[发明专利]一种纳米级低价离子复合掺杂型γ～Ce2S3红色颜料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米级低价离子复合掺杂型γ～Ce₂S₃红色颜料，所述掺杂离子M的离子价态为2、且至少为二种，按照摩尔比Ce³⁺∶M_总＝2(1‑x)∶3x，其中0＜x≤0.1。此外，还公开了上述纳米级低价离子复合掺杂型γ～Ce₂S₃红色颜料的制备方法。本发明复合掺杂的低价离子进入γ～Ce₂S₃晶格中，通过代替Ce³⁺离子、以及填补晶格中存在的阳离子空位而实现掺杂，有效稳定了γ～Ce₂S₃晶格，大幅提升了颜料的高温稳定性，从而极大地拓展了其在高温条件下的应用领域。本发明制备方法工艺简单易操作，影响因素易控制，生产成本低，有助于推广和应用。

技术领域

本发明涉及无机颜料技术领域，尤其涉及一种离子掺杂型γ～Ce₂S₃红色颜料及其制备方法。

背景技术

γ～Ce₂S₃颜料呈大红色，其呈色稳定、遮盖力强、耐紫外辐射、安全无毒，已成为取代有毒镉硒红颜料的首选，在塑料、橡胶、高档涂料等领域具有广泛的应用。然而，γ～Ce₂S₃颜料只能在低于350℃的温度下使用，超过该温度便会迅速分解失红，从而影响了其在高温下的应用。

为了提高γ～Ce₂S₃的高温稳定性，现有技术主要采用包裹技术，即在色料表面包覆一层或多层透明的高温稳定性材料，目前研究较多的是SiO₂、ZrSiO₄和ZrO₂包裹型γ～Ce₂S₃色料，已可将γ～Ce₂S₃的高温稳定性提高至550℃。但是，由于γ～Ce₂S₃属于立方Th₃P₄型结构，晶格中存在阳离子空位，空位在立方晶体结构中形成一个扭曲的S₄四面体空洞，从而导致γ～Ce₂S₃晶型结构很不稳定，在高温作用下容易发生逆转而转变为β相，从而失去红色。因此，仅通过单纯的包裹不能从本质上解决晶体结构稳定的问题，目前虽然也有采用离子掺杂的方式实现晶格稳定，但研究发现，单一的离子掺杂虽然能实现晶格稳定，但容易使得γ～Ce₂S₃颜料f→d的电子跃迁能发生变化，吸收光谱发生变化，从而导致不再显示大红色。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纳米级低价离子复合掺杂型γ～Ce₂S₃红色颜料，以低价离子复合掺杂的方式，在实现晶格稳定的同时，也调节了γ～Ce₂S₃颜料的吸收光谱，从而使之仍保持大红色。本发明的另一目的在于提供上述纳米级低价离子复合掺杂型γ～Ce₂S₃红色颜料的制备方法及其制得的产品。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种纳米级低价离子复合掺杂型γ～Ce₂S₃红色颜料，所述掺杂离子M的离子价态为2、且至少为二种，按照摩尔比Ce³⁺∶M_总＝2(1-x)∶3x，其中0＜x ≤0.1。本发明复合掺杂的低价离子进入γ～Ce₂S₃晶格中，通过代替Ce³⁺离子、以及填补晶格中存在的阳离子空位而实现掺杂。