[发明专利]纳米无机复合颜料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种纳米无机复合颜料，以纳米无机颜料为核，以二氧化硅包裹纳米无机颜料形成壳层，获得的纳米无机复合颜料具有优异的耐腐蚀性、分散性、相容性等各项性能，而且显著提高了对颜料涂层下基体物质的防护，为颜料涂层后续的处理提供良好的基础。本发明还提供了一种纳米无机复合颜料的制备方法，该制备过程，操作简单，不需使用特别的溶剂，即环保又节约成本，具有显著的经济价值。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别涉及一种纳米无机复合颜料，同时，本发明还涉及该纳米无机复合颜料的制备方法。

背景技术

无机颜料中以钛白粉和氧化铁系颜料为主，其中氧化铁系颜料因具有多种颜色，色谱广，且有很好的遮盖力和着色力，粒径可控，加入到涂料中可以有效增加涂层的致密度及力学性能等优势，在涂料领域具有广泛应用。氧化铁系颜料主要包括氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁棕及氧化铁黑等着色颜料，而氧化铁棕的使用十分广泛，但由于氧化铁棕的生产工艺与配方组成存在不足，普通氧化铁棕的耐酸性差，在500℃以上开始变色生成氧化铁红，且表面亲水基少导致分散性查，因此在很大程度上限制了氧化铁棕的发展。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种纳米无机复合颜料，以使颜料具有优异的性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种纳米无机复合颜料，以纳米无机颜料为核，以二氧化硅包裹纳米无机颜料形成壳层，所述纳米无机颜料的粒径为80～120nm，所述壳层厚度为5～100nm，所述二氧化硅与纳米无机颜料的重量比为(1～253):100。

进一步的，所述壳层厚度为5～50nm，所述二氧化硅与纳米无机颜料的重量比为(1～85):100。

进一步的，所述纳米无机颜料包括纳米氧化铁系颜料或纳米钛白粉。

进一步的，所述纳米氧化铁系颜料包括纳米氧化铁棕、纳米氧化铁黑、纳米氧化铁红或纳米氧化铁黄中的一种。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的纳米无机复合颜料，以二氧化硅将纳米无机颜料包覆起来形成核-壳结构，一方面利用二氧化硅优异的耐腐蚀性、分散性和生物相容性等特点，将纳米无机颜料均匀分散包裹，保护其不被外界环境腐蚀，从而提高纳米无机复合颜料的稳定性、以及分散性和相容性；另一方面限定核的粒径和层的厚度，提高纳米无机复合颜料的附着力和流动性，使形成的颜料涂层孔隙率降低，从而有效保护颜料涂层下的基体物质，提高防护性能；再一方面，利用二氧化硅对紫外线的吸收能力，提高纳米无机复合颜料对光的遮蔽性，以减缓颜料涂层下基体物质受紫外线的老化影响。因此，本发明的纳米无机复合颜料具有优异的耐腐蚀性、分散性、相容性等各项性能，而且显著提高了对颜料涂层下基体物质的防护，为颜料涂层后续的处理提供良好的基础。

本发明的另一目的在于提出一种纳米无机复合颜料的制备方法，以优化制备过程，节约生产成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种纳米无机复合颜料的制备方法，包括以下步骤：

a、获取粒径为80～120nm的纳米无机颜料颗粒；

b、将纳米无机颜料颗粒分散在浓度为80～95％的乙醇溶液中，经超声处理后，在搅拌状态下以2～5mL/min的速率滴入质量为纳米无机颜料质量0.05～3倍的正硅酸乙酯，机械搅拌至混合均匀，然后以0.5～1.5mL/min的速率滴入0.5～10mL的NH₃·H₂O溶液，NH₃·H₂O溶液加入完成后继续搅拌反应3.5～4.5h，产物洗涤后，真空干燥，得到壳层厚度为5～50nm的纳米无机复合颜料。