一种化合物或包含化合物的颜料，其中在烧绿石晶格或与烧绿石有关的晶格的A和B位点处都存在多个或多种元素的同时取代。所述颜料包括具有式AyA'y'BxB'x'Zp的化合物。元素A和A'具有1、2或3的化合价；且选自第1、2、12、13、14、15族、以及第一行过渡金属的元素，排除H、Pb、Cd、Hg、N、As和Tl。元素B和B'具有3、4、5或6的化合价；且选自第一行、第二行或第三行过渡金属、第13、14和15族的元素，排除V、C、Pb和Tl。元素Z选自O、F、N、硫族元素、S、Se、氢氧根离子及其混合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】同时取代的烧绿石和相关结构的颜料 背景 直到最近，烧绿石化合物已很少被探索用作颜料。锑酸铅烧绿石（C. I.颜料黄41) 作为具有高黄色的颜料，已用于陶瓷体、某些釉料、玻璃搪瓷和甚至在艺术家色彩中许多 年。使用锑酸铅烧绿石减少的原因有两个：首先，所述颜料含有铅，这就排除了在很多装饰 物件中使用；第二，对许多应用来说出现了技术上优异的替代品。 经常通过碱土类的取代改性的稀土氧化物和钒氧化物的具体混合物，可以是潜在 的陶瓷着色剂。美国专利号6, 582, 814中描述稀土钛酸盐的实例，明确属于烧绿石类，但是 没有一个是高色度的，因此商业价值有限。 概述 本公开涉及一种化合物或包含化合物的颜料，其中在烧绿石晶格或与烧绿石有关 的晶格的A和B位点处都存在多个或多种元素的同时取代。 -种包含具有式AyA' y，BxB' X，ZP的化合物的颜料；其中： 1. 5 彡 y+y' 彡 2. 5 ;0· 5 彡 y 彡 2 ;0· 5 彡 y' 彡 2 ;且 y>y' ； 1. 5 彡 x+x，彡 2. 5 ;0· 5 彡 X 彡 2 ;0· 5 彡 X，彡 2 ;且 x>x' ； 5 ^ p ^ 9 ； A和A'是具有1、2或3的化合价的元素，选自第1、2、12、13、14、15族以及第一行 过渡金属的元素，排除H、Pb、Cd、Hg、N、As和Tl ;A乒A' ； B和B'是具有3、4、5或6的化合价的元素，选自第一行、第二行和第三行过渡金 属、第13、14和15族的元素，排除V、C、Pb和Tl ;B乒B' ； Z选自0、F、N、硫族元素、S、Se、氢氧根离子及其混合物。 -种具有式AyA' y，BxB' X，ZP的化合物；其中： 0· 5 < y+y，< 2,且 y>y' ； 0· 5 < x+x' < 2,且 x>x' ； 5 ^ p ^ 9 ； A和A'是具有1、2或3的化合价的元素，选自第1、2、12、13、14、15族以及第一行 过渡金属的元素，排除H ;A辛A' ； B和B'是具有3、4、5或6化合价的元素，选自第一行、第二行或第三行过渡金属、 第13、14和15族的元素，排除V、C、Pb和Tl ;B乒B' ； 其中A包括Al或硼中的至少一者，或者B包括P ; Z选自0、F、N、硫族元素、S、Se、氢氧根离子及其混合物。 这些和其它目标和优点应从附图和其描述变得显而易见。 附图简述 包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出实施方案，并且连同上面给 出的一般描述，以及下面给出的实施方案的详细描述，用来解释本专利技术的原理。 图1示出了萤石晶格的单元晶胞（左图）和烧绿石晶格的单元晶胞（右图）。小 球和中球分别代表具有更高和更低的化合价的阳离子。大球代表阴离子，一般O2。箭头表 示阴离子位点空缺。 详述 术语"烧绿石"是指一类通式A2B2X^材料，其与矿物烧绿石（NaCa) (NbTa)O6F/ (OH)同构。理想的烧绿石结构是立方Fd-3m晶格，其中A通常为大且低价的阳离子（M1+、2+、3+)，B为小且高价的阳离子（M3+'4+'5+' 6+)。氧是共用阴离子。式通常写为Α2Β2060'，因为烧绿 石结构可分成B2O6框架与互穿的A 20'亚晶格。 所述结构非常类似于萤石结构，CaF2，作为扩展缺陷的版本。图1左侧显示萤石结 构，右侧显示烧绿石结构。相比之下，烧绿石有2个阳离子位点空缺，以及1/8阴离子位点 空缺。小球和中球分别代表具有更高和更低化合价的阳离子。大球代表阴离子，一般是O2。 箭头表示阴离子位点空缺。 B2O6框架是由角共享的BO 6八面体构成，而A 20'亚晶格可以被描述为AO8偏三角 面体网络。烧绿石晶格的灵活性允许合成大量含有大量各种具有大范围氧化态的元素的材 料。