià)格高，耐火材料坩堝價(jià)格雖然便宜，但壁厚增加了能耗，陶瓷坩堝價(jià)格便宜，壁又薄，傳熱快，節(jié)約能源。
焙燒保溫時(shí)間小于1小時(shí)，固熔化反應(yīng)不完全，焙燒保溫時(shí)間超過(guò)2小時(shí)，消耗能量多，增加產(chǎn)品成本，降低了產(chǎn)品產(chǎn)量，焙燒保溫時(shí)間控制在1小時(shí)至2小時(shí)為宜。
本發(fā)明的綠色系列的無(wú)機(jī)顏料的顏色的色調(diào)可通過(guò)控制下列因素來(lái)改變和調(diào)整，改變和調(diào)整顏料的色調(diào)的因素是1.改變著色劑三氧化二鉻的多少和比例;
2.焙燒溫度的高低;
3.穩(wěn)定劑氧化鋅和催化劑硼砂、硼酸、三氧化二硼其中的一種的多少。
改變著色劑三氧化二鉻的多少和比例是影響顏料顏色的深淺和光澤的主要影響因素，隨著三氧化二鉻用量的增大，即所占百分比的提高，綠色變深;隨著氧化鋅和硼砂、硼酸、三氧化二硼其中的一種用量的增大(即所占百分比的增大)光澤變好，固熔化反應(yīng)速度加快。
焙燒的溫度控制在1000℃以上至1200℃為宜，在小于1000℃的溫度下焙燒，固熔化反應(yīng)不完全，產(chǎn)品的顏色不鮮艷，焙燒溫度超過(guò)1200℃顏料的顏色變淡變灰，而且鋅、硼產(chǎn)生揮發(fā)，使鋅、硼損失。在1000℃以上至1200℃的范圍內(nèi)，焙燒溫度越高，綠色越深，光澤越好。
白瓷土、三氧化二鉻、氧化鋅和硼砂、硼酸、三氧化二硼其中的一種混合均勻，經(jīng)焙燒保溫進(jìn)行固熔化反應(yīng)后，冷卻到室溫，經(jīng)球磨或膠磨到500-1000目(30μ-15μ)而成產(chǎn)品。
焙燒所用的能源可以是煤、煤氣、油等各種燃料或者電能。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.本發(fā)明的產(chǎn)品毒性小，成本低，價(jià)格便宜，例如鉻綠顏料的價(jià)格為本發(fā)明產(chǎn)品的4倍左右，鎳綠顏料的價(jià)格為本發(fā)明產(chǎn)品的5倍左右，工業(yè)陶瓷用無(wú)機(jī)綠色顏料為本發(fā)明產(chǎn)品的6倍左右，本發(fā)明的產(chǎn)品顏色鮮艷，光澤好，著色力強(qiáng)，顏色穩(wěn)定。
2.本發(fā)明的綠色系列無(wú)機(jī)顏料抗光化作用能力強(qiáng)，長(zhǎng)期日曬不退色，水冷氙燈照射100小時(shí)，色澤不變;耐熱性好，在大氣中加熱到900℃，長(zhǎng)達(dá)65小時(shí)，穩(wěn)定不發(fā)生分解色澤不變，在大氣中加熱到1200℃不著火;耐酸堿性能強(qiáng)，在過(guò)飽和氫氧化鈣溶液中或在5%鹽酸溶液中，浸96天色澤不變;在自來(lái)水中浸泡100天，不溶解，色澤不變。本產(chǎn)品性能穩(wěn)定，復(fù)蓋率(黑白格子法)為25-30平方米/公斤，粒度小于500目，平均粒度為3.8微米。
3.本發(fā)明的制造綠色系列無(wú)機(jī)顏料的工藝方法，工藝流程短、簡(jiǎn)單，原料便宜，使用的設(shè)備少，投資小，大幅度地降低了產(chǎn)品成本，克服了干法工藝中焙燒溫度高(若不加催化劑的干法其焙燒溫度高達(dá)1300-1400℃)，焙燒時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，本發(fā)明的工藝方法的焙燒溫度比干法低、時(shí)間短，節(jié)約了能源，提高了產(chǎn)量，不產(chǎn)生三廢，不污染環(huán)境，色調(diào)可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。
用以下非限定實(shí)施例更具體地描述本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受這些實(shí)施例的限定。
實(shí)施例1所用的原料白瓷土為機(jī)選一號(hào)蘇州土(江蘇，蘇州產(chǎn))，氧化鋅工業(yè)純，三氧化二鉻工業(yè)純，硼砂工業(yè)純。將上述各種原料分別研磨到330目，按下列配比配料，蘇州土(即白瓷土)占58%，三氧化二鉻占18%，氧化鋅占9%，硼砂占15%;進(jìn)行機(jī)械混合均勻后，于1100℃氧化氣氛下，焙燒2小時(shí)，冷卻到室溫，研磨到550目，得深綠色顏料。
實(shí)施例2.
