无镍绿色颜料制造技术

一种绿色颜料，是金属氧化物的混合物，该金属氧化物包括[124]尖晶石和[134]尖晶石，其中[124]尖晶石可含有一定的锂、钠、钴、锌、钙、镁、铜、钛、锰、锡和锗的组合物，且[134]尖晶石含有一定的锂、钠、铬、硼、铁、锰、铝、钛、锡和锗的组合物。该颜料不含镍。

【技术实现步骤摘要】

本申请的主题涉及颜料组合物，以及制备颜料组合物的方法。 本专利技术涉及一种不含任何形式的镍的绿色颜料及其制备方法。该颜料是金属氧化 物的固溶体，该金属氧化物包括尖晶石和尖晶石，其中尖晶石可含有 一定的锂、钠、钴、锌、钙、镁、铜、钛、锰、锡和锗的组合体，且尖晶石可含有一定的锂、 钠、铬、硼、铁、锰、铝、钛、锡和锗的组合体。 该绿色颜料产生的颜色与含镍绿色颜料产生的颜色相似，且具有高色彩角和高 TRS(总日光反射率）。
技术介绍
颜料广泛用于多种应用中，例如涂料、油墨、塑料、橡胶、陶瓷、釉料和玻璃。使用无 机颜料有多种理由。这些理由是颜料的色彩性能、它们的可见性以及紫外线（UV)和红外线 (IR)的反射率特征，它们的耐光性和它们的耐高温性。当被上色的物品在高温下生产时，耐 高温性是必要的。 颜料表现出一定的颜色，因为它们选择性地反射和吸收一定波长的光。白光是基 本等于整个可见光谱的混合。当白光遇到着色颜料，由于一些波长与颜料的电子结构相互 作用，因此被吸收。这些相互作用由颜料的化学性质和晶体结构确定。没有被吸收的波长 反射至观察者，且该反射的可见光谱产生了颜色的外观。例如，深蓝色反射蓝光（通常波长 为400-500纳米之间），且吸收其他波长的可见光。 颜料的外观也取决于光源的光谱。太阳光具有高色温和相当统一的光谱，且认为 太阳光是白光的标准。人造光源，包括荧光灯，经常在它们光谱的一些区域具有高峰，且在 其它区域具有低谷。在这些情况下观察，颜料可表现出不同的颜色。
技术实现思路
下文显示了本专利技术的简单概括，用于提供本专利技术一些方面的基本理解。这些概括 不是本专利技术的广泛综述。其既不用于识别本专利技术的关键或重要元素，也不是本专利技术范围的 描述。其目的仅在于以简化的方式显示本专利技术的一些概念，作为下文呈现的更详细描述的 前奏。 绿颜色空间中的无机颜料是尖晶石Ti(Cox,Niy,Znz) 0S(x+y+z= 2)。该化合物的 缺点是镍容易滤出，导致这种颜料贴上了有毒的标签。 此外，蓝绿色空间中，已知CoLiCTi^DO^为颜料，但其在色空间上更接近蓝色 而不是绿色。 因此，需要在绿色空间中改进无镍颜料。 为了达到上文提及的以及相关的目的，本专利技术则包含下文充分描述且在权利要求 中特别指出的特征。下文的说明书和附图详细说明了本专利技术的说明性实施方案。然而，这 些实施方案表示了其中能够使用本专利技术原则的多种方式中的几种。从本专利技术下文的详细描 述中，结合附图考虑，本专利技术的其它目的、优点和新的特征将变得明显。【附图说明】 图1显示了本专利技术Ι^.5(：οα5(??2.5Ι^α50)08的和费罗公司传统含镍绿色原料 (Β03433)的UV-VIS0NIR光谱。 图2是来自实施例6的在800 °C下煅烧4h和在1200 °C下煅烧12h的 Li2Co(Ti5Li2Cr2) 016的UV-VIS-NIR光谱。 在800°C下煅烧4h的化合物的总日光反射率（TSR)(在黑色上）是32,而在1200°C 下煅烧12h的化合物的是37。TSR根据ASTME903测量，其基于标准参照频谱照射度ASTM G173计算。 图3是来自实施例9的(：〇恥(1131^)08的UV-VIS-NIR光谱。 所述化合物的测量的TSR(在黑色上）是25。TSR根据ASTME903测量，其基于标 准参照频谱照射度ASTMG173计算。【具体实施方式】 通过蓝绿色CoLi(Ti3Li)0s组合物的变化改变该蓝绿色CoLi(Ti3Li)0s的组合物， 本文的专利技术人系统的致力于发展更绿的无镍无机颜料。CoHl^m'LiOoW以描述为来自 相关金属氧化态的尖晶石。尖晶石的通式是A2(B4)0s，其中阳离子A是四面体配位的 形式，且阳离子B是八面体配位的形式。