一种稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂及其制备方法，采用稀土化合物、硫磺、碱金属化合物、固体碳和助剂为原料，焙烧得到所述稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的初产品，向初产品中加水，再加入碱性化合物调节pH，得到处理后的着色剂固体，向处理后着色剂固体中加入醇水混合液，之后加入氨水、PVP、锌化合物、正硅酸乙酯、硅酸钠进行处理后，洗涤烘干即得所述稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂；本发明专利技术所述制备方法的反应条件温和，操作简单，成本低，生产效率高。本发明专利技术所述方法制得的稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂，产品性能稳定，饱和度高，色度稳定，粒径均一性好。

A rare earth sulfide and / or rare earth sulfur oxide colorant and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂及其制备方法
本专利技术涉及稀土硫化物着色剂的
，具体涉及一种制备稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂及其制备方法。
技术介绍
目前，市面上的颜料可分为有机颜料和无机颜料两大类。有机颜料有着着色力强，分散性好的特点，但却存在遮盖力和热稳定性差的缺点，而且在阳光照射等条件下，化学键易断裂，从而释放出致癌的芳胺以及毒性持久的多氯联苯，严重危害人体健康。而目前所使用的无机红色颜料大多含有镉、铅、汞等直接危及人体健康及环境的重金属元素。稀土硫化物着色剂因其着色性能优异、无毒无害等特性，可以替代目前大量使用的有机颜料等不能达到环保要求的着色剂。稀土硫化物着色剂可广泛应用于玩具、印刷、纺织、油漆、涂料、塑料等行业中。稀土硫化物着色剂被列入由科技部、工信部和环保部在2016年联合颁布的《国家鼓励发展的有毒有害原料产品替代品名录》。现有技术中提供一种制备稀土硫化物的方法为：以稀土化合物为原料，碱金属化合物为添加剂，活性炭为辅助剂，在高温下反应制备稀土硫化物颜料。然而，上述方法制得硫化铈的色度不稳定，杂质多，粒度大小不均一。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂及其制备方法。所述稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的产品性能稳定，明度和色度均有明显提升。制备方法反应条件温和，操作简单，成本低，生产效率高。本专利技术所采用的技术方案为：一种稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的制备方法，包括如下步骤：(1)取稀土化合物、硫磺、碱金属化合物、固体碳和助剂，充分混合均匀，进行焙烧反应，得到稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的初产品；(2)向所述稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的初产品中加入水，再加入碱性化合物调节pH值，充分搅拌后固液分离，得到处理后的着色剂固体；(3)向所述处理后的着色剂固体中加入乙醇和水的混合溶液，之后加入氨水、pvp、锌化合物、正硅酸乙酯、硅酸钠，充分搅拌后固液分离，取固相进行洗涤烘干，即得所述稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂。步骤(1)中，所述硫磺与所述稀土化合物中稀土元素的摩尔比为0.7:1-8:1，碱金属化合物中碱金属元素与所述稀土化合物中稀土元素的摩尔比为0.07:1-0.20:1，所述固体碳与所述稀土化合物中稀土元素的摩尔比为3:1-50:1，所述稀土化合物中稀土元素与助剂的摩尔比为400:1-10:1。所述着色剂初产品的粒度D50为0.3-3μm。步骤(1)中，所述稀土化合物为碳酸盐、氧化物、碱式碳酸盐中的一种或多种的混合物。所述碳酸盐为碳酸铈、碳酸镧、碳酸镨、碳酸钕、碳酸钐、碳酸钇、碳酸铕中的一种或多种的混合物；所述氧化物为二氧化铈、三氧化二铈、三氧化二镧、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化钇、氧化铕中的一种或多种的混合物；所述碱式碳酸盐为碱式碳酸铈、碱式碳酸钐、碱式碳酸镧、碱式碳酸镨、碱式碳酸钕、碱式碳酸钇中的一种或多种的混合物。所述碱金属化合物为包含钠元素和/或锂元素的一种或多种的混合物。所述碱金属化合物为碳酸盐、碳酸氢盐、氟化物、硼酸盐、氟硼酸盐中的一种或多种的混合物。所述助剂为氧化铝、磷酸铝、氯化铝、氟化铝、硼酸、硼酸盐、氟硼酸盐、氧化锡、二氧化硒、硫氰酸铵、碳酸铵、氟化铵、硫酸铵中的一种或多种的混合物。步骤(1)中，进行所述焙烧的温度为800-1300℃，进行所述焙烧的时间为1-20h。步骤(2)中，所述着色剂初产品与水的质量比为1:5-1:20；所述碱性化合物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙、氨水中的一种或多种的混合物；调节所述pH为8-12；进行所述搅拌的时间为0.5-6h。步骤(3)中，乙醇和水的混合溶液中乙醇和水的质量之比为20:1-1:1；所述氨水的加入量占所述着色剂固体的质量百分比为5-50％；所述pvp的加入量占所述着色剂固体的质量百分比为0.5-5％；所述锌化合物的加入量占所述着色剂固体的质量百分比为0.5-20％；所述正硅酸乙酯的加入量占所述着色剂固体的质量百分比为1-20％；所述硅酸钠的加入量占所述着色剂固体的质量百分比为0.01-5％。