[发明专利]一种利用黏土矿物制备铁红杂化颜料的方法

说明书

本发明公开了一种利用黏土矿物制备铁红杂化颜料的方法，是将天然黏土矿物经过破碎、对辊、球磨处理后分散在水中形成悬浮液；再加入铁盐和助剂分散均匀后转入水热反应釜中，控制溶液pH至0.5~4，在压力2~8 MPa，温度160~300℃反应5~60h，然后以10℃/min速率程序降温至室温；固体产物经分离、洗涤、干燥、粉碎，得到具有鲜艳红色的杂化颜料。本发明通过水热反应诱导结构演变与重组，再精确控制反应参数，使Fe3+在助剂作用下与黏土矿物中的离子发生交换并原位形成新晶相，得到色泽鲜艳、稳定性高、粒度均匀的新型硅铝铁红杂化颜料，为涂料、油漆、陶瓷、油墨、涂层等多个领域提供高性价比的红色杂化颜料。

技术领域

本发明涉及一种铁红杂化颜料的制备方法，尤其涉及一种利用黏土矿物制备铁红杂化颜料的方法，属于天然非金属矿深加工和纳米复合材料制备技术领域。

背景技术

颜料是涂料和油漆行业中不可或缺的着色材料。随着无机颜料需求日益增长，我国已经成为世界上无机颜料最大的生产国。但是我国的无机颜料生产技术水平低，且产品以低档产品为主，导致我国颜料产品在全球市场上竞争力不强，制约了颜料相关行业和产业的发展。近年来，随着人们对材料的环境友好性越来越重视，利用天然原料开发色泽鲜艳、着色力强、成本低的无毒环保型颜料已成为必然趋势。

红色颜料（如铁红、镉红）广泛用于陶瓷、油漆、涂料、橡胶、塑料、建筑等领域，但目前常用的镉红颜料毒性较强，易引起二次污染，而且成本较高。相比之下，铁红颜料得到更广泛的应用。但铁红颜色本身仍不够鲜艳，而且耐酸性能差，不能满足在很多领域中的使用需求，因此通过技术创新提高铁红的性能一直引起高度关注。

中国专利CN102153148A、CN104860718A、CN104861745A、CN103508493A、CN103539207A、CN104556243A、CN103788707A、CN103818969A、CN103818968A、CN104559341A、CN104386759A、CN103342391A、CN105129866A公开了一系列以不同铁盐为原料，通过不同工艺合成纯铁红（Fe2O3）的方法，但这些方法更侧重于如何改进铁红的制备方法和工艺，或改变铁红的粒径来提高铁红的性能，而如何通过材料组成优化和设计构筑新型红色杂化颜料，至今仍没有任何相关报道。

黏土矿物本身具有非常优异的稳定性，可以作为载体、补强剂、稳定剂等应用在纳米复合杂化材料中。一方面，黏土矿物本身优异的稳定性可以使复合材料的热稳定性、耐酸碱稳定性和耐紫外老化性明显提升，例如，凹凸棒石或海泡石作为有机染料的载体，形成的“玛雅蓝”杂化颜料可以历经几千年而不褪色（Science, 1996, 273(5272): 223-225）；另一方面，利用黏土矿物晶体形貌可构筑具有核壳结构的杂化材料。但目前利用黏土矿物构筑铁红杂化颜料尚无相关报道和应用先例。

发明内容

本发明的目的是利用黏土矿物本身性能稳定的特性，提供一种利用黏土矿物制备红色杂化颜料的方法，以得到高附加值颜料产品，进一步拓展黏土矿物的应用领域，提升黏土矿物的经济价值。

一、铁红杂化颜料的制备

本发明利用黏土矿物制备铁红杂化颜料的方法，是将天然黏土矿物经过破碎、对辊、球磨处理后，以1:60~1:4的固液质量比分散在水中形成悬浮液；再加入铁盐和助剂搅拌分散均匀后，转入水热反应釜中，控制溶液pH 至0.5~4，在压力2~8 MPa，温度160~300℃下水热反应5~60h，然后以10℃/min速率程序降温至室温；固体产物经分离、洗涤、干燥、粉碎，得到具有鲜艳红色的杂化颜料。

为了增强黏土矿物与铁离子的反应活性，将天然黏土矿物经过破碎、对辊、球磨处理后，先用铁盐的水溶液浸润1.5~2h，经机械搅拌混合均匀后分散在水中形成悬浮液；再加入助剂搅拌分散均匀，然后转入水热反应釜中进行水热反应。