[发明专利]一种硅酸锆包裹型硫化铈大红色料的制备方法及其制得的产品

说明书

技术领域

本发明涉及无机颜料技术领域，尤其涉及一种硅酸锆包裹型硫化铈大红色料的制备方法及其制得的产品。

背景技术

硫化铈(γ-Ce₂S₃)，呈现大红色，由于对紫外线具备优异的吸收能力，因而其显色能力很强；此外还具有无毒、强遮盖力、高熔点等特点，在还原气氛下有着良好的稳定性，因此作为无机颜料在塑料、涂料、油墨、化妆品等领域有着广泛的应用。然而，由于Ce元素对氧具有很强的亲和力，从而导致γ-Ce₂S₃在350℃以上就会氧化分解；此外，其在酸性条件下也极易分解释放出H₂S气体，因此提高γ-Ce₂S₃的抗氧化能力和化学稳定性在生产及应用中具有重大意义。为解决上述问题，材料工作者提出了以下二种技术：一是在γ-Ce₂S₃的制备过程中掺入碱金属和碱土金属等元素，这样可实现在较低温度下制备出γ相Ce₂S₃，但对其稳定性并无多大改善；二是对色料进行包裹，即采用高温稳定性好、化学稳定性优良且无色透明的矿物相包覆γ-Ce₂S₃红色颜料，以提高色料产品性能并实现γ-Ce₂S₃红色颜料在更广范围内的应用。

硅酸锆ZrSiO₄具有熔点高、折射率大、化学性能稳定、抗高温熔体侵蚀等特点，已成为陶瓷色料首选的包裹相材料，并且通过对硫硒化镉、炭黑等色料进行ZrSiO₄包裹制备，已经实现了其在陶瓷领域的实际应用。目前，制备ZrSiO₄主要有固相法和液相法。固相法制备硅酸锆需要1400℃以上的合成温度，而且固相法合成的锆基包裹色料具有包裹率低和呈色性能差的缺陷，因此最终的成品色料产品应用性差。而液相法可以具有较低的合成温度，并且具有均匀合成的特性，通过该法制备的色料包裹率远高于固相法，同时还可以提高呈色能力，减少资源浪费和减轻环境压力。然而，γ-Ce₂S₃在碱性溶液中不会分解，而Zr⁴⁺在碱性条件下极易水解生成Zr(OH)₄沉淀，不利于在γ-Ce₂S₃的表面形成均匀包裹层。因此，目前现有技术还难以实现ZrSiO₄对γ-Ce₂S₃的包裹，从而极大地制约了硫化铈红色料产品性能的提高及应用领域的扩展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能耗低、设备和工艺简单、适合工业化生产的硅酸锆包裹型硫化铈大红色料的制备方法，以获得高温稳定性及化学稳定性好、分散性良好的硅酸锆包裹型硫化铈大红色料，实现包裹型γ-Ce₂S₃红色料的技术突破，从而提高成品色料性能，拓宽其应用领域。本发明的另一目的在于提供上述制备方法制得的大红色料产品。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种硅酸锆包裹型硫化铈大红色料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备原料溶液

硫化铈悬浮液：将γ-Ce₂S₃色料与分散剂、去离子水共混并分散均匀而得到硫化铈悬浮液；

锆源溶液：将Zr⁴⁺锆源溶于去离子水中搅拌均匀，并加入柠檬酸和矿化剂搅拌使之匀化而得到锆源溶液；

硅源溶液：将Si⁴⁺硅源与乙醇混合均匀而得到硅源溶液；

按照摩尔比Si⁴⁺∶Zr⁴⁺∶柠檬酸∶γ-Ce₂S₃色料∶矿化剂∶乙醇＝1∶1.2～1.3∶1.2～2∶0.2～0.5∶0.3～0.8∶6～12；

(2)将所述硅源溶液加入锆源溶液中搅拌混合，匀化后调节混合溶液pH值呈碱性而得到包裹层前驱液；

(3)将所述硫化铈悬浮液加入到包裹层前驱液中，匀化分散后加入水热反应釜中进行水热反应，反应产物洗涤干燥后得到混合粉体；

(4)所述混合粉体在非氧化气氛下进行热处理，得到硅酸锆包裹型硫化铈大红色料。