一种耐高温耐酸型钒酸铋颜料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温耐酸型钒酸铋颜料的制备方法。本发明专利技术首先将铋溶液与钒溶液共滴于水中，保持水浴80~90℃，控制pH为5~7，滴定完成后继续搅拌，再将硅溶液与稀酸共滴于溶胶中，控制pH为5‑7，保持水浴80~90℃，保持搅拌，滴定完成后继续搅拌，压滤、漂洗、烘干并打粉，将粉末与矿化剂混合，煅烧处理，向煅烧料中加入碱溶液中加热碱煮10~20分钟，将磷酸二氢铝溶液滴加于碱煮液中，至pH为7~8，滴定完成后，搅拌一定时间，压滤、漂洗、烘干并打粉，与低熔点玻璃粉混合煅烧处理，水洗可溶盐，烘干即得产品。本发明专利技术所得颜料性能非常好，既能耐650℃以上的高温裸烧，也能耐质量分数为2wt%的盐酸腐蚀。

Preparation method of high temperature and acid resistant bismuth vanadate pigment

The invention discloses a preparation method of high temperature and acid resistant bismuth vanadate pigment. The invention first drops the bismuth solution and the vanadium solution in the water, keeps the water bath 80~90 C, controls the pH to 5~7, and then continues to stir the titration, then drops the silicon solution and the dilute acid in the sol, controls the pH to 5, keeps the water bath 80~90, keeps stirring, and continues to stir after the titration is finished, pressure filtration, rinsing, drying and powdering. The powder is mixed with mineralizer, calcined and calcined for 10~20 minutes by adding alkali solution into the calcined burning material, adding two aluminum hydrogen phosphate to alkali boiling solution and pH to 7~8. After the titration is completed, the mixture is stirred for a certain time, pressure filtration, rinsing, drying and baking powder, calcining with low melting point glass powder and washing soluble salt, Drying is the product. The pigment obtained by this invention has very good properties, which is capable of burning at high temperature above 650 degree and also capable of resisting hydrochloric acid corrosion with mass fraction of 2wt%.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温耐酸型钒酸铋颜料的制备方法
本专利技术涉及一种钒酸铋黄色无机颜料的制备，尤其涉及一种耐酸、耐温型钒酸铋的制备技术。
技术介绍
