[发明专利]一种铋黄/2:1型硅酸盐矿物杂化颜料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铋黄/2:1型硅酸盐矿物杂化颜料及其制备方法，是将铋盐溶于的硝酸溶液中，加入2:1型硅酸盐矿物搅拌分散均匀，得含有硅酸盐矿物的铋溶液；将钒源或/和钼源溶于硝酸水溶液或碱的水溶液中，然后加入到含有硅酸盐矿物的铋溶液中，调节反应体系的pH=2~9，室温搅拌反应2~12 h，得到黄色沉淀，过滤、洗涤、干燥，煅烧，得铋黄/硅酸盐矿物杂化颜料。本发明通过引入硅酸盐矿物，可以有效控制铋黄纳米粒子的粒径和粒径分布，避免游离团聚体的形成；同时大幅降低铋黄颜料的生产成本，有效改善铋黄颜料的耐热性能，从而拓展铋黄颜料在黄色汽车面漆、工业涂料、塑料制品和印刷油墨等相关领域的广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种铋黄杂化颜料的制备，尤其涉及一种铋黄/2:1型硅酸盐矿物杂化颜料及其制备方法，属于无机颜料技术领域。

背景技术

早在史前时代，烟黑、白垩、色土、天然氧化铁等已作为颜料使用。黄色是电磁波可视光的中波长部分，其波长大约为570～585 nm，光谱位于绿色和橙色之间，是一个高可见的色彩。因此，黄色颜料被广泛用于健康和安全设备以及危险信号中，尤其是传统的镉、铬、铅黄色无机颜料。但是，近年来随着环保法规要求的日益严厉和人们健康环保意识的不断加强，亟需提升无机颜料的环保安全水平。

铋黄，又称为钒酸铋或钼酸铋，是一种无毒、耐候性好、色泽明亮的高性能环保黄色无机颜料，其对580 nm波长光线的反射率与隔黄和铬黄一样高，但黄相高于铬黄、镉黄、钛镍黄和氧化铁黄，具有优异的耐候性、遮盖力和保光性能，可以不用混配有机颜料而直接取代镉黄和铬黄。因此，可以从根本上解决传统黄色无机颜料在生产和使用时的毒害作用。

目前，铋黄颜料的合成方法主要有固相法（ZL 201310655215.2）和化学沉淀法（ZL200710095910.2，ZL 201010232638.X，ZL 201210380018.X，ZL 201410014113 .7）。其中，固相煅烧法所需煅烧温度较高，反应时间较长，颜料粒径和粒径分布不易控制。相比之下，化学沉淀法克服了传统固相煅烧法的缺点，其反应物混合均匀，制得颜料粒径细小，容易实现工业化生产。但是经化学沉淀法制备铋黄颜料容易形成团聚体，从而严重影响颜料的颜色性能。此外，相比传统有毒黄色无机颜料，铋黄颜料生产成本较高。因此，现有制备工艺的固有缺陷和生产成本成为制约铋黄颜料发展和应用的瓶颈因素。近年来，利用无机-无机杂化原理构筑基体型无机杂化颜料引起了广泛关注（CN105199435A）。相比之下，硅酸盐矿物由于种类多、储量大、无毒价廉等优点，是开发环保型无机杂化颜料的最佳的载体材料。但目前还没有此类铋黄杂化颜料的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种颜色性能优异的铋黄/2:1型硅酸盐矿物杂化颜料及其制备方法。

一、铋黄/2:1型硅酸盐矿物杂化颜料

本发明铋黄/2:1型硅酸盐矿物杂化颜料的制备方法，是将铋盐溶于的硝酸溶液中，加入2:1型硅酸盐矿物搅拌分散均匀，得含有硅酸盐矿物的铋溶液；将钒源或/和钼源溶于硝酸水溶液或碱的水溶液中，然后加入到含有硅酸盐矿物的铋溶液中，调节反应体系的pH =2~9，室温搅拌反应2~12 h，得到黄色沉淀，过滤、洗涤、干燥，得铋黄/硅酸盐矿物杂化颜料。

为了进一步调节所得杂化颜料的色相，将所得铋黄/硅酸盐矿物杂化颜料在300~800℃下煅烧0.5~3 h。

所述铋盐为硝酸铋、硫酸铋、氯化铋、醋酸铋中的至少一种，铋盐的质量为2:1型硅酸盐矿物质量的0.5~20倍。所述溶解铋盐的硝酸溶液浓度太低，不能有效防止Bi³⁺的水解；浓度太高，耗酸量和污染较大，同时对工业化设备的防腐要求较高，不易实现。实验表明，溶解铋盐的硝酸溶液浓度为0.01~5 mol·L^-1最为适宜。