氧化铁粉末及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种氧化铁粉末及其制造方法，包含颗粒，所述颗粒具有氧化铁的初级颗粒的聚集体和覆盖所述聚集体表面的至少一部分的由二氧化硅制成的被覆层，氧化铁的初级颗粒上固溶有Al并且氧化铝颗粒散步在表面，聚集体呈多孔结构，内部和表面都有孔，相对于Al、Si以及Fe的总含量，Si含量为8摩尔％～50摩尔％。Si含量为8摩尔％～50摩尔％。Si含量为8摩尔％～50摩尔％。

Iron oxide powder and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化铁粉末及其制造方法


[0001]本专利技术涉及氧化铁粉末及其制造方法。

技术介绍

[0002]红色氧化铁粉末例如，在沥青、陶瓷、塑料、化妆品等领域中用作着色剂。用作着色剂时，要求显色更鲜艳，即彩度高。在制造过程中，可能会暴露在高温环境中，要求即使暴露在这样的环境中也能保持高彩度。
[0003]关于氧化铁粉末，例如日本特开2015
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86126号公报记载了一种氧化铁颗粒粉末，其特征在于，Al含量为20摩尔％～60摩尔％，平均粒径为0.03μm～0.2μm，颗粒形状为粒状，晶体结构具有赤铁矿结构或赤铁矿结构和刚玉结构两种。日本特开2004
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43208号公报和Hideki Hashimoto等.ACS Appl.Mater.Interfaces 2014，6，20282－20289中，记载了通过混合铁化合物和铝化合物，在铁化合物和铝化合物的混合物中加入柠檬酸和乙二醇形成凝胶，通过煅烧热分解凝胶得到的热分解产物而产生铝代赤铁矿。Hideki Hashimoto等.Dyes and Pigments 95(2012)639－643记载了通过加热由铁氧化细菌产生的管状氧化铁获得的红色颜料。