钒酸铋（简称铋黄，包含其掺杂型，如钼掺杂，稀土钇、镧掺杂等）颜料是一种不含重金属元素的环保颜料，可用来代替含有铅、镉、铬（中镉黄（PbCrO4）、镉黄（CdS）与铋黄在色相上基本一致，在一定时期，特定领域中镉黄、镉黄使用量巨大）等含有毒元素的颜料。钒酸铋颜料问世后其应用领域一直在拓展，最早只能应用于油墨、低温涂料等对钒酸铋颜料无耐温度要求的领域，随着钒酸铋颜料逐步被人们认可，工程塑料、玻璃油墨、高温涂料等领域对铋黄的需求增长迅速。于是，对铋黄进行改性，包覆处理成为众多研究机构和企业的研究热点，国内的一众相关专利，主要从以下两个方向进行改性处理：1.在未包覆的成品铋黄颜料表面沉积一层无机保护膜。2.液相合成钒酸铋时同时液相包覆一层保护膜。但是在这众多的研究中效果并不理想，例如，液相合成钒酸铋颜料后，直接液相包覆硅或者其他保护层并不能得到致密的保护层，从扫描电镜照片上看，这些保护层物质颗粒与钒酸铋颗粒仅仅是互相吸附。现有技术因为包覆层并未致密保护钒酸铋颗粒，在一定温度下，尤其是酸性环境中，钒酸铋仍能被腐蚀而导致颜料的色相发生较大变化。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种耐高温耐酸型钒酸铋颜料的制备方法，主要通过碱煮，将硅的蓬松结构“坍塌”，再以耐酸磷酸盐颗粒填充硅层空隙，再用低熔点的玻璃粉作矿化剂，在低温下引入少量液相，使包覆层收缩于钒酸铋颗粒表面，从而达到致密化的目的。本专利技术的技术方案为：一种耐高温耐酸型钒酸铋颜料的制备方法，包括如下步骤：（1）将铋溶液与钒溶液共滴于水中，搅拌条件下保持水浴80~90℃，控制pH为5~7，滴完继续搅拌，得到溶胶；（2）搅拌条件下，将硅盐溶液与稀酸共滴于步骤（1）所得溶胶中，控制pH为5~7，保持水浴80~90℃，滴完继续搅拌，压滤、漂洗、烘干并打粉；（3）将步骤（2）所得粉末与矿化剂混合均匀，然后煅烧处理；（4）在步骤（3）所得煅烧料中加入碱或碱性盐溶液中加热碱煮10~20分钟；（5）将磷酸二氢铝溶液滴加于步骤（4）所得混合液中，调节pH至7~8，滴完继续搅拌，压滤、漂洗、烘干并打粉，所得粉末与低熔点玻璃粉混合，煅烧处理，水洗可溶盐，烘干即得耐高温耐酸型包覆钒酸铋颜料。进一步地，步骤（1）中，铋溶液和钒溶液可以是对应硫酸盐、硝酸盐、氯化物、氧化物中的一种或两种以上溶于酸、碱、或水中所得溶液，其中Bi3+、V5+的摩尔比为1:（0.85~1.15），继续搅拌的时间为20-40分钟。进一步地，步骤（2）中，硅盐为偏硅酸盐或正硅酸盐，优选五水偏硅酸钠、正硅酸乙酯，硅盐用量满足SiO2的折合量为步骤（1）所得钒酸铋理论质量的5-35wt%，继续搅拌的时间为30-60分钟，烘干温度不高于110℃，打粉细度满足200目筛全通过。进一步地，步骤（3）中，矿化剂为挥发性铵盐，其用量为粉末干重的0.5-5wt%，煅烧温度为400~550℃。进一步地，步骤(4)中，碱或碱性盐优选NaOH或硫化钠，对应溶液的摩尔浓度为0.5-3mol/L，煅烧料与碱或碱性盐溶液的质量体积比为20~30:200~400g/ml。进一步地，步骤(5)中，烘干温度不高于120℃，打粉细度满足过200目全通过，低熔点玻璃粉的添加量为粉末质量的2-10wt%，低熔点玻璃粉的熔点为300-450℃，煅烧温度为500-650℃。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：现有众多相关专利技术，一般在液相合成钒酸铋颜料后，直接液相包覆硅或者其他保护层并不能得到致密的保护层，从扫描电镜照片上看，这些保护层物质颗粒与钒酸铋颗粒仅仅是互相吸附，在酸环境中酸性物质能快速与钒酸铋颗粒反应。本专利技术主要创新点是通过碱煮，将硅的蓬松结构“坍塌”，再以耐酸磷酸盐颗粒填充硅层空隙，再用低熔点的玻璃粉作矿化剂，在低温下引入少量液相，使包覆层收缩于钒酸铋颗粒表面，从而达到致密化的目的。本专利技术所得致密包覆的钒酸铋颜料性能非常好，既能耐650℃以上的高温裸烧，也能耐质量分数为2wt%的盐酸腐蚀，并且颗粒大小均匀且粒径较小。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图。图2是实施例1所得最终成品的透射电镜图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术并不限于此。本专利技术的制备工艺流程图如图1所示，具体实施例如下。实施例1准确称取30克偏钒酸铵溶于42.5克氢氧化钠溶液中并定容为300ml记为A液，称取五水硝酸铋117克溶于35克质量分数为68%（即68wt%）硝酸中并定容为300ml记为B液，称取80克五水偏硅酸钠溶于水中定容为100ml记为C液，配制稀硫酸溶液记为D液。首先将A与B液共滴于另一烧杯中并保持搅拌控制pH为5，滴定完搅拌30分钟，将C液与D液共滴入上述溶胶中控制pH为6，共滴完成后搅拌30分钟，将得到的混合沉淀液记E，将E抽滤洗涤烘干后粉碎并加入E质量的2%的磷酸铵充分混合煅烧400℃并保温60分钟得F。取F30克倒入400毫升lmol/L的氢氧化钠溶液中碱煮15分钟。