通过改变此化合物中的Li和Co之比可以改变色 泽，但颜色依然在蓝绿色（浅蓝色）的颜色范围内，例如CoLi(Ti3Li) 08至Cou(Ti3Li) 08。 即使元素之比不完全符合理论的组合物，尖晶石结构仍然保持如此。在此情况下， 通过产生阳离子或阴离子空缺保持电中性。这些空缺也影响尖晶石的颜色。专利技术人已经发 现，通过降低CoLi(1131^)08中Li含量0. 5mol至CoLia5Mea5(Ti3Li)0s(其中Me是单价的 金属或类金属），颜色转换至更绿的颜色空间。 也可能将其他元素并入相同的尖晶石结构中，例如用Cu、Zn、Mg和Ca代替 (：〇或1^，在尖晶石的4位置的这样的元素交换获得多种颜色：(：〇(：11。.5(11 31^)08(深灰色）， Co。.5Zn。.5Li(Ti3Li) 08 (浅蓝绿色），Co。.9Zn。.!Li(Ti3Li) 08 (浅蓝绿色），Co。.5Cu(Ti3Li) 08 (深 绿灰色），〇)。.51%。.51^(1131^)0 8(浅蓝绿色）。然而，这样的尝试依然不能将颜色转换到含 Ni系列Ti(C〇x，Niy，Znz) 08的颜色空间。 除了 尖晶石，通式为的尖晶石也有可能，例如：LiAlMn0s、 LiFeTi0sSLiCrTi0s。刚刚提及的是暗黄色。 专利技术人发现后者化合物（也可以写作Li2(Cr2Ti2)0s)能够用于与蓝绿色尖 晶石CoLi(Ti3Li)0sW任意比例形成固溶体。例如1:1固溶体：Li2(Cr2Ti2)0s+C〇Li(Ti3Li) 0s->Li3C〇(Ti5LiCr2)016=Li^Co^mnLiwCrM。 这些刚刚提及的化合物是令人关注的，因为其颜色接近含镍的Ti(C〇x，Niy，Znz) 〇4,其中x+y+z= 2。费罗公司的标准含镍颜料Ti(C〇x，Niy，Znz) 0S (x+y+z= 2)，称为B03433,具有 色彩角为150.6°，而化合物1^1.50)。. 5(112.51^。.50)08具有色彩角为150.9°。因此 Li^Co。』(Ti2.5Lia5Cr) 0S是对于B03433接近完美的无镍替代物。尖晶石CoLi(Ti3Li) 〇8和Li2(Cr2Ti2)0s尖晶石的固溶体沿着的费罗公司的B03433生产无镍的更绿颜色。 因此，本专利技术的实施方案是一种无镍绿色颜料，其包含第一和第二混合金属氧化 物的固溶体，（a)第一混合金属氧化物，包含：（i)至少一种元素A，所述元素A选自锂和钠 组成的群组，（ii)至少一种元素B，所述元素B选自钴、锌、钙、镁和铜组成的群组，和（iii) 至少一种元素D，所述元素D选自钛、锰、锡和锗组成的群组，和（b)第二混合金属氧化物，包 含：（i)至少一种元素A，所述元素A选自锂和钠组成的群组，（ii)至少一种元素C，所述元 素C选自铬、硼、铁、锰和铝组成的群组，和（iii)至少一种元素D，所述元素D选自钛、锰和 锗组成的群组，和（c)无镍。 因此，本专利技术的实施方案是包含（a) 尖晶石和（b) 尖晶石的固溶体的 颜料，尖晶石具有化学式为AB(D3A)0s，其中A选自Li和Na组成的群组；其中B选自 Co、Zn、Ca、Mg和Cu组成的群组；和D选自Ti、Mn、Sn和Ge组成的群组，尖晶石具有 化学式为A2(C2D2)0s其中A选自Li和Na组成的群组；C选自Cr、B、Fe和Μη组成的群组， 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无镍绿色颜料，其包含第一和第二混合金属氧化物的固溶体，a.第一混合金属氧化物，其包含：i.至少一种元素A，其选自锂和钠组成的群组，ii.至少一种元素B，其选自钴、锌、钙、镁和铜组成的群组，iii.至少一种元素D，其选自钛、锰、锡和锗组成的群组，和b.第二混合金属氧化物，其包含：i.至少一种元素A，其选自锂和钠组成的群组，ii.至少一种元素C，其选自铬、硼、铁、锰和铝组成的群组，和iii.至少一种元素D，其选自钛、锰、锡和锗组成的群组，和c.无镍。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯彼得·莱切特，斯蒂芬·路德维格，特里·J·德特瑞，乔治·E·萨科斯克，
申请(专利权)人：费罗公司，
类型：发明
国别省市：美国;US