[发明专利]一种掺杂型高红外反射稀土倍半硫化物γ‑Ce2S3包覆云母珠光颜料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种掺杂型稀土倍半硫化物Ce_2-xM_xS₃(M=Y³⁺,Nd³⁺)包覆云母珠光颜料及其制备方法，属于绿色微纳米复合无机颜料制备领域。

背景技术

云母是一种特殊片状硅酸盐矿物，它的晶体结构是由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体组成的层片状结构。因为其具有优良的耐高温、绝缘、耐酸、碱化学腐蚀、耐有机溶剂等性能，不易燃、不导电，对人体无害。其璀璨的珠光效应和华丽的珠光效果,广泛应用于涂料、化妆品、油墨、陶瓷等行业,成为现代最受欢迎最具应用前途的新型非金属装饰性颜料。珠光颜料，是在天然云母表面包覆金属氧化物、非金属氧化物和有机颜料或染料，使之呈现出珠光特色的一种功能性颜料。近年来，随着珠光颜料使用范围的不断拓展,除了满足美观装饰的基本功能外，市场对于适用于特定环境的环保型珠光颜料的需求在不断的增大。生产环保型珠光颜料及减少有害物质，是目前珠光颜料的重要发展方向。立方型稀土倍半硫化物具有优异的物理化学性能，常作为发光材料、无机颜料和热电材料被广泛研究和应用。其中立方型硫化铈因其色泽鲜艳、无毒性，遮盖力强、并强烈吸收紫外线,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。

但是，高纯度γ-Ce₂S₃红颜料制备过程多是在 1000 ℃ 以上的高温条件下经管式炉硫化进行的,这使得初产物烧结严重，分散性较差，整体粒径增大且不易磨匀从而影响其着色力。另外，这种稀土型硫化物颜料的热稳定性较差，温度升高时容易被氧化。近几年,文献Guanhong C, Zhenfeng Z H U, Hui L I U, et al. Preparation of SiO ₂ coated Ce₂S₃ red pigment with improved thermal stability[J]. Journal of Rare Earths, 2013, 31(9): 891-896.文献Yu S, Wang D, Liu Y, et al. Preparations and characterizations of γ-Ce₂S₃@ SiO₂ pigments from precoated CeO₂ with improved thermal and acid stabilities [J]. RSC Advances, 2014, 4(45): 23653-23657. 通过在硫化铈表面包覆一层Si0₂来提升硫化铈的热稳定性。但是，包覆厚度较厚会影响核材料本身的颜色，使得着色力下降。另外硫化铈颜料较单调，亮度较低，无法满足人们色彩的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较好的着色力、耐候性、抗紫外辐射以及高红外反射性能的掺杂型云母/Ce₂S₃珠光颜料的方法。

实现本发明目的所采取的技术方案是：一种掺杂型高红外反射稀土倍半硫化物γ-Ce₂S₃包覆云母珠光颜料及其制备方法，采用“溶胶凝胶-热还原”两步合成法制备所述的颜料，其具体步骤如下：

第一步：溶胶凝胶法制备混合氧化物珠光颜料：将可溶性铈盐、可溶性稀土盐、络合剂柠檬酸、水解控制剂乙酰丙酮和添加剂葡萄糖以及丙烯酰胺按一定的配比与经预处理的云母浆混合配制成悬浮液，将悬浮液于70-80℃水浴下，搅拌反应至粘稠状态时停止搅拌，再继续保温反应直至形成凝胶，熟化30-40min, 于130±10℃下干燥直至形成干凝胶，研磨后置于550±10℃下煅烧1-2h，冷却至室温，制得混合氧化物包覆云母珠光颜料；

第二步：掺杂型稀土倍半硫化物包覆云母珠光颜料的制备：将第一步得到的珠光颜料加入添加剂以及烧结助剂，研磨混合均匀后进行煅烧,煅烧时，室温至550±10℃前通入N₂，再通入CS₂/N₂混合气体，升温至硫化温度,保温一段时间后,密闭下降温，得到所述的掺杂型硫化铈包覆云母珠光颜料