一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法，所述白色无机陶瓷颜料具有Y2Ce2‑xBaxO7的结构，其中0.00≤X≤0.50，制备方法为：按照Y、Ce、和Ba的摩尔比例，分别取相应的硝酸钇、硝酸铈、硝酸钡溶于蒸馏水得到混合溶液；加入到甘氨酸的水溶液中；搅拌1h以上后，120℃下燃烧浓缩，得到前驱体粉末；用马弗炉煅烧，煅烧温度为500～900℃，煅烧4小时，得到烧绿石结构的白色陶瓷颜料；本发明专利技术所述制备方法节能省时，原料易得，所得产物离子分散性好、粒度分布均匀且无毒无放射性；合成温度低，工艺简单可控，适用于大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法
本专利技术属于陶瓷颜料
，具体涉及一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法。
技术介绍
白色是一种包含光谱中所有颜色光的颜色，通常被认为是“无色”的，(但和黑色的无色正相反)，其明度最高，色相为零。可以将光谱中三原色的光：红色、蓝色和绿色按一定比例混合得到白光。光谱中所有可见光的混合也是白光。白色颜料是最重要的单类颜料，因为就颜色论白色有着显著地重要性，同时需要应用白色颜料来获得许多其他的颜色和淡色调。我们都知道，当材料尺寸降到纳米级以后，就具有寻常材料无可比拟的优越性能。尽管人们在探索其他工艺方法,如液相法、沉淀法、溶胶一凝胶法等,以降低色料合成成本,提高合成效率。但这些方法相对固一固烧结法都存在生产成本高、工艺复杂等问题,致使未能在工业生产中推广应用。因此，寻求绿色的合成方法，在相对温和的环境中获得尺寸小、分散性好、粒度分布均匀的高性能白色纳米颜料势在必行。在晶体中掺杂通常是指为了改善某种材料或物质的性能，有目的在这种材料或基质中，掺入少量其他元素或化合物。掺杂可以使材料、基质产生特定的电学、磁学和光学等性能，从而使其具有特定的价值或用途。申请号为201210188421.2的专利公开了一种白色颜料及其制造工艺，属于湿法生产白色颜料领域。本专利技术是以硅灰石粉为基料，配有氢氧化铝凝胶和钛白粉，在氢氧化铝凝胶作用下使硅灰石粉表面形成胶膜，用钛白粉对硅灰石粉胶膜进行化学包膜处理。
技术实现思路
针对以上技术问题，本专利技术提供一种化学稳定性高的烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法。本专利技术的技术方案为：一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法，所述白色无机陶瓷颜料具有Y2Ce2-xBaxO7的结构，其中0.00≤X≤0.50；所述白色无机陶瓷颜料的制备方法包括以下步骤：1)按照Y、Ce、和Ba的摩尔比例，分别取相应的硝酸钇、硝酸铈、硝酸钡在溶解装置上溶于蒸馏水得到混合溶液；2)将上述步骤1)得到的混合溶液加入到甘氨酸的水溶液中；3)在60℃下利用磁力搅拌器将步骤2)得到的混合溶液搅拌1～10h后，120℃下燃烧浓缩，得到前驱体粉末；4)最后将上述步骤3)得到的前驱体粉末用马弗炉煅烧，煅烧温度为500～900℃，煅烧2～4小时，得到烧绿石结构的白色陶瓷颜料。进一步地，白色无机陶瓷颜料具有Y2Ce2-xBaxO7的结构，其中0.25≤X≤0.30。进一步地，步骤1)中硝酸钇、硝酸铈、硝酸钡按照先溶解硝酸钡，再溶解硝酸铈，最后溶解硝酸钇的顺序溶于蒸馏水中，将硝酸钇、硝酸铈、硝酸钡分批溶解，能够有效地保证各自的稳定性不受影响。进一步地，步骤3)中搅拌速度为80r/min-100r/min，更有利于后期得到蓬松的前驱体粉末。