一种基于五元系统的钴蓝颜料及其固相制备方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于五元系统的钴蓝颜料及其固相制备方法。所述的基于五元系统的钴蓝颜料，其由下列重量百分比含量的原料配制而成：氧化钴14‑20%、氧化锌8‑16%、氢氧化铝48‑58%、三氧化二铬4‑12%、硼酸镁8‑16%、氧化镧0.5‑2%、氧化钇1‑5%；而氧化钴、氧化锌、氢氧化铝、三氧化二铬、硼酸镁、氧化镧和氧化钇均为D50小于3微米的原料。本发明专利技术对现有三元体系的钴蓝进行充分的改进，并严格控制产品的平均粒径小于1微米。制备时使用超细研磨设备，并采用二次烧成工艺，将产品制成超细颜料，从而较大地减少了氧化钴的用量，有效的维持了颜料蓝色色调不变，还大为降低了相关产品的制造成本。钴蓝颜料适量添加稀土氧化镧、氧化钇颜料具有好的光泽度，更适合塑料、涂料中使用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于五元系统的钴蓝颜料及其固相制备方法
本专利技术涉及无机颜料
，具体涉及一种可用于塑料或涂料领域的基于CoO、ZnO、Al2O3、Cr2O3和MgO五元系统的钴蓝颜料及其固相制备方法。
技术介绍
钴蓝颜料是一种尖晶石型金属氧化物固溶体类的颜料。由于它具有很好的蓝色色调，优异的化学稳定性、耐热、耐光、耐候、耐酸碱、不迁移以及易分散等优点，是一种环保型的复合无机颜料。目前，在涂料、塑料行业中，通常使用的是有机蓝色颜料。有机蓝色颜料在高温、酸碱、日晒等环境中使用，性能不稳定，并伴有VOC的释放，正逐步被无机钴蓝颜料所取代。钴蓝颜料通常是基于CoO、ZnO、Al2O3三元体系配制而成的。钴蓝颜料的发色元素是氧化钴，一般氧化钴用量占比为25%以上。但钴是一种贵重的金属氧化物，则钴蓝价格很高，使得钴蓝产品在替代有机蓝色颜料的进程中，价格方面缺乏竞争力。因此，在钴蓝颜料的生产中采用一种新的配方体系，降低氧化钴原料的使用量，降低钴蓝颜料的生产成本，提高钴蓝产品应用于塑料、涂料行业的价格竞争力，就显得十分重要。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有钴蓝颜料生产中氧化钴的用量太大，生产成本较高的问题，提供一种成本低廉的基于五元系统的钴蓝颜料及其固相制备方法。本专利技术提出的一种基于五元系统的钴蓝颜料，其由下列重量百分比含量的原料配制而成：氧化钴14-20%、氧化锌8-16%、氢氧化铝48-58%、三氧化二铬4-12%、硼酸镁8-16%、氧化镧0.5-2%、氧化钇1-5%；所述氧化钴、氧化锌、氢氧化铝、三氧化二铬、硼酸镁、氧化镧和氧化钇均为D50小于3微米的原料。本专利技术还提供了一种基于五元系统的钴蓝颜的固相制备方法，步骤如下：步骤1、根据需要选定各原料的配比，称量各种原料，先将所述的氧化钴、氧化锌、氢氧化铝和三氧化二铬均匀混合，得第一次混合料；步骤2、将所述第一次混合料进行第一次高温煅烧，烧成温度1250℃-1350℃；升温15小时，保温4小时；步骤3、将经过第一次高温煅烧后的混合料，采用气流磨粉碎，控制细度至325目筛筛余小于0.05%；步骤4、将气流粉碎过筛后的物料加入所述的硼酸镁、氧化镧和氧化钇进行二次均匀混合配料；步骤5、将二次配料二次烧成，烧成温度1100℃-1250℃；升温12小时，保湿4小时；步骤6、将二次烧成的颜料，先用球磨机湿磨，至细度至325目筛全通过的浆料；再用砂磨机对该浆料进行细研磨，砂磨至颜料的平均粒径D50≤1微米；步骤7、将经过砂磨后的浆料进行喷雾干燥；干燥后的粉料经气流磨分散，制得所述的基于五元系统的钴蓝颜料。本专利技术对现有三元体系的钴蓝进行合理充分的改进，并严格控制产品的平均粒径小于1微米。制备时使用砂磨机等超细研磨设备，并采用二次烧成工艺，将产品制成超细颜料，从而大为减少了氧化钴的用量，还能有效的维持了颜料蓝色色调不变。本专利技术经过分析研究和反复试验，发现添加三氧化二铬成分会形成偏绿调的蓝色，而添加氧化镁成份会形成偏红调的蓝色的性能，而将两种原料综合在一起，巧妙地利用了三氧化二铬会使颜料的色度值a降低、氧化镁会使颜料的色度值a增加的不同性能，并适当添加了稀土原料氧化镧和氧化钇作为矿化剂，从而达到了本专利技术的目的。本专利技术在添加增加三氧化二铬、硼酸镁两种原料和稀土原料的同时，还严格限定了各原料的用量比例。制备时进行超细研磨，并采用二次烧成工艺，将产品制成超细颜料--平均粒径D50小于1微米，以此才可以维持钴蓝颜料的色度值a不变，即维持蓝色的色调不变，而且使得整体的颜色的发色力度增加。在至少达到同样的颜色发色强度的情况下，有效地减少了氧化钴的使用量，大为降低了钴蓝颜料的成本。