此外，晶格也允许导致式AB2O6中常产生的缺陷，其中有一半A阳离子位点空缺，并且所 有〇'阴离子位点空缺。这些缺陷和联锁晶格延伸潜在的多个可能位点占据，并且使有和没 有缺陷的通用类烧绿石可用作潜在颜料。 合成方法： 化合物可以通过在500°C至1300°C范围的高温下，有时在各种气氛，例如空气或 惰性气氛下，加热金属氧化物、碳酸盐、盐和硫族化物的均匀、集中掺合的混合物来合成。高 温用以实现更快的反应速率，在多晶材料中，反应速率受离子扩散限制。 可选择地，化合物可通过湿化学方法如沉淀和离子交换来制备。在沉淀反应中， 金属卤化物或硝酸盐的水溶液与碱金属酸的水溶液混合，以形成固体的烧绿石型材料。沉 淀是由选定的金属前体、pH、溶液浓度和温度来控制。这种材料可以或可以不进行附加的 200 °C至IKKTC的焙烧步骤。 离子交换反应利用含水，或预煅烧的烧绿石型材料。将固体烧绿石型材料浸渍在 酸性金属卤化物或金属硫酸盐溶液中，并在低温下加热，同时连续混合。交换反应的速率 (约1小时至1天）是由pH、金属前体、溶液浓度和温度来控制。所述固体材料然后反复洗 涤，干燥，并在某些情况下在200°C至1100°C范围的温度下煅烧。 烧绿石的预测稳定范围： 基于原子半径和配位数，已经开发经验法则，来描述二价与五价和三价与四价金 属离子的可能二元组合的范围，这将包括A2B2Oj^绿石。 烧绿石的稳定性范围已经以两个通用方式定义。首先，"A"和"B"原子相对于彼此 的半径比已被萨勃拉曼尼亚用于定义二元3:4和2:5烧绿石的稳定性。其次，可以计算出容 差因子，它也考虑了氧或硫族元素半径。对于3:4烧绿石，Ra/Rb的稳定性范围为I. 40〈Ra/ R〈l. 80 ;在2:5烧绿石的情况下，这扩大到I. 46〈Ra/Rb〈2. 2。已检查较大类的3:4烧绿石 的容差因子的效用，并且对于3:4烧绿石的简单情形来说，容差预期范围是如等式1中给 出。 CN 105189360 A 说明书 3/11 页 对于二元M(III)2M(IV)2O7类的理想Fd-3m烧绿石来说，当Ra/Rb介于I. 4和I. 8 之间和容限因子介于0.925和1.05之间，预测稳定性为高。已经意外地发现的是具有烧绿 石或烧绿石相关结构的组合物是稳定的，而不管它们不属于预测稳定性区域内的事实，通 常这些以与理想A2B2X7化学计量的显著偏差可得。这些结构可包括B、Al或P。 在一些实施方案中，一种颜料包括具有SAyA'y，B xB'x，Zp的化合物。y、y'、X、x'和 P的值满足以下等式： 1. 5 彡 y+y' 彡 2. 5 ;0· 5 彡 y 彡 2 ;0· 5 彡 y' 彡 2 ;且 y>y' ； 1. 5 彡 x+x，彡 2. 5 ;0· 5 彡 X 彡 2 ;0· 5 彡 X，彡 2 ;且 x>x，； 5 彡 p 彡 9〇 元素 A和A'具有1、2或3的化合价；且选自第1、2、12、13、14、15族、以及第一行 过渡金属的元素，排除!1、？13、0(1、取、148和1'1。厶与4'不相同。然而4和4'可以都是 相同元素，假若它们具有不同的形式电荷。元素 B和B'具有3、4、5或6的化合价；且选自 第一行、第二行或第三行过渡金属、第13、14和15族的元素，排除V、C、Pb和Tl。B与B'不本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包含具有式AyA'y'BxB'x'Zp的化合物的颜料；其中：1.5≤y+y'≤2.5；0.5≤y≤2；0.5≤y'≤2；且y>y'；1.5≤x+x'≤2.5；0.5≤x≤2；0.5≤x'≤2；且x>x'；5≤p≤9；A和A'是具有1、2或3的化合价的元素，选自第1、2、12、13、14、15族以及第一行过渡金属的元素，排除H、Pb、Cd、Hg、N、As和Tl；A≠A'；B和B'是具有3、4、5或6的化合价的元素，选自第一行、第二行和第三行过渡金属、第13、14和15族的元素，排除V、C、Pb和Tl；B≠B'；Z选自O、F、N、硫族元素、S、Se、氢氧根离子及其混合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·布科克，A·E·史密斯，M·特罗简，
申请(专利权)人：谢珀德颜色公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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