操作及其條件基本同實(shí)施例1，唯白瓷土為機(jī)選2號(hào)蘇州土，按下列配比配料，蘇州土(即白瓷土)占59%，三氧化二鉻占14%，氧化鋅占7%，硼砂占20%，于1050℃氧化氣氛下焙燒1.5小時(shí)，研磨到500目，得深綠色顏料。
實(shí)施例3.
操作及其條件基本同實(shí)施例1，唯按下列配比配料，蘇州土(即白瓷土)占67%，三氧化二鉻12%，氧化鋅6%，硼砂15%，于1100℃氧化氣氛下，焙燒2小時(shí)，研磨到600目，得蘋(píng)果綠顏料。
實(shí)施例4.
操作及其條件基本同實(shí)施例1，唯按下列配比配料，蘇州土(即白瓷土)占76%，三氧化二鉻8%，氧化鋅占4%，硼砂占12%，于1150℃氧化氣氛下焙燒1.5小時(shí)，得蘋(píng)果綠顏料。
實(shí)施例5.
操作及其條件基本同實(shí)施例1，唯按下列配比配料，蘇州土(即白瓷土)占81%，三氧化鉻6%，氧化鋅3%，硼砂10%，于1200℃氧化氣氛下焙燒1.5小時(shí)，得綠色顏料。
實(shí)施例6.
操作及其條件基本同實(shí)施例1，唯按下列配比配料，蘇州土(即白瓷土)占87.5%，三氧化二鉻3%，氧化鋅1.5%，硼砂8%。于1200℃氧化氣氛下焙燒2小時(shí)，得淺綠(菜綠色)顏料。
實(shí)施例7.
操作及其條件基本同實(shí)施例1，唯按下列配比配料，蘇州土(即白瓷土)占88.2%，三氧化二鉻1.2%，氧化鋅0.6%，硼砂10%，于1150℃氧化氣氛下，焙燒2小時(shí)，得到淺綠色顏料。
實(shí)施例8.
操作及其條件基本同實(shí)施例1，唯按下列配比配料，蘇州土(即白瓷土)占92.1%，三氧化二鉻占0.6%，氧化鋅0.3%，硼砂7%。于1200℃氧化氣氛下焙燒2小時(shí)，得淺綠色顏料。
本發(fā)明的綠色系列無(wú)機(jī)顏料由于具有上述許多優(yōu)點(diǎn)，用途廣泛，可用于制造涂料，綠色油漆，綠色塑料制品，綠色橡膠制品，綠色水泥地板磚，綠色石棉水泥瓦，陶瓷釉綠色添加劑，高級(jí)綠色廣告顏料和高級(jí)綠色繪畫(huà)顏料。
權(quán)利要求
1.一種綠色系列無(wú)機(jī)顏料，以白瓷土為載體占45-99.25%(重量百分?jǐn)?shù)，下同)，三氧化二鉻為著色劑占0.5-20%，本發(fā)明的特征是，還含有顏色穩(wěn)定劑氧化鋅占0.25-10%，硼砂、硼酸、三氧化二硼其中的一種為催化劑占0-25%，經(jīng)固熔化反應(yīng)而成。
2.制造權(quán)利要求1的一種綠色系列無(wú)機(jī)顏料的方法，以白瓷土為載體占45-99.25%，三氧化二鉻為著色劑占0.5-20%，本發(fā)明的特征是1)氧化鋅為顏色穩(wěn)定劑占0.25-10%，硼砂、硼酸、三氧化二硼其中的一種為催化劑占0-25%。2)將上述載體、著色劑、顏色穩(wěn)定劑、催化劑按配比配料，混勻，于1000℃以上至1200℃，進(jìn)行焙燒，焙燒的氣氛為氧化氣氛。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種綠色系列無(wú)機(jī)顏料的制造方法，其特征是，將載體、著色劑、顏色穩(wěn)定劑、催化劑分別研磨至320目以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的一種綠色系列無(wú)機(jī)顏料的制造方法，其特征是，焙燒保溫的時(shí)間為1-2小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的一種綠色系列無(wú)機(jī)顏料的制造方法，其特征是，焙燒保溫后，冷卻至室溫，經(jīng)球磨，膠磨其中的一種方法，磨到500-1000目(30μ-15μ)。
全文摘要
一種綠色系列無(wú)機(jī)顏料，以白瓷土為載體，三氧化二鉻為著色劑，氧化鋅為顏色穩(wěn)定劑，硼砂、硼酸、三氧化二硼其中的一種為催化劑，其制法是將原料分別研磨混勻后，于1000℃以上至1200℃焙燒，進(jìn)行固熔化反應(yīng)而成。本發(fā)明的產(chǎn)品毒性小，成本低，價(jià)格便宜，顏色鮮艷，光澤好，著色力強(qiáng)，顏色穩(wěn)定，抗光化作用能力強(qiáng)，耐酸堿腐蝕，其制造工藝簡(jiǎn)便，設(shè)備少，投資小，節(jié)約能源，不產(chǎn)生三廢，不污染環(huán)境。
文檔編號(hào)C09C1/34GK1038827SQ8810369
公開(kāi)日1990年1月17日 申請(qǐng)日期1988年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月22日
發(fā)明者王得明, 徐懋運(yùn), 梁軍, 鄭鋒 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院