[发明专利]一种铜铬黑颜料、其制备方法及用途

说明书

技术领域

本发明涉及铜铬黑颜料、其制备方法及用途，具体涉及一种粒径在1μm以内的超微铜铬黑颜料、其制备方法及用途。

背景技术

铜铬黑，英文名为copper chromite black pigment，通用化学名为亚铬酸铜，化学式为CuCr₂O₄，是一种新型的无机金属氧化物混相颜料。

铜铬黑是一种尖晶石型黑色金属氧化物混相颜料，也是一种环保型复合无机颜料，是混相颜料中应用最为广泛的黑色颜料。由于它具有很好的黑色色调，优异的化学稳定性，耐热、耐光、耐候、耐酸碱、耐化学品性、不迁移、易分散等优点，广泛应用于陶瓷、搪瓷、涂料及塑料工业。

铜铬黑的生产方法主要有固相法与液相法。固相法是将原料氧化铜与三氧化二铬球磨混合、煅烧、洗涤、干燥制得成品。即使通过长时间的球磨也不能使原料充分混合，煅烧后的样品颗粒无规则的形貌，粒度分布不均，且粒径一般在10μm左右，着色力较差。由于液相法是反应物在液相的条件下均匀混合，因此得到的产物粒径小，纯度高，色泽比固相法好，产物的整体特性要优于固相法。

液相法主要包括沉淀法、溶胶-凝胶（Sol-Gel）法、水热法、微乳液法等。沉淀法是利用某些金属盐或氢氧化物在溶液中的溶解度小，易于析出沉淀的原理，通过控制溶液的浓度、pH、温度、分散剂、反应时间及搅拌强度等条件使沉淀析出，然后将沉淀经过滤、洗涤、干燥、煅烧后可得到超细颜料。按照沉淀方式的不同，可以分为共沉淀法、均匀沉淀法、水解沉淀法等。溶胶-凝胶（Sol-Gel）法以金属醇盐或无机盐为原料，经过水解、缩聚等过程，形成凝胶后煅烧得到颜料。溶胶-凝胶法制备得到的纳米粉体的均匀程度高、纯度高、设备简单、反应过程易于控制。但该方法所使用的金属醇盐的价格昂贵，生产成本高；且煅烧前的凝胶前驱体容易吸潮，导致干燥、煅烧步骤进行困难。水热法是在高温、高压的条件下，以水为介质，在密闭容器内经过溶解、饱和、冷却最终形成稳定新相，最终形成具有一定粒度和结晶形态的晶粒，无需高温煅烧。微乳液法是通过选取适当的乳化剂、表面活性剂、助表面活性剂等，使水相分散在油相中，形成W/O微乳液体系，在所述的W/O型微乳液中，水相不断地碰撞、聚集和破裂，使得所含溶质不断变换完成反应。在所有的液相法制备铜铬黑的方法中，沉淀法具有反应物廉价，反应易控制，产物纯度高，制备工艺简单，设备要求简易等优点，从而在工业化生产的应用前景极为广阔。

CN 102153891 A（公开日为2011年8月17日）采用硫酸铜及硝酸铬作为原料，以氢氧化钠为沉淀剂，聚乙二醇为分散剂制得了铜铬黑颜料。氢氧化钠为强碱，在水中可直接电离，造成溶液中OH^-浓度局部过大，物料在非均匀状态下成核，致使颗粒粒径较大且分布不均，着色力较差。

目前铜铬黑颜料存在的一个主要问题就是着色力还不够好。着色力越强，使物体着色消耗的颜料就越少，铜铬黑作为一种高性能颜料，必须要具有良好的着色力。对于无机着色剂，影响着色力的因素有三个：化学结构、结晶状态、颗粒状态。对于铜铬黑颜料，其有确定的结构和晶型，则颗粒状态对于铜铬黑颜料的影响十分关键：颗粒越大，表面能越小，颜料越稳定，在一定范围内着色力越低；相反，颗粒越小，颜料透明度提高，表面能变大，颜料越不稳定，易团聚，着色力也较高。这些因素也会影响着色力，因此要想得到好的着色力颜料需要把粒径控制在一个合理的范围之内。而现有技术中，铜铬黑颜料的颗粒粒径较大，且粒径分布不均匀，着色力差，因此如何开发一种铜铬黑颜料，具有较小的颗粒粒径，均匀的粒径分布和较强的着色力，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中，铜铬黑颜料粒径较大，粒径分布不均匀，着色能力差的问题，本发明的目的之一在于提供一种粒径较小、粒径分布均匀且着色能力强的铜铬黑颜料的制备方法。

本发明采用共沉淀法制备铜铬黑颜料，具体的是以可溶性二价铜盐及三价铬盐为原料，利用尿素的缓慢水解、表面活性剂的改性作用制得高着色力的超细铜铬黑颜料。

本发明的目的之一是通过如下技术方案实现的：

一种铜铬黑颜料的制备方法，所述方法为向二价铜盐和三价铬盐的混合溶液中滴加尿素溶液，在表面活性剂存在的环境中，生成铜铬黑沉淀，将沉淀经过醇洗后干燥得到铜铬黑颜料。