[发明专利]一种新型复合颜料γ-Ce2S3/SiO2的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于绿色无机材料制备和利用技术。主要适用于以氯化钠和硝酸铈作为添加剂并通过液固混合的方式掺入介孔二氧化硅中制备出CeO₂/SiO₂复合原料，通过得到产物的不同掺杂比例(γ-Ce₂S₃/SiO₂＝1/0至1/10)来控制产物颜色，在800℃加热条件下，经CS₂(以N₂为载气)气体硫化合成了一种新型γ-Ce₂S₃/SiO₂红色到黄色的复合环保颜料。本制备工艺可根据需要，通过控制介孔二氧化硅的粒度和用量来生产一定粒径范围的、高亮度理想颜色颜料，方法简单，操作简便，易于进行工业化生产。

背景技术

随着环境形势的日益严峻，各国对含有有毒重金属产品的使用要求越来越严格，而当前市场上有很多正被大量使用的彩色无机颜料都含有镉、铬和铅等有毒重金属，所以我们需要寻找一种环保产品代替目前市场上含有镉、铬和铅等重金属的颜料。立方型稀土倍半硫化物因具有优良的显色性、热稳定性和抗紫外线辐射能力，最重要的是对人体和环境无危害，被认为是取代市场上含有镉、铬、铅等重金属无机颜料的理想材料。地球上稀土资源很丰富，但分布不均，其中中国的占有率最高。我国的稀土资源非常丰富，品种比较齐全，稀土品位高，矿点分布合理。但如何把稀土的资源优势尽快转化为科技优势和经济优势，已经成为摆在我们面前迫切需要解决的重大任务。

有机颜料的特点是色谱比较宽泛、齐全，具有鲜艳明亮的色调，着色力较强，化学稳定性较好，而且具有一定的透明度，当前市场上的有机颜料价格普遍高于无机颜料。相比于有机颜料，无机颜料制备工艺简单，价格便宜，具有较好的机械强度、遮盖力和耐溶剂性，无机颜料的耐光牢度和耐热牢度一般都好于有机颜料，因此有机颜料不能完全取代无机颜料。从实际用量上讲，国际和国内所使用的颜料主要为无机颜料，例如2003年世界彩色颜料总产量为163.8万吨、总价值为83.3亿美元，其中有机颜料产量为25.1万吨、价值64.5亿美元，无机颜料产量为138.7万吨、价值18.8亿美元，无机颜料所占的产量比例和价值比例分别为84.7％和22.6％。

当前市场上的彩色无机颜料主要包括氧化铁系颜料和含有镉、铬等重金属的无机颜料。氧化铁系颜料由于具有无毒和廉价的特点而被大量使用，但是本身性质的缺陷令其应用范围受到限制，如氧化铁红颜料红中带黑，颜色不够鲜艳，氧化铁黄颜料热稳定性较差，当温度达到150℃以上时，即会脱水变色而转变成氧化铁红。含有镉、铬等重金属的红黄色系颜料因色泽鲜艳，耐热性好等优点主要被用于耐高温涂料和特殊用途颜料使用。随着环境形势的日益严峻，含有镉、铬等常被认为是具有较高毒性的重金属的产品的生产和使用越来越受到严格限制，世界各国纷纷制定相应法律限制镉、铬等有毒重金属的使用。如欧盟于2006年7月1日起开始实施的《RoHS》指令限制了铅、镉、汞、六价铬四种重金属物质的使用，其中镉的重量百分比不得超过0.01％，其它有害物质不得超过0.1％。2010年1月欧盟REACH法规将铬酸铅、钼铬红、铅铬黄等颜料列入SVHC清单，对进入欧盟的含有此类颜料的产品进行严格审查。人们日常生产和生活对高档彩色无机颜料的需求促使市场急切寻找优质的环保产品替代含有镉、铬等重金属的颜料，而稀土硫化物颜料被认为是理想选择。

稀土元素在地壳中的含量丰富，17种稀土元素的总量在地壳中占0.0153％(质量分数)，即153g/t，其丰度比一些常见元素还要多，如比锌大3倍，比铅大9倍，比金大3万倍。稀土元素中，铈的分布最多，其次是钇、钕、镧等。我国稀土资源丰富，稀土矿产工业储量和远景储量均居世界首位，内蒙古自治区的白云鄂博一带的稀土矿床是目前世界上探明储量和开采量最大的特大型稀土矿。此外，我国稀土资源还具有分布广，矿种全和综合利用价值高等特点，这些特点为我国稀土工业的发展提供了得天独厚的有利条件。目前，我国的稀土资源、稀土地质勘探、采选、冶炼、加工、科研、应用和市场等方面获得全面发展，已形成了独立完整的稀土工业体系。