[发明专利]一种混合尖晶石型黑色陶瓷颜料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种混合尖晶石型黑色陶瓷颜料及其制备方法。该方法包括以下步骤：1)根据热力学数据库软件确定Fe₂O₃‑Cr₂O₃‑MnO‑NiO体系的优化质量比，然后对四种原料按优化质量比进行配制并混匀得到混合物料；2)将所述混合物料置于高温下进行煅烧，在空气气氛下加热，待混合物料升温至1100～1200℃时，保温20～50min，然后冷却至室温，制得黑色陶瓷颜料。本发明采用最优选Fe₂O₃‑Cr₂O₃‑MnO‑NiO体系的比例，最优选的烧结温度、保温时间和冷却方式，最终得到以着色尖晶石FeCr₂O₄、NiCr₂O₄、NiFe₂O₄、Fe₃O₄、MnFe₂O₄为主要成分的无钴黑色陶瓷颜料产品，充分结合理论模拟计算，制备得到的黑色陶瓷颜料具有黑度高、呈色纯正、着色性能好的特点，克服了现有工艺中加入价格昂贵的氧化钴的缺陷。

技术领域

本发明属于陶瓷颜料技术领域，尤其涉及一种混合尖晶石型黑色陶瓷颜料及其制备方法。

背景技术

黑色陶瓷颜料是陶瓷装饰材料中用量最大的一类颜料，约占所用原料总量的25％，且具有优异的热稳定性、化学稳定性和耐候性等优点。在装饰效果上黑色陶瓷制品以其纯正、典雅、高贵的特点，一直备受人们的青睐。一般制备黑色颜料采用的是晶体着色：如铬、铁、锰、镍、铜、钴等金属氧化物形成混合型尖晶石晶体。这些金属元素在周期表中属于第四周期的过渡金属元素，其电子最外层为d轨道，是非球形对称轨道，当这些离子处于不同形状的配位场中时，产生了配位场效应，电子在不同能级的d轨道之间跃迁，吸收一定波长的光，光照射时电子吸收光能量从基态跃迁到激发态,每一种尖晶石吸收一定可见波段的可见光光波后呈现其补色,当各类尖晶石搭配适当时就能呈现纯正黑色。

申请号为CN201711485335.7的发明专利中公开了一种亚微米含钴黑色陶瓷颜料及其制备方法和应用。该方法以A元素的硝酸盐、氧化物和氢氧化物中的至少一种和B元素的硝酸盐、氧化物和氢氧化物中的至少一种为原料，其中A＝Co+Ni+Cu+Mn，B＝Fe+Cr，制成硝酸盐水溶液，添加柠檬酸、甘氨酸、尿素，搅拌加热制备凝胶，凝胶经干燥、粉碎后加NaCl球磨混合，再经煅烧处理、水洗、烘干、气流粉碎制成了具有尖晶石结构、晶粒发育良好、粒径在0.1～1.0μm之间的陶瓷墨水用钴黑色料。但是，该制备工艺中，为了得到较为纯正的黑色瓷砖颜料，需要加入一定量的氧化钴，但氧化钴的价格十分的昂贵，所以其严重限制了黑色陶瓷颜料制品的进一步发展。

因此，为了降低黑色陶瓷颜料产品的综合成本，在生产过程中亟需研发出新型的无钴色料或者探索其他廉价的原料来代替昂贵的氧化钴原料，用以推动黑色陶瓷颜料产业的深入发展。

申请号为CN200910186413.2的发明专利公开了一种利用铜矿尾砂制备无钴黑色陶瓷色料的方法及其所制得的产品。该方法采用废渣铜尾砂，其重量百分比组成为：铜尾砂10～20％、氧化铁25～35％、氧化铬26.9～30％、氧化镍7％～10％、氧化铜15％～25％，经混合、煅烧、干燥获得的制品，其中煅烧温度为：1180～1250℃，保温60min。经固相反应形成的尖晶石颗粒CuCr₂O₄、Fe₃O₄、Cr₂NiO₄及黑色铁镍橄榄石固溶体对380～780nm段的可见光全部吸收，从而得到呈色稳定，色度纯正的黑色陶瓷色料产品。但是该黑色陶瓷色料存在呈色效果和着色性能不佳的缺陷。