[发明专利]一种硅酸锆包裹型低价离子复合掺杂γ～Ce2S3红色颜料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硅酸锆包裹型低价离子复合掺杂γ～Ce₂S₃红色颜料，由低价离子复合掺杂γ～Ce₂S₃颜料粉体以及包裹在其表面的硅酸锆透明壳体构成；所述低价离子复合掺杂γ～Ce₂S₃颜料粉体中，掺杂离子M的离子价态为2、且至少为二种，按照摩尔比Ce³⁺∶M_总＝2(1‑x)∶3x，其中0＜x≤0.1。此外，还公开了上述γ～Ce₂S₃红色颜料的制备方法。本发明通过低价离子复合掺杂的方式于内稳定γ～Ce₂S₃晶体结构的同时，采用高温稳定的硅酸锆于外包裹γ～Ce₂S₃，从而显著提高了γ～Ce₂S₃红色颜料的高温稳定性，极大地拓展了其应用领域。本发明制备方法工艺简单易操作，影响因素易控制，生产成本低，有助于推广和应用。

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γ～Ce₂S₃红色颜料及其制备方法。

背景技术

红色颜料分为有机红色颜料和无机红色颜料两大类，无机红色颜料比有机红色颜料更具遮盖力、耐热性、耐光性及耐候性，因而在一些特殊领域应用广泛。但目前使用的无机红色颜料大多含有镉、铅、汞等有毒重金属元素，随着世界范围内环境保护意识的增强，开发新型无毒且发色效果良好的大红色料已迫在眉睫。

γ～Ce₂S₃颜料呈大红色，其呈色稳定、遮盖力强、耐紫外辐射、安全无毒，已成为取代有毒镉硒红颜料的首选，在塑料、橡胶、高档涂料等领域具有广泛的应用。然而，γ～Ce₂S₃颜料只能在低于350℃的温度下使用，超过该温度便会迅速分解失红，从而影响了其在高温下的应用。

为了提高γ～Ce₂S₃的高温稳定性，现有技术主要采用包裹技术，即在色料表面包覆一层或多层透明的高温稳定性材料，以隔离高温环境下的侵蚀性熔体。目前研究较多的是SiO₂、ZrO₂包裹型γ～Ce₂S₃色料，其中，SiO₂包裹比较成熟，包裹层也比较致密，但仅能将γ～Ce₂S₃的高温稳定性提高至550℃；ZrO₂包裹存在着包覆层厚度不够、包覆不完全等问题。另一方面，由于γ～Ce₂S₃属于立方Th₃P₄型结构，晶格中存在阳离子空位，空位在立方晶体结构中形成一个扭曲的S₄四面体空洞，从而导致γ～Ce₂S₃晶型结构很不稳定，在高温作用下容易发生逆转而转变为β相，从而失去红色。因此，仅通过单纯的包裹不能从本质上解决晶体结构稳定的问题，目前虽然也有采用离子掺杂的方式实现晶格稳定，但研究发现，单一的离子掺杂虽然能实现晶格稳定，但容易使得γ～Ce₂S₃颜料f→d的电子跃迁能发生变化，从而使吸收光谱发生变化，最终导致不再显示大红色。

为此，现有技术单纯的包裹和单一的离子掺杂均不能很好地解决γ～Ce₂S₃高温稳定性及其高温应用领域局限性的问题。

发明内容