[发明专利]一种掺杂Pr的ZrSiO4黄色陶瓷颜料的制备方法及其制得的产品和应用

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷颜料技术领域，尤其涉及一种掺杂Pr的ZrSiO₄黄色陶瓷颜料的制备方法及其制得的产品和应用。

背景技术

近年来黄色颜料的应用得到了外界的广泛关注，研究较多的是金属氧化物的无机颜料，它是在颜料基体中通过掺杂有色金属过渡离子或者稀土离子而使颜料发色。目前，典型的黄色颜料有钒锡黄、钒锆黄、镉黄、铅锑酸盐等，但是它们都有毒性，对人体和环境带来了很大的危害。而掺杂稀土元素的黄色颜料却不同，其不仅无毒，而且具有耐腐蚀、颜色鲜明、高温稳定等特点，被认为是一种新型的绿色环保颜料，具有良好的发展前景。而随着近年来3D打印技术的发展和使用，颜料的运用必将具有更大的需求和空间。

ZrSiO₄属于岛状结构，且具有特殊的晶体结构，尤其经掺杂后形成的晶体缺陷结构和性能，使得其可应用于颜料、光学、介电、光电传感器等诸多领域，也为其性能的开发提供了有利条件和空间。目前，现有技术制备ZrSiO₄基纳米粉体的湿化学方法主要有溶胶-凝胶法、共沉淀法、微波法等。然而，不同的制备方法不仅对于生产成本的高低、方法的难易程度、产品纯度和结晶性差异等具有显著影响，而且对ZrSiO₄的晶型结构、微观形貌以及性能差异带来很大影响。为此，深入研究探索和优化ZrSiO₄作为陶瓷颜料的使用并以低廉的成本获得，将有助于拓展ZrSiO₄材料的使用领域，并促进ZrSiO₄材料以及陶瓷颜料生产技术的应用和发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种掺杂Pr的ZrSiO₄黄色陶瓷颜料的制备方法，以开发拓展ZrSiO₄材料作为陶瓷颜料的性能和使用，并以低廉的成本制备获得，从而促进ZrSiO₄材料以及陶瓷颜料生产技术的应用和发展。本发明的另一目的在于提供利用上述制备方法制得的产品和应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种掺杂Pr的ZrSiO₄黄色陶瓷颜料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照摩尔比正硅酸乙酯∶乙醇＝1∶5～20，将所述正硅酸乙酯溶解到乙醇中，搅拌至均匀得到A液；

(2)将八水氯氧化锆、硝酸镨溶于蒸馏水中，并与乙醇混合，搅拌均匀得到B液；其中，按照摩尔比所述八水氯氧化锆∶蒸馏水∶乙醇＝1∶50～200∶1～10，硝酸镨的掺杂量按照摩尔百分比为八水氯氧化锆的0.25～0.30％；

(3)按照摩尔比八水氯氧化锆∶正硅酸乙酯＝1∶1，将所述A液与B液搅拌混合5～10min，然后调节混合溶液体系的pH＝5，继续搅拌5～15min后放在水热釜中，在150～210℃温度下保温24～36h，获得掺杂Pr的ZrSiO₄白色泛黄纳米粉体；

(4)将所述ZrSiO₄白色泛黄纳米粉体在1000～1050℃温度下煅烧0.5～1h，即获得掺杂Pr的ZrSiO₄黄色陶瓷颜料产品。

利用上述掺杂Pr的ZrSiO₄黄色陶瓷颜料的制备方法制得的产品。所述产品在高温透明釉中的应用如下：所述掺杂Pr的ZrSiO₄黄色陶瓷颜料的用量为高温透明釉的3～7wt％，在1200～1300℃温度下烧成，获得黄色釉面效果。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用廉价的八水氯氧化锆和正硅酸乙酯为原料，通过掺杂镨、以水-乙醇作为溶剂，采用一步水热法并结合煅烧，制备获得了掺杂Pr的ZrSiO₄黄色陶瓷颜料产品，开发拓展了ZrSiO₄材料作为陶瓷颜料的性能和使用。本发明工艺路线简单，成本低廉，反应易于控制和实现，所得产品在高温釉中性能稳定、耐高温，并且适用于油漆、涂料、塑料、建筑材料和造纸等行业的生产。

附图说明

下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：

图1是本发明实施例一掺杂Pr的ZrSiO₄白色泛黄纳米粉体的X射线衍射图谱；

图2是本发明实施例一掺杂Pr的ZrSiO₄白色泛黄纳米粉体的扫描电镜照片；

图3是本发明实施例一掺杂Pr的ZrSiO₄黄色陶瓷颜料产品的X射线衍射图谱；