进一步地，步骤3)中混合溶液搅拌时间为1.5～2h；反应时间小于1小时，产物不能充分的扩散反应，导致产物的相不均匀，反应时间过长会导致资源的浪费从而导致成本的增高。进一步地，步骤4)在进行煅烧前进行前期预热，具体为：将前驱体粉末放入马弗炉中后进行第一次加热，以5℃/min的升温速率加热至300℃后，保温30-45min；再以20℃/min的升温速率加入至500～900℃进行煅烧；预加热能够有效地稳定化学性能，致使在后期的煅烧中形成单一稳定的固溶体。优选地，步骤4)中煅烧温度为900℃。优选地，步骤4)中煅烧时间为3～4h。进一步地，步骤1)中所述溶解装置包括底座、缓冲箱、震荡装置、冷凝装置，所述缓冲箱通过支撑杆设置在底座上，所述震荡装置设置在底座上，位于缓冲箱下方；所述缓冲箱包括常温溶解腔和低温溶解腔，缓冲箱下端设置有出液口，所述常温溶解腔内部设置有溶解瓶一，所述低温溶解腔内部设置有溶解瓶二，所述冷凝装置设置在低温溶解腔内，位于溶解瓶二下方，所述溶解瓶一、溶解瓶二分别通过连接管与所述出液口连接，连接处分别设置有阀门一、阀门二；所述常温溶解腔和低温溶解腔外侧壁上设置有与阀门一、阀门二对应的阀门开关一、阀门开关二，所述缓冲箱侧壁上设置有冷凝装置的控制面板；所述震荡装置包括振荡电机、摆动连杆和卡座，所述振荡电机为所述摆动连杆提供动力，所述卡座设置在摆动连杆上端，卡座上设置有放置槽，且放置槽位于出液口正下方，所述放置槽用于放置溶解烧杯；溶解流程，将硝酸钡、硝酸铈通过溶解瓶一进行缓冲溶解，将硝酸钇通过溶解瓶二进行低温缓冲溶解，最后在溶解烧杯中进行溶解液的混合溶解。进一步地，冷凝装置温度设置为2-5℃，硝酸钇在2-5℃下其化学性质有较好的稳定性。与现有技术相比本专利技术的有益效果为：1.本专利技术的白色无机颜料颜色纯正，掺杂离子进入烧绿石结构中，形成单一稳定的固溶体，难以溶出，具有热稳定好、化学稳定性好的优点；2.本专利技术的产品中不含铅铬等有毒元素，绿色环保；3.本专利技术所述的制备方法简单，原料易得，所得产物粒子分散性好、粒度分布均匀，合成温度低，工艺简单可控，适于规模化生产。附图说明图1是本专利技术的烧绿石结构的白色无机颜料的Y2Ce2-xBaxO7的X射线衍射图谱，其中x＝0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.30，0.5，横坐标为衍射角，纵坐标为衍射强度；图2是不同温度烧绿石结构白色陶瓷颜料的Y2Ce2-xBaxO7粉体的XRD图；图3是烧绿石结构白色陶瓷颜料的Y2Ce2-xBaxO7粉体在X＝0.3时的EDS图；图4是本专利技术的溶解装置结构示意图；图5是本专利技术的溶解装置剖视图。其中，1-缓冲箱、11-常温溶解腔、110-溶解瓶一、111-阀门开关一、12-低温溶解腔、120-溶解瓶二、121-阀门开关二、13-出液口、2-震荡装置、21-振荡电机、22-摆动连杆、23-卡座、3-冷凝装置、31-控制面板。具体实施方式实施例1：一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法，所述白色无机陶瓷颜料具有Y2Ce2-xBaxO7的结构，其中0.00≤X≤0.50；所述白色无机陶瓷颜料的制备方法包括以下步骤：1)将7.66g硝酸钇和8.68g硝酸铈在溶解装置上溶入到100ml水中搅拌得到溶液A；其中，将8.68g的硝酸铈通过溶解瓶一110经过常温缓冲溶解，将7.66g的硝酸钇经过溶解瓶二120经过低温缓冲溶解，再将溶解瓶一110、溶解瓶二120中的溶液经过出液口13混合到放置槽上的溶解烧杯中得到溶液A；提前在溶解瓶一110、溶解瓶二120、溶解烧杯中放置的水分别为40ml、40ml、20ml；先溶解硝酸铈，再溶解硝酸钇，然后先将溶解瓶一110中的溶液放入溶解烧杯中，再将溶解瓶二120的溶液放入溶解烧杯中；2)将甘氨酸6.01g溶入到50ml水中得到溶液B，将溶液A倒入溶液B中，在60℃下搅拌至得到澄清溶液C；3)利用超声波振荡以100r/min的速度搅拌2小时，然后在120℃下浓缩燃烧，生成疏松的粉体即前驱体；4)将前驱体粉末放入马弗炉中后进行第一次加热，以5℃/min的升温速率加热至300℃后，保温30min；再以20℃/min的升温速率加入至900℃进行煅烧；在900℃温度下煅烧3h，再次研磨即可得到最终样品Y2Ce2O7。