技术实现思路

[0004]专利技术要解决的技术问题
[0005]然而，日本特开2015
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86126号公报、日本特开2004
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43208号公报、Hideki Hashimoto等.ACS Appl.Mater.Interfaces 2014，6，20282－20289以及Hideki Hashimoto等.Dyes andPigments 95(2012)639－643中记载的氧化铁粉末不是高彩度的。此外，暴露在高温环境下容易褪色，耐热性不足。
[0006]因此，根据本专利技术的一个实施方式，提供了高彩度、耐热性优异和均匀的氧化铁粉末及其制造方法。
[0007]解决问题的技术手段
[0008]解决上述问题的手段包括以下几个方面：
[0009](1)一种氧化铁粉末，其包含氧化铁颗粒，所述氧化铁颗粒具有氧化铁的初级颗粒的聚集体和覆盖聚集体表面的至少一部分的由二氧化硅制成的被覆层，氧化铁的初级颗粒上固溶有Al并且氧化铝颗粒散步在表面，聚集体呈多孔结构，内部和表面都有孔，相对于Al、Si以及Fe的总含量，Si含量为8摩尔％～50摩尔％。
[0010](2)根据(1)所述的氧化铁粉末，其中，被覆层的平均厚度为3nm～12nm。
[0011](3)根据(1)或(2)所述的氧化铁粉末，氧化铁颗粒的平均粒径为0.3μm～2μm，平均厚度为0.15μm～0.8μm。
[0012](4)根据(1)～(3)中任一项所述的氧化铁粉末，氧化铁的初级颗粒的平均粒径为10nm～50nm。
[0013](5)根据(1)～(4)中任一项所述的氧化铁粉末，氧化铝颗粒的平均粒径为3nm～
9nm。
[0014](6)根据(1)～(5)中任一项所述的氧化铁粉末，相对于Al和Fe的总含量，Al的含量为10摩尔％～80摩尔％。
[0015](7)根据(1)～(6)中任一项所述的氧化铁粉末，L*a*b*表色系中的彩度c*为60～80。
[0016](8)根据(1)～(7)中任一项所述的氧化铁粉末，L*a*b*表色系中的亮度L*为48～54。
[0017](9)根据(1)～(8)中任一项所述的氧化铁粉末，L*a*b*表色系中的a*为35～40。
[0018](10)根据(1)～(9)中任一项所述的氧化铁粉末，L*a*b*表色系中的b*为46～55。
[0019](11)根据(1)～(10)中任一项所述的氧化铁粉末，令加热前的彩度为A，在1000℃加热3小时后的彩度为B时，A－B为3以下。
[0020](12)一种氧化铁粉末的制造方法，包括：准备聚集体的工序，所述聚集体中，表面散布有氧化铝颗粒且固溶有Al的氧化铁的初级颗粒聚集，并且具有在内部和表面具有孔的多孔结构，将聚集体与烷氧基硅烷混合的工序；在混合工序中，混合成相对于Al、Si以及Fe的总使用量，Si的使用量为8～50摩尔％。
[0021](13)根据(12)所述的氧化铁粉末的制造方法，准备工序包括将选自由亚铁盐和铁盐组成的组中的至少一种金属盐、铝源和碱混合，通过共沉淀法制造前体的工序，以及煅烧前体的工序，在前体的制造工序中，混合成相对于Al和Fe的总使用量，Al的使用量为10摩尔％～80摩尔％，在煅烧前体的工序中，在600℃到1200℃的温度下煅烧。
[0022](14)根据(13)所述的氧化铁粉末的制造方法，在前体煅烧的工序中，升温至最高温度的速度为0.1℃/min～200℃/min，在最高温度保持0.1小时～48小时。
[0023](15)根据(13)或(14)所述的氧化铁粉末的制造方法，金属盐是选自由硝酸铁(III)、硫酸铁(II)和氯化铁(II)组成的组中的至少一种，铝源是硝酸铝，碱是碳酸氢铵。
[0024](16)根据(13)或(14)所述的氧化铁粉末的制造方法，金属盐是硫酸铁(II)，铝源是硫酸铝，碱是碳酸氢钠。
[0025]专利技术效果
[0026]根据本专利技术的一个实施方式，能够提供高彩度且耐热性优异和均匀的氧化铁粉末及其制造方法。
附图说明
[0027]图1A是低倍率扫描透射电子显微镜的二次电子图像，显示了实施例1中二氧化硅被覆处理前粉末中所含颗粒的结构。
[0028]图1B是高倍率扫描透射电子显微镜的二次电子图像，显示了实施例1中二氧化硅被覆处理前粉末中所含颗粒的结构。
[0029]图2是比较例1中的氧化铁粉末的扫描电子显微镜照片。
[0030]图3中，左侧是比较例2的氧化铁粉末的扫描电子显微镜照片，中间是比较例2的氧化铁粉末在1000℃加热3小时后的粉末的扫描电子显微镜照片，右侧是比较例2的氧化铁粉末在1200℃加热3小时后的粉末的扫描电子显微镜照片。
[0031]图4中，左侧是实施例1的氧化铁粉末的扫描电子显微镜照片，中间是实施例1的氧
化铁粉末在1100℃加热3小时后的粉末的扫描电子显微镜照片，右侧是实施例1的氧化铁粉末在1200℃加热3小时后的粉末的扫描电子显微镜照片。
[0032]图5中，左侧是实施例4的氧化铁粉末的扫描电子显微镜照片，中间是实施例4的氧化铁粉末在1100℃加热3小时后的粉末的扫描电子显微镜照片，右侧是实施例4的氧化铁粉末在1200℃加热3小时后的粉末的扫描电子显微镜照片。
[0033]图6中，左侧是比较例2的氧化铁粉末扫描电子显微镜照片，右侧是比较例2的氧化铁粉末粉碎处理后的粉末的扫描电子显微镜照片。
[0034]图7中，左侧是实施例4的氧化铁粉末扫描电子显微镜照片，右侧是实施例4的氧化铁粉末粉碎处理后的粉末的扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
[0035]以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氧化铁粉末，其特征在于，包含氧化铁颗粒，所述氧化铁颗粒具有氧化铁的初级颗粒的聚集体、覆盖所述聚集体表面的至少一部分的由二氧化硅制成的被覆层，所述氧化铁的初级颗粒上固溶有Al并且氧化铝颗粒散布在表面，所述聚集体具有多孔结构，内部和表面都有孔，Si的含量相对于Al、Si以及Fe的总含量为8摩尔％～50摩尔％。2.根据权利要求1所述的氧化铁粉末，其特征在于，所述被覆层的平均厚度为3nm～12nm。3.根据权利要求1或2所述的氧化铁粉末，其特征在于，所述氧化铁颗粒的平均粒径为0.3μm～2μm，平均厚度为0.15μm～0.8μm。4.根据权利要求1
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3的任一项所述的氧化铁粉末，其特征在于，所述氧化铁的初级颗粒的平均粒径为10nm～50nm。5.根据权利要求1
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4的任一项所述的氧化铁粉末，其特征在于，所述氧化铝颗粒的平均粒径为3nm～9nm。6.根据权利要求1
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5的任一项所述的氧化铁粉末，其特征在于，相对于Al和Fe的总含量，Al的含量为10摩尔％～80摩尔％。7.根据权利要求1
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6的任一项所述的氧化铁粉末，其特征在于，L*a*b*表色系中的彩度c*为60～80。8.根据权利要求1
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7的任一项所述的氧化铁粉末，其特征在于，L*a*b*表色系中的亮度L*为48～54。9.根据权利要求1
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8的任一项所述的氧化铁粉末，其特征在于，L*a*b*表色系中的a*为35～40。10.根据权利要求1
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9的任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本英树，阿相英孝，高石大吾，稻田博文，荒川裕也，
申请(专利权)人：学校法人工学院大学，
类型：发明
国别省市：