[发明专利]一种低钴含量的新型钴绿色料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于材料领域的色料，具体涉及一种低钴含量的新型钴绿色料及其制备方法。

背景技术：

如今，绿色无机颜料在许多领域得到广泛的发展，如陶瓷，高温材料，油墨，涂料，橡胶，玻璃，艺术应用等领域。大多数传统的无机颜料是铬基复合材料，如铬酸钴绿色颜料和氧化铬。但是，铬对环境有不利影响，其色度a*值常常比钴绿色色料差。铬可以以不同价态的氧化物存在，气氛中的氧分压和温度对铬的氧化物的影响非常大，故在实际生产中不易控制。近年来，以钴为主的绿色颜料由于其低毒性已被提出作为可替代传统的有毒颜料。这些颜料显示出良好的色彩特性，光学特性和化学稳定性，它能够满足建筑材料对色彩稳定性的要求。因此，研究钴基颜料有一定的现实意义。

本发明通过使用氧化锌与氧化钴为主要原料制备了一种纤锌矿结构的化合物。氧化锌是一种白色无机颜料。氧化锌与少量的过渡金属离子如Co²⁺，能使白色的ZnO变绿。钴基颜料主要包括CoAl₂O₄尖晶石蓝色和Co₃(PO₄)₂紫色颜料，引入不同的金属离子会改变色料的颜色。这些新的无机化合物形成更好、更致密的颜色，也可以用作高温颜料。钴基着色剂中Co元素的含量较高，然而，钴(Co)是稀缺、昂贵资源，且钴对环境有一定的危害。所以有必要研制低钴含量的色料，这有利于环保和节约资源以及降低成本。

发明内容：

发明目的：本发明的第一个目的是为了公开一种低钴含量的新型钴绿色料，本发明的第二个目的是为了公开一种低钴含量的新型钴绿色料的制备方法。

技术方案：一种低钴含量的新型钴绿色料，其特征在于，包括以下化学通式：Zn_1-xCo_xO(0＜X＜1)，即氧化锌：氧化钴的摩尔比为(1-X)份：X份(0＜X＜1)，且CoO含量为1-5wt％。

一种低钴含量的新型钴绿色料的制备方法，包括以下步骤：

(1)首先，按Co∶Zn的摩尔比X∶(1-X)(0＜X＜1)分别称取相应重量的氧化钴和氧化锌，再称取1-6wt％氟化钙，并加适量水将原料混合；

(2)其次，将混合后的湿料在球磨机中球磨1-5小时，得到混合均匀的混合料并将其干燥；

(3)然后，将干燥的混合料放入坩埚并置于马弗炉中，加热至900-1300℃并在该温度下煅烧1-5小时，冷却至室温，球磨粉碎，即得到一种低钴含量的新型钴绿色料。

有益效果：所制备的低钴含量的新型钴绿色料属于铅锌矿型晶体结构，其最简化学分子式为Zn_1-xCo_xO。钴绿颜料的耐温性达1300℃，这是一般颜料望尘莫及的；同时，它具有较好的化学稳定性、较强的着色力和分散性；优异的户外耐光性、耐侯性、耐高温性；良好的耐酸、耐碱、耐各种溶剂及化学腐蚀性；且具有无渗性，无迁移性；且与大多数热塑性、热固性塑料具有良好相容性；还具有高的近红外反射率，广泛应用于卷钢涂料、工程塑料、防伪涂料及屋顶隔热涂料中；并且可以很大程度上降低生产成本，减少对环境的危害。

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式详细说明。

实施例1

首先，按Co∶Zn的摩尔比0.01∶0.99分别称取0.075g氧化钴、8.019g氧化锌，再称取0.0809g的氟化钙，然后加适量水混合；

其次，将混合后的湿料在球磨机中磨1小时，得到混合均匀的混合料并将其干燥；

然后，将干燥的混合料放入坩埚并置于马弗炉中，加热至950℃，并在该温度下煅烧4.5小时，冷却至室温，研磨粉碎，即得到低钴含量的新型钴绿色料。

本实施例所制备的低钴含量的新型钴绿色料的近红外反射率高达32％；L*为67.38，a*为-14.34，b*为8.28。

实施例：2

首先，按Co∶Zn的摩尔比0.03∶0.97分别称取0.225g氧化钴、7.857g氧化锌，再称取0.2428g的氟化钙，然后加适量水混合；

其次，将混合后的湿料在球磨机中球磨3小时，得到混合均匀的混合料并将其干燥；

然后，将干燥的混合料放入坩埚置于马弗炉中，加热至1100℃，并在该温度下煅烧3小时，冷却至室温，研磨粉碎，即得到低钴含量的新型钴绿色料。

本实施例所制备的低钴含量的新型钴绿色料的近红外反射率高达30％；L*为65.26，a*为-15.78，b*为8.19。