钴蓝颜料适量添加稀土氧化镧、氧化钇颜料有好的光泽度，更适合塑料、涂料中使用。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明本专利技术提出的一种基于五元系统的钴蓝颜料，其由下列重量百分比含量的原料配制而成：氧化钴14-20%、氧化锌8-16%、氢氧化铝48-58%、三氧化二铬4-12%、硼酸镁8-16%、氧化镧0.5-2%、氧化钇1-5%；所述氧化钴、氧化锌、氢氧化铝、三氧化二铬、硼酸镁、氧化镧和氧化钇均为D50小于3微米的原料。根据需要，可以采用不同的原料配比（重量百分比）制备钴蓝颜料，如，采用下表但不限于下表给出的五种实施例的配方：本专利技术还提供了一种基于五元系统的钴蓝颜的固相制备方法，步骤如下：步骤1、根据需要选定各原料的配比，称量各种原料，先将所述的氧化钴、氧化锌、氢氧化铝和三氧化二铬均匀混合，得第一次混合料；步骤2、将所述第一次混合料进行第一次高温煅烧，烧成温度1250℃-1350℃；升温15小时，保温4小时；步骤3、将经过第一次高温煅烧后的混合料，采用气流磨粉碎，控制细度至325目筛筛余小于0.05%；步骤4、将气流粉碎过筛后的物料加入所述的硼酸镁、氧化镧和氧化钇进行二次均匀混合配料；步骤5、将二次配料二次烧成，烧成温度1100℃-1250℃；升温12小时，保湿4小时；步骤6、将二次烧成的颜料，先用球磨机湿磨，至细度至325目筛全通过的浆料；再用砂磨机对该浆料进行细研磨，砂磨至颜料的平均粒径D50≤1微米；步骤7、将经过砂磨后的浆料进行喷雾干燥；干燥后的粉料经气流磨分散，制得所述的基于五元系统的钴蓝颜料。现有技术采用氧化钴、氧化锌、氢氧化铝三组份配制的钴蓝产品中，氧化钴含量为26%。对于氟碳涂料，使用美国爱色莉（x-rite）公司的型号：NGH-XRX2B的色差仪进行检测，该涂料的色度值为：L=44.56、A=-2.18、B=-60.74。本专利技术采用氧化钴、氧化锌、氢氧化铝、三氧化二铬、氧化镁五组份配制的钴蓝产品，针对实施例3，其中氧化钴含量为20%。对于氟碳涂料，同样使用美国爱色莉（x-rite）公司的型号：NGH-XRX2B的色差仪进行检测，该涂料的色度值为：L=44.09、A=-2.81、B=-60.74。由上可知，本专利技术作出的钴蓝颜料与传统工艺制备的钴蓝颜料相比，色调和发色强度基本相同，但本专利技术产品中氧化钴的相对用量却减少了（26-20）/26=23%。氧化钴用量达到如此的减少比例，这对于制造业多年来氧化钴价格居高不下，无疑是一大利好，即可以大大降低相关产品的制造成本，商业效果极为显著。本专利技术对现有三元体系的钴蓝进行合理充分的改进，并严格控制产品的平均粒径小于1微米。制备时使用砂磨机等超细研磨设备，并采用二次烧成工艺，将产品制成超细颜料，从而大为减少了氧化钴的用量，有效的维持颜料蓝色色调不变，还大大降低了相关产品的制造成本。钴蓝颜料适量添加稀土氧化镧、氧化钇颜料有好的光泽度，更适合塑料、涂料中使用。以上结合实施方法对本专利技术进行了具体描述，但是本
内的技术人员可以对这些实施方式做出多种变更或变化，这些变更和变化应落入本专利技术保护的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于五元系统的钴蓝颜料，其由下列重量百分比含量的原料配制而成：/n氧化钴14-20%、氧化锌8-16% 、氢氧化铝48-58%、三氧化二铬4-12%、硼酸镁8-16%、/n氧化镧0.5-2%、氧化钇1-5%；/n所述氧化钴、氧化锌、氢氧化铝、三氧化二铬、硼酸镁、氧化镧和氧化钇均为D50小于3微米的原料。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于五元系统的钴蓝颜料，其由下列重量百分比含量的原料配制而成：
氧化钴14-20%、氧化锌8-16%、氢氧化铝48-58%、三氧化二铬4-12%、硼酸镁8-16%、
氧化镧0.5-2%、氧化钇1-5%；
所述氧化钴、氧化锌、氢氧化铝、三氧化二铬、硼酸镁、氧化镧和氧化钇均为D50小于3微米的原料。


2.一种如权利要求1所述的基于五元系统的钴蓝颜的固相制备方法，步骤如下：
步骤1、根据需要选定各原料的配比，称量各种原料，先将所述的氧化钴、氧化锌、氢氧化铝和三氧化二铬均匀混合，得第一次混合料；
步骤2、将所述第一次混合料进行第一次高温煅烧，烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：程国胜，巢雪安，
申请(专利权)人：中山市华山高新陶瓷材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44