[发明专利]包覆型二氧化硅‑钒酸铋‑硫酸钡高亮黄色颜料制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机颜料技术领域，尤其是涉及一种包覆型二氧化硅-钒酸铋-硫酸钡高亮黄色颜料制备方法。

背景技术

黄色是一种十分醒目的颜色，凡是需要人们高度注目的地方，如交通标识、校车、电话亭、起重机械、邮政设施等，一般都涂成醒目、单一的黄色。而铅铬黄虽然在无机黄色颜料中占有难以动摇的位置，但因是含铅颜料，使其始终无法得到广泛推广与应用。同时目前所使用的无铅氧化铁黄的色相又不够鲜艳，性能优越的有机黄颜料品种其价格又太昂贵或遮盖力、耐候等性能不强，因此人们希望开发一种色泽鲜艳，性能良好、不含铅、无毒的新黄色颜料品种。

钒酸铋具有鲜亮的绿相黄色调，具有高的着色力，高的光泽和良好的遮盖力。和其它无机黄色颜料相比，它的颜色性质与镉黄和铬酸铅相类似，与铁黄和钛酸镍相比钒酸铋具有很高的色浓度。无论是它的饱和色还是浅色调，钒酸铋都具有最好的耐候性，而其饱和色调的耐候性也极好，在这方面它是远远优于铬酸铅的。它的饱和色调在耐降解性方面可以和最好的有机颜料相比，而且这种颜料的分散性很好，远远优于有机颜料,见表1。

钒酸铋颜料不仅性能优良，而且还是一种安全环保的颜料。这种颜料符合食品及药品中对塑料着色剂的要求。钒酸铋的不溶解性还反应在它的不迁移特征上。它们可以以典型的商业浓度用于食品和其它材料和物品的塑料包装中，它能符合下列国家对食品塑料包装中着色剂的要求：德国，澳大利亚.比利时，意大利，荷兰，西班牙和瑞士。在口服和吸入该颜料的动物实验中没有发现毒性反应。其中：吞入及吸入后均无毒性反应，皮肤及粘膜刺激也无刺激反应，Ames测验也无癌变反应，过敏实验也无过敏反应。因为钒酸铋的密度比较大，所以不易形成灰尘而造成空气污染。钒酸铋不溶于水，所以很容易通过机械的方法从废水中除去，而且即使水中 有少量残留，也不会对鱼，水藻等造成伤害。

表1: 三种颜料的性能对比

国际上将此颜料最先推向市场的是BASF公司，它在权威的((Color Index))上登记为CI.编号颜料184，近年来国外在高品质钒酸铋颜料方面已占据了垄断地位，而且他们还在不断的推陈出新。如比利时CAPPELLE公司也开发了耐光耐候顶级，各种耐性优异，遮盖力好的，颜色鲜艳，遮盖力高的绿相黄钒酸铋无机颜料，德国Heubach GmbH公司开发的硅铝包膜的绿相钒酸铋颜料(VANADUR9010)，由于进行了包膜处理，颜料在实际应用中的耐高温、耐二氧化硫和耐碱性得到了改性。

我国对于钒酸铋系颜料的研究主要集中于一些院所高校，对于厂家的生产鲜有报道，其原因主要与原料成本较高有关。国外知名的涂料公司对钒酸铋颜料的研究重点主要集中在以下几个方面：一是在原有基础上添加其余成分，减少钒酸铋用量，改进已有品种或降低价格；其次是钒酸铋基颜料的后处理，主要是包膜处理，以提高钒酸铋的耐候性和高温使用性能。硫酸钡作为一种价格低廉的无机物，同样无毒无污染，且稳定性非常好，因此进行使用硫酸钡替代占钒酸铋颜料总体积30％～60％的内核部分，可大大提高钒酸铋颜料的资源利用率并降低成本，而且硫酸钡表面包覆技术已广泛用于降低钛白粉的生产成本。另外在钒酸铋表面再包覆具有良好惰性 和耐久性的二氧化硅还有望显著提高该种颜料的耐温性及抗光致变色的能力。

中国专利CN 103525128A公开了一种包覆型钒酸铋颜料的制备方法，包括步骤：提供规定粒径的钒酸铋基体；将取规定粒径的钒酸铋基体加纯净水调制成包覆基础浆液；将包覆基础浆液加热，进行化学反应包覆并调pH，在包覆反应完成之后过滤、洗涤、烘干、煅烧、湿磨、过滤、洗涤，以获得包覆的钒酸铋；对获得的包覆的钒酸铋加纯净水调制成包覆基础浆液，重复上一步骤至规定次数，以获得最终的包覆型钒酸铋颜料。然而该包覆型钒酸铋颜料是以钒酸铋颗粒为核心，外部包覆一层或多层CaSiO₃、Ca₃(PO₄)₂、Zn₃(PO₄)₂等包覆物，这种方式明显不同于以廉价的硫酸钡为核心，仅外部包覆昂贵的钒酸铋的方法，其并没有解决减少钒酸铋用量从而降低黄色颜料成本的目的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种廉价的硫酸钡表面包覆一层钒酸铋以降低颜料的成本(包核法)；然后进一步在钒酸铋的表面包膜二氧化硅以提高颜料的耐侯性，耐光性和抗高温能力。克服纯钒酸铋用于颜料用途时暴露的主要缺点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：