所述方法制备得到的稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂。本专利技术所述方法，通过在步骤(1)中加入碱金属化合物和助剂，从而有利于降低稀土着色剂的合成温度(焙烧温度)，减少了合成成本，同时填补了稀土着色剂的晶格缺陷，使得稀土着色剂的稳定性更高。步骤(2)中，通过用水对稀土着色剂进行初步洗涤，可除去其中的可溶性杂质，有利于提高稀土着色剂的纯度，同时提高稀土着色剂的饱和度，提高产品稳定性。经过步骤(3)的处理，使得稀土着色剂表面包覆一层透明的二氧化硅，有利于提高稀土着色剂的色饱和度，提高产品的稳定性。本专利技术的有益效果为：本专利技术所述的稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的制备方法，采用稀土化合物、硫磺、碱金属化合物、固体碳和助剂为原料，焙烧得到所述稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的初产品；向初产品中加水，再加入碱性化合物调节pH，得到处理后的着色剂固体；向处理后着色剂固体中加入醇水混合液，之后加入氨水、PVP、锌化合物、正硅酸乙酯、硅酸钠进行处理后，洗涤烘干即得所述稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂；本专利技术所述方法制得的稀土硫化物着色剂的表面包覆一层透明二氧化硅氧化物，从而有利于提高稀土硫化物着色剂的耐温性、耐候性、耐光性。并且由于二氧化硅为透明物质，不会影响稀土硫化物着色剂自身的显色。本专利技术所述制备方法的反应条件温和，操作简单，成本低，生产效率高。本专利技术所述方法制得的稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂，产品性能稳定，饱和度高，色度稳定，粒径均一性好。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1A是实施例1所述硫化铈着色剂的初产品的反射光谱图；图1B是实施例1所述包覆后硫化铈着色剂产品的反射光谱图；图2是实施例1所述包覆后硫化铈着色剂产品的SEM图；图3是实施例1所述包覆后硫化铈着色剂产品的XRD图；图4A是实施例2所述硫化钐着色剂的初产品的反射光谱图；图4B是实施例2所述包覆后硫化钐着色剂产品的反射光谱图；图5是实施例2所述包覆后硫化钐着色剂产品的SEM图；图6是实施例2所述包覆后硫化钐着色剂产品的XRD图；图7A是实施例3所述硫化镧铈着色剂的初产品的反射光谱图；图7B是实施例3所述包覆后硫化镧铈着色剂产品的反射光谱图；图8是实施例3所述包覆后硫化镧铈着色剂产品的XRD图；图9A是实施例4所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)取稀土化合物、硫磺、碱金属化合物、固体碳和助剂，充分混合均匀，进行焙烧反应，得到稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的初产品；/n(2)向所述稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的初产品中加入水，再加入碱性化合物调节pH值，充分搅拌后固液分离，得到处理后的着色剂固体；/n(3)向所述处理后的着色剂固体中加入乙醇和水的混合溶液，之后依次加入氨水、pvp、锌化合物、正硅酸乙酯和硅酸钠，充分搅拌后固液分离，取固相进行洗涤烘干，即得所述稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)取稀土化合物、硫磺、碱金属化合物、固体碳和助剂，充分混合均匀，进行焙烧反应，得到稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的初产品；
(2)向所述稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的初产品中加入水，再加入碱性化合物调节pH值，充分搅拌后固液分离，得到处理后的着色剂固体；
(3)向所述处理后的着色剂固体中加入乙醇和水的混合溶液，之后依次加入氨水、pvp、锌化合物、正硅酸乙酯和硅酸钠，充分搅拌后固液分离，取固相进行洗涤烘干，即得所述稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂。


2.根据权利要求1所述的稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述硫磺与所述稀土化合物中稀土元素的摩尔比为0.7:1-8:1，碱金属化合物中碱金属元素与所述稀土化合物中稀土元素的摩尔比为0.07:1-0.20:1，所述固体碳与所述稀土化合物中稀土元素的摩尔比为3:1-50:1，所述稀土化合物中稀土元素与助剂的摩尔比为400:1-10:1；
所述着色剂初产品的粒度D50为0.3-3μm。


3.根据权利要求1所述的稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述稀土化合物为碳酸盐、氧化物、碱式碳酸盐中的一种或多种的混合物。


4.根据权利要求1所述的稀土硫化物和/或稀土硫氧化物着色剂的制备方法，其特征在于，所述碱金属化合物为包含钠元素和/或锂元素的一种或多种的混合物。


5.根据权利要求4所述的稀土硫化物和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：董伟，耿彪，王明，魏国华，刘庆林，张丽红，许蓓蓓，许悦，闫荣，毛丽荣，
申请(专利权)人：包头中科世纪科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15