[发明专利]一种由水合氧化铬制备近红外高反射氧化铬基颜料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机金属氧化物颜料的制备方法，更具体地说，是以水合氧化铬与一定添加剂混合均匀后，煅烧制备氧化铬基颜料的方法，所制备的产品既有与叶绿素相近的颜色，同时在近红外区也有高的反射率，可用于伪装材料、建筑节能等领域。

背景技术

氧化铬绿颜料具有稳定性好、耐酸碱、耐高温、耐光耐候等优点，可用于油漆、涂料、油墨、塑料、橡胶、化纤、纺织、陶瓷、玻璃、水泥等领域，以及化妆品、磁带、食品、粘合剂、静电复印等方面。氧化铬绿独一无二的近似于植物叶绿素的色泽，使其可用于配制类似绿色树叶簇的伪装材料。在二次世界大战时就曾将氧化铬绿颜料用于武器的伪装涂层。当掺杂适量的钴后，所得改性氧化铬绿颜料在可见光区的反射曲线与叶绿素非常接近。

然而，叶绿素在红外区的反射率均较高，而钴改性氧化铬绿颜料在近红外区的反射率却很低。近年来，成像技术不断发展，尽管这类伪装材料在可见光区域具有类叶绿素的绿色，新型的红外探测仪仍可以依据它们在红外区与叶绿素在反射率上的巨大差异进行甄别。因而，需开发一种绿色伪装颜料，使其不仅在可见光区域的颜色与叶绿素接近，而且在红外区的反射率也要像叶绿素那样比较高。在保持氧化铬颜料绿色调的同时提高其在近红外区的反射率是氧化铬基颜料的一个重要开发方向。

基于近红外高反射氧化铬基颜料的广泛应用前景，美国、日本和西欧各国进行了大量的研究。2001年，美国十大化工公司之一的Ferro公司公开了一种无机红外反射颜料的专利（US6174360B1），以Cr₂O₃为主体，通过掺杂Al，Bi，Co等形成低钴刚玉-赤铁矿结构的固溶体，得到颜料具有相对低的Y三刺激值和高的红外反射率，在伪装等领域有广泛的用。但其制备方法成本高，且反射率（在70～85%之间）有待进一步提高。

之后，科研工作者们开展了大量以Cr₂O₃为主体，通过掺杂离子改性来改善其颜色及红外反射性能的工作。但从研究的现状来看，由于部分掺杂离子对颜色影响较大，虽然掺杂后红外反射率有较大提高，但却影响了氧化铬本身的绿色调。在保持氧化铬颜料绿色调的同时进一步提高其在近红外区的反射率仍是需要解决的问题。

另一方面，目前开展的各类工作大都是以氧化铬为主要原料，掺杂不同氧化物进行煅烧后得到改性的刚玉结构固溶体。目前氧化铬的生产主要采用硫酸铵-红矾钠热分解（US4040860）和铬酸酐热分解法。硫酸铵-红矾钠热分解法制备颜料级氧化铬绿是国外产量最大，品种最齐全的生产方法。该方法优点是适于回转窑大规模生产，生产过程有害气体少，但对设备要求高，氧化铬产品含硫量高。铬酸酐直接热分解法是目前我国最主要的氧化铬生产方法。该法具有工艺简单、产品的颜色性能好的优点。但原料铬酸酐成本高，且高温反应过程中会排放出“黄烟”，对环境污染严重。而将得到的氧化铬进行改性时，还需要再经过一次高温煅烧的过程。从整体流程来看，存在着工艺复杂、成本高、有一定污染性等问题。

CN101475217B公开了一种气体还原剂低温还原铬盐结合添加剂活化烧结制备颜料级氧化铬绿的方法。这种工艺条件温和，设备简单，易实现工业化，且整个流程实现了含铬废弃物的零排放，达到了清洁生产与高值化生产的统一。该方法制备的氧化铬绿颜料在可见光区域有优异的颜色性能，但在近红外区的反射率不高。

发明内容

本发明的目的在于开发一种由水合氧化铬制备近红外高反射氧化铬基颜料的清洁制备工艺，并使其在可见光区域的颜色与叶绿素接近。所述氧化铬基颜料近红外区域反射率高、可见光区域颜色与叶绿素接近，可用于伪装材料、建筑节能等领域，从而进一步实现产品的高值化。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种近红外高反射氧化铬基颜料的制备方法，所述方法以水合氧化铬为原料，与添加剂混合后于950～1300℃下煅烧0.5h以上，得到近红外高反射氧化铬基颜料。其红外反射率在85%以上，可见光区域为暗绿色，色度参数分别为：亮度L*在40～45，红绿值a*在-16～-18，黄蓝值b*在17～23。

将所述煅烧后物料洗涤并干燥后，得到近红外高反射氧化铬基颜料。

本发明所述原料水合氧化铬可通过市售获得，也可由所属领域技术人员根据现有技术/新技术制备得到。目前，水合氧化铬的制备方法主要有三价铬沉淀法与六价铬盐还原法。