包覆普鲁士蓝或类普鲁士蓝的颜料的制备方法(PB)
当水合铁离子[Fe(H2O)6]3+和[Fe(CN)6]4-在水溶液中反应时,产生的蓝色不溶沉淀,被称为普鲁士蓝(Prussihai Blue)。其鲜亮的颜色能够长久的保持,因此人们将普鲁士蓝应用于工业染料,颜料墨水以及其他与颜色相关的领域。作为普鲁士蓝研究的延续,人们用其他过渡金属或者稀土金属的水合离子代替[Fe(III)(H2O)6]3+,和[Fe(II)(CN)6]4-在水溶液中反应,产生的不溶沉淀,称为类普鲁士蓝化合物。
普鲁士蓝和类普鲁士蓝化合物具有鲜艳的颜色,被广泛应用于各行业,但是单独使用普鲁士蓝化合物会造成团聚等现象而影响使用。因此将普鲁士蓝或类普鲁士蓝物质包覆于基材上不仅可以改善其团聚,而且因为颜色与基材叠加会形成十分有吸引力的颜色。
一般包覆色浆着色剂可以采用基材表面包铝之后再包覆色浆的方式,但是这种包覆方式会产生色浆脱落,掉色等情况的发生。对于制备普鲁士蓝及类普鲁士蓝粒子常见的是使用共沉淀法。例如,使用搅拌的方法在含有[Fe(CN)6]4-的溶液中加入过量氯化铁溶液,将得到蓝色沉淀,将沉淀洗漆干燥即可得到普鲁士蓝。因此包覆类普鲁士蓝物质更多的采用直接在基材表面直接沉积的方式。
提供一种包覆普鲁士蓝或类普鲁士蓝的颜料的制备方法,该方法有效地改善包覆普鲁士蓝或类普鲁士蓝的颜料的游离状况。
一种包覆普鲁士蓝或类普鲁士蓝的颜料的制备方法,该方法包括将基材表面包覆水合氧化铝和/或水合氧化锌之后包覆普鲁士蓝或类普鲁士蓝,获得包覆普鲁士蓝或类普鲁士蓝的颜料。
步骤:
(1)将基材按照1/4-1/20的重量比使用水或含水溶剂分散成浆料,将体系温度控制在0-100℃,pH调整到2-11,加入水合氧化铝前体和/或水合氧化锌前体,进行水解包覆水合氧化铝和/或水合氧化锌,水合氧化铝前体和/或水合氧化锌前体的加入量,以Al2O3和/或ZnO计,为基材重量的0.01%-4%;
(2)将体系pH值调整到2-5,体系温度控制在40-90℃,在控制体系pH值为2-5条件下先加入0.01%-1%总用量的亚铁氰化物的水溶液,搅拌后,再加入剩余的亚铁氰化物的水溶液,并同时加入金属盐的水溶液,在此过程中维持体系pH值在2-5;
(3)过滤、洗涤,获得包覆普鲁士蓝或类普鲁士蓝的颜料。
在本发明的一个更优选实施方案中,步骤(1)中将基材和1/8-1/16的重量比使用水或含水溶剂分散成浆料。在本发明的一个更优选实施方案中,步骤(1)中将体系温度控制在10-90℃。在本发明的一个更优选实施方案中,步骤(1)中体系pH值调整到3-10。
步骤(2)中将体系pH值调整到2-3。是一个更优选实施方案,步骤(2)中体系温度控制在60-80℃。在控制体系pH值为2-3条件下先加入亚铁氰化物总用量的0.01%-1%的水溶液。步骤(2)中在加入氰化物的水溶液和金属盐的水溶液的过程中维持体系pH值在2-3。
基材为片状基材或非片状基材;所述片状材料选自天然云母、合成云母、玻璃片、二氧化硅片、氧化铝片、片状氧化铁或氯氧化铋晶体、硼硅酸盐、片状氮化硼或多种以上物质的混合物,或在其上涂覆金属和/或非金属和/或金属氧化物和/或非金属氧化物的天然云母、合成云母、玻璃片、二氧化硅片、氧化铝片、片状氧化铁或氯氧化铋晶体、硼硅酸盐、片状氮化硼形成的颜料或多种以上颜料的混合物,所述非片状基材选自高岭土、碳酸钙、硫酸钡、硅藻土、碳酸镁、硅酸镁、碳酸钡、氮化硼、羟基磷灰石、氧化锆、硼硅酸钙、硼硅酸钠,或多种以上物质的混合物。
基材是平均粒径(D50)为1-5000μm,平均厚度为0.1-5μm的片状材料。基材是平均粒径(D50)40μm-800μm以上的片状材料。基材是具有以上粒径的玻璃片和/或合成云母片。
“水合氧化铝前体”是溶于水后能生成氢氧化铝和/或水合氧化铝的铝盐,“水合氧化锌”是溶于水后能生成氢氧化锌和/或水合氧化锌的锌盐。水合氧化铝前体选自氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾中的一种或多种。水合氧化锌选自氯化锌和/或硫酸锌。
通过包覆铝或锌的水合氧化物,并保证在包覆类普鲁士蓝物质时,发现亚铁氰化物先添加,可以非常明显的改善普鲁士蓝或类普鲁士蓝物质的包覆,十分有效的减少游离,提高包覆的致密程度,降低成本,提高颜料品质,可以获得性能优良的包覆类普鲁士蓝的颜料,特别是可以方便廉价的获得大粒径基材包覆普鲁士蓝的颜料。而若在包覆完铝或锌的水合物后,先加入的是可溶性金属盐进行沉积,则不仅不能改善游离,甚至还会加剧这种状况。认为其改善的原因可能是:先在基材表面沉积铝或锌的水合氧化物,其本身是容易在基材表面吸附的,而且因为其可以在很宽的pH范围内进行沉积,因此对于不同基材总可以找到一个沉积的条件,而在接下来的普鲁士蓝或类普鲁士蓝的沉积过程中,保证先加入亚铁氰化物,则加入的亚铁氰化物可以和生成的水合氧化铝表面作用生成胶状的亚铁氰化铝,其作用可能有两个:1.生成的胶质状的物质可以进一步吸附后续生成的普鲁士蓝或类普鲁士蓝物质;2.通过生成极少量的亚铁氰化铝可以有效改善表面的带电状态,有利于后续生成的普鲁士蓝或类普鲁士蓝物质的包覆。
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