[发明专利]基于化学共沉淀法制备硅酸锆包裹型亚微米级微粒的方法

说明书

本发明公开了基于化学共沉淀法制备硅酸锆包裹型亚微米级微粒的方法，通过在母液中引入可溶性碳酸盐和含硼化合物，出人意料地获得了硅酸锆包裹亚微米级颗粒。本发明的一些实例，制备得到的硅酸锆包裹亚微米级陶瓷色料，其原生粒径D50约为400～600nm，D100约为800nm，无需进一步研磨即可很好地用于陶瓷喷墨打印，发色效果优异。

技术领域

本发明涉及一种包裹型亚微米级微粒的制备方法，特别涉及基于化学共沉淀法制备硅酸锆包裹型亚微米级微粒的方法。

背景技术

随着陶瓷工业的快速发展，人们对陶瓷装饰效果的要求不断提高。包裹色料具有发色效果好，用量省等优点，越来越受到人们的喜爱，国内外的应用市场十分广阔。

目前，制备包裹型陶瓷色料的方法主要有化学共沉淀法、固相烧结法、微乳液法、熔块法、水热法等。其中，化学共沉淀法是目前最适合于工业化生产陶瓷包裹红色料的成熟方法。

硅酸锆具有良好的包裹能力和耐热能力，是常用的包裹剂。使用化学共沉淀法制备硅酸锆包裹色料的基本操作为将色料中不会与锆源反应的原料（一般为发色金属源）和锆源溶解于水中，将色料中剩余原料与硅源混合，之后在搅拌条件下将含锆源和硅源的两种溶液混合，控制pH形成包裹型色料前驱体，前驱体洗涤干燥后，球磨破碎、加入矿化剂混合均匀，烧成、后处理（包括但不限于酸洗、碱洗、水洗、干燥）得到成品包裹色料。传统上该方法制备的包裹色料最大的不足是粉体粒径过大，一般为3～15 μm，无法满足喷墨打印（不大于1.8 μm）的需要。为了适应喷墨打印的使用要求，需要进一步进行破碎处理，以降低原生粒径。原生粒径降低后必然导致发色更浅，并且磨成墨水之后对包裹色料会有一定程度的破坏，从而进一步削弱其发色能力。以喷墨打印用的包裹红墨水为例，其在陶瓷釉面上的发色效果都偏浅，基本呈现橘红或橙红色，无法达到纯正的大红色。

如何将硅酸锆包裹色料的原生粒径D100控制在1. 8 μm以下，是一种有待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于化学共沉淀法制备硅酸锆包裹型亚微米级微粒的方法。

本发明所采取的技术方案是：

基于化学共沉淀法制备硅酸锆包裹型亚微米级微粒的方法，包括：

S1) 分别配置含锆源的前驱液A、含硅源的前驱液B；

S2) 搅拌条件下，将前驱液A和前驱液B滴加在水中，得到浆料，调节pH，反应完成后，过滤，固体洗涤干净，干燥，得到前驱体；

S3) 将前驱体破碎，煅烧、后处理得到硅酸锆包裹型亚微米级微粒；

其中，前驱液A、前驱液B和水中的至少一种液体中还添加有水溶性硼源，至少一种添加有水溶性碳酸盐，所述水溶性碳酸盐不添加在酸性液体中。

在一些实例中，调节pH后，进一步加入颗粒抑制剂，继续搅拌至反应完成。

在一些实例中，所述颗粒抑制剂选自SSS/AMPS/AA/MA四元共聚物、聚二烯丙基二甲基氯盐和聚磺酸钠盐中的至少一种。

在一些实例中，所述颗粒抑制剂的添加量为锆元素质量的0.03～3%，优选为0.15～1.5%。

在一些实例中，所述水溶性硼源选自包括但不限于硼砂、硼酸、硼酸钠、偏硼酸钠中的至少一种。

在一些实例中，所述水溶性碳酸盐选自碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐，碳酸铵、碳酸氢铵中的至少一种。

在一些实例中，所述水溶性硼源的总添加量为锆元素质量的0.1～5%，优选为0.2～2%。

在一些实例中，得到前驱体后，将前驱体于非氧化气氛下，150～300℃，优选200～300℃预处理一定时间。