[发明专利]利用富铝非金属矿物制备高亮蓝色钴蓝杂化颜料的方法

说明书

本发明提供了一种利用富铝非金属矿物制备高亮蓝色钴蓝杂化颜料的方法，首先将富铝非金属矿物搅拌分散于水中，再加入Co(II)盐和Al(III)盐搅拌溶解，然后用NaOH调节体系pH至9~10，所得固体产物经离心洗涤后直接置于管式炉中，于1000~1200℃高温晶化1~2 h即得产物。本发明通过引入富铝非金属矿物，不仅作为钴蓝纳米粒子的载体材料防止其发生团聚，更重要的是参与钴蓝的高温晶化过程，大幅提升了钴蓝颜料的色度，其所得杂化颜料的b*值可高达‑56，有望为耐高温涂料、陶瓷、绘画颜料等领域提供高档钴蓝颜料。

技术领域

本发明涉及一种亮蓝色钴蓝杂化颜料的方法，尤其设计一种利用富铝非金属矿物制备高亮蓝色钴蓝杂化颜料的方法，属于纳米尖晶石型杂化颜料的制备技术领域。

背景技术

固相法是钴蓝颜料的传统制备方法，其一般通过高温煅烧含钴和含铝化合物制备钴蓝颜料。Srisawad等以CoCl₂∙6H₂O 和水铝矿分别为钴源和铝源，通过低温固相反应制备了钴蓝颜料（J. Nanomater. 2012, 2012: 108369）。Yoneda等以Al(OH)₃，γ-Al₂O₃和 α-Al₂O₃为不同铝源，与Co₃O₄混合经1200℃煅烧制备了钴蓝颜料（Powder Technol. http://dx.doi.org/10.1016/j.powtec.2016.06.021）。固相法由于反应速率受扩散动力学的影响，物化反应不易充分进行，其制备的钴蓝颜料的颜色不够亮丽，在应用性能上也存在一定的缺陷。此外，钴矿在自然界中分布很少，钴类化合物价格昂贵，长期以来钴蓝颜料因制备成本高仅限于用作绘画颜料。

研究表明，采用共沉淀法引入无机黏土矿物制备钴蓝杂化颜料，不仅可以降低钴蓝颜料的生产成本和煅烧温度，还能有效避免钴蓝纳米粒子在高温晶化过程中团聚和尺寸变大（RSC Adv., 2015, 5: 102674）。但是，无机黏土矿物基钴蓝杂化颜料色度不佳，b*值约为-30，远远低于市售的钴蓝颜料产品。因此，引入无机黏土矿物降低钴蓝颜料生产成本的同时亟需改善其颜色性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用富铝非金属矿物制备高亮蓝色钴蓝杂化颜料的方法，通过引入富铝非金属矿物改善钴蓝杂化颜料色度性能。

一、利用富铝矿物制备高亮蓝色钴蓝杂化颜料

本发明利用富铝非金属矿物制备高亮蓝色钴蓝杂化颜料，首先将富铝非金属矿物搅拌分散于水中，再加入Co(II)盐和Al(III)盐搅拌溶解，然后用NaOH调节体系pH至9~10，所得固体产物经离心洗涤后直接置于管式炉中，于1000~1200℃高温晶化1~2 h即得产物。

所述富铝非金属矿物是Al₂O₃含量高于25%的埃洛石、红柱石、铝土矿、莫来石、地开石中的至少一种。

所述Co(II)盐为氯化钴、溴化钴、硝酸钴、硫酸钴、醋酸钴中的至少一种，其加入量为非金属矿物的1.5~10倍。

所述Al(III)盐为氯化铝、硝酸铝、硫酸铝中的至少一种，Co(II)盐与Al(III)盐的物质量比为1:1.5~1:4。

二、高亮蓝色钴蓝杂化颜料的结构与性能