实施例2：与实施例1不同的是，将7.66g硝酸钇、8.47g硝酸铈和0.13g硝酸钡和溶入到100ml水中搅拌得到溶液A；经过处理得到最终样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法，其特征在于，所述白色无机陶瓷颜料具有Y2Ce2‑xBaxO7的结构，其中0.00≤X≤0.50；所述白色无机陶瓷颜料的制备方法包括以下步骤：1)按照Y、Ce、和Ba的摩尔比例，分别取相应的硝酸钇、硝酸铈、硝酸钡在溶解装置上溶于蒸馏水得到混合溶液；2)将上述步骤1)得到的混合溶液加入到甘氨酸的水溶液中；3)在60℃下利用磁力搅拌器将步骤2)得到的混合溶液搅拌1～10h后，120℃下燃烧浓缩，得到前驱体粉末；4)最后将上述步骤3)得到的前驱体粉末用马弗炉煅烧，煅烧温度为500～900℃，煅烧2～4小时，得到烧绿石结构的白色陶瓷颜料。

【技术特征摘要】
1.一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法，其特征在于，所述白色无机陶瓷颜料具有Y2Ce2-xBaxO7的结构，其中0.00≤X≤0.50；所述白色无机陶瓷颜料的制备方法包括以下步骤：1)按照Y、Ce、和Ba的摩尔比例，分别取相应的硝酸钇、硝酸铈、硝酸钡在溶解装置上溶于蒸馏水得到混合溶液；2)将上述步骤1)得到的混合溶液加入到甘氨酸的水溶液中；3)在60℃下利用磁力搅拌器将步骤2)得到的混合溶液搅拌1～10h后，120℃下燃烧浓缩，得到前驱体粉末；4)最后将上述步骤3)得到的前驱体粉末用马弗炉煅烧，煅烧温度为500～900℃，煅烧2～4小时，得到烧绿石结构的白色陶瓷颜料。2.权利要求1所述的一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法，其特征在于，所述白色无机陶瓷颜料具有Y2Ce2-xBaxO7的结构，其中0.25≤X≤0.30。3.权利要求1所述的一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中硝酸钇、硝酸铈、硝酸钡按照先溶解硝酸钡，再溶解硝酸铈，最后溶解硝酸钇的顺序溶于蒸馏水中。4.权利要求1所述的一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中搅拌速度为80r/min-100r/min。5.权利要求1所述的一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中搅拌时间为1～10h。6.权利要求1所述的一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中混合溶液搅拌时间为1.5～2h。7.权利要求1所述的一种烧绿石结构的白色无机陶瓷颜料的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：符静，梅婉婉，杨慧，张瑞珠，仝玉萍，马军涛，王静，靳丽辉，张海龙，公静利，
申请(专利权)人：郑州成功财经学院，华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南,41