用液体磷酸二氢铝中和上述碱煮液至pH为7.5，滴定完成后，抽滤、漂洗、烘干、粉碎得G，然后在G中加入G质量的5%的低温玻璃粉（350℃熔点），充分混合，600℃下煅烧90分钟即得成品包覆色料。该黄色颜料颜色鲜艳，实验表明，所得颜料可耐650℃的高温裸烧，也可耐质量分数为2wt%的盐酸腐蚀。实施例2与实施例1相比区别在于，加入200毫升2mol/L的氢氧化钠，所得黄色颜料颜色鲜艳，可耐650℃的高温裸烧，可耐质量分数为2wt%的盐酸腐蚀。实施例3与实施例1相比区别在于，低温玻璃粉（350℃熔点）的加入量为G质量的10%，该黄色颜料颜色鲜艳，但烧结收缩程度大于实施例1，所得颜料可耐650℃的高温裸烧，可耐质量分数为2wt%的盐酸腐蚀。实施例4准确称取30克偏钒酸铵溶于42.5克氢氧化钠溶液中并定容为300ml记为A液，称取五水硝酸铋125克溶于35克硝酸中并定容为300ml记为B液，称取110克五水偏硅酸钠溶于水中定容为350ml记为C液，配制稀硫酸溶液记为D液。首先将A与B液共滴于另一烧杯中并保持搅拌控制pH在6充分反应，反应完成后搅拌30分钟，将C液与D液共滴于上述溶胶中中控制pH在7，共滴完成后搅拌30分钟使其充分反应，将得到的混合沉淀液记E，将E抽滤洗涤烘干后粉碎并加入E质量的1%的硫酸铵充分混合，煅烧400℃并保温60分钟得F。取F30克倒入400毫升lmol/L的氢氧化钠溶液中碱煮15分钟。用液体磷酸二氢铝中和上述碱煮液至pH为7.5，滴定完成后，抽滤、漂洗、烘干、粉碎得G，然后在G中加入G质量的5%的低温玻璃粉（450℃熔点），充分混合，650℃下煅烧90分钟即得成品包覆色料，该黄色颜料颜色鲜艳，可耐650℃的高温裸烧，可耐质量分数为2wt%的盐酸腐蚀。实施例5准确称取30克偏钒酸铵溶于42.5克氢氧化钠溶液中并定容为300ml记为A液，称取五水硝酸铋125克溶于35克硝酸中并定容为300ml记为B液，称取180克正硅酸乙酯溶于水中定容为350ml记为C液，配制稀硫酸溶液记为D液。首先将A与B液共滴于另一烧杯中并保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温耐酸型钒酸铋颜料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将铋溶液与钒溶液共滴于水中，搅拌条件下保持水浴80~90℃，控制pH为5~7，滴完继续搅拌，得到溶胶；（2）搅拌条件下，将硅盐溶液与稀酸共滴于步骤（1）所得溶胶中，控制pH为5~7，保持水浴80~90℃，滴完继续搅拌，压滤、漂洗、烘干并打粉；（3）将步骤（2）所得粉末与矿化剂混合均匀，然后煅烧处理；（4）在步骤（3）所得煅烧料中加入碱或碱性盐溶液中加热碱煮10~20分钟；（5）将磷酸二氢铝溶液滴加于步骤（4）所得混合液中，调节pH至7‑8，滴完继续搅拌，压滤、漂洗、烘干并打粉，所得粉末与低熔点玻璃粉混合，煅烧处理，水洗可溶盐，烘干即得耐高温耐酸型包覆钒酸铋颜料。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温耐酸型钒酸铋颜料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将铋溶液与钒溶液共滴于水中，搅拌条件下保持水浴80~90℃，控制pH为5~7，滴完继续搅拌，得到溶胶；（2）搅拌条件下，将硅盐溶液与稀酸共滴于步骤（1）所得溶胶中，控制pH为5~7，保持水浴80~90℃，滴完继续搅拌，压滤、漂洗、烘干并打粉；（3）将步骤（2）所得粉末与矿化剂混合均匀，然后煅烧处理；（4）在步骤（3）所得煅烧料中加入碱或碱性盐溶液中加热碱煮10~20分钟；（5）将磷酸二氢铝溶液滴加于步骤（4）所得混合液中，调节pH至7-8，滴完继续搅拌，压滤、漂洗、烘干并打粉，所得粉末与低熔点玻璃粉混合，煅烧处理，水洗可溶盐，烘干即得耐高温耐酸型包覆钒酸铋颜料。2.根据权利要求1所述的耐高温耐酸型钒酸铋颜料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，铋溶液和钒溶液为对应硫酸盐、硝酸盐、氯化物、氧化物的一种或两种以上溶于酸、碱或水中所得溶液，其中Bi3+、V5+的摩尔比为1:（0.85~1.15），继续搅拌的时间为20-40分钟。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华锋，高佩玉，刘伟，陈仁华，梁秋清，
申请(专利权)人：江西金环颜料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36