[发明专利]一种低温化复合无机颜料制备的复合矿化剂及其矿化剂的制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于化工原料制备领域，更确切的说是一种低温化复合无机颜料制备的复合矿化剂及其矿化剂制备工艺。

背景技术

复合无机颜料(Complex Inorganic Color Pigments，CICP；又称Mixed Metal Oxide，MMO)是一种新型的无机颜料，因其具有高环保、高性能的优势，最近几年在国际上引起了极大的关注。相对于传统的有机或无机颜料，复合无机颜料具有热稳定性高、耐候性好、化学稳定性优异、色泽鲜明、易分散、颜料在基材中无迁移等诸多优点。

利用复合无机颜料的高耐候性，主要将其应用于汽车涂料、卷材涂料、粉末涂料、建筑涂料等领域；利用复合无机颜料的高环保型，主要将其应用于玩具、餐具、食品包装等领域。另外，有的复合无机颜料，如铁铬黑等，由于其在红外光谱范围具有极高的红外反射率，正在被越来越多地施加于反射涂料，应用于“冷屋顶”等节能环保领域。

当前，复合无机颜料的合成主要采取固相烧结工艺。典型的工艺包括将不同原料的氧化物或氧化物的前驱体如金属盐、氢氧化物、碳酸盐等，按照一定的配比混合均匀后，在一定的温度下进行烧结，金属离子和氧离子相互扩散，最终形成结构均一的另一种晶体相，即复合无机颜料。上述方法工艺简单，可控性强。但该方法存在的一个主要缺点是复合无机颜料的烧结是在高温下进行的，一般在800-1300℃进行，能耗高，并导致环境问题。同时，高温烧结也容易导致颗粒的硬团聚，需要后续进一步破碎。此外，后续的强力破碎过程也对其自身晶体结构导致破坏，使得红外反射率急剧下降，影响其作为红外反射颜料的使用。高温烧结的另一个缺点是烧结过程中的温度不均导致物料烧结存在区位差异，影响材料性能的均一性。

发明内容

本发明的目的是针对现有复合无机颜料固相合成中存在的烧结温度过高的问题，提供一种低温化无机复合颜料制备的复合矿化剂及其矿化剂的制备工艺。

本申请人发现，通过将一些化工原料共同烧至熔融状态，经急速冷却、破碎后，可以作为复合无机颜料的矿化剂，加入复合无机颜料原料中进行同时烧结，将极大地降低复合无机颜料的烧结温度。

本发明提供的复合矿化剂的制备工艺的典型步骤是：

1)选择两种以上的化工原料，按照一定的组成进行称量配比，获得第一种混合物；

2)将第一种混合物在进行搅拌混合，混料一定时间达致均匀状态后，获得第二种混合物；

3)将第二种混合物移至可加热容器中对第二种混合物进行加热处理至熔融状态，获得第一种熔融态玻璃；

4)将上述熔融态玻璃注入冷却介质中(如水中)进行急冷，获得第二种固态玻璃；

5)将上述第二种固态玻璃通过球磨、压碎、劈碎、折断、磨剥、冲击等方式，破碎至一定细度，获得第三种固态玻璃；

6)将第三种固态玻璃进行分级至粒径为0.5μm-5mm，获得第四种固态玻璃，也即复合矿化剂；

7)应用时，取上述复合矿化剂，按照一定的配比(如5％)加入复合无机颜料的混合原料料中，混合均匀后进行常规烧结操作，可以极大的降低复合无机颜料的烧结温度50℃-300℃。烧结完毕后，只需通过洗涤、过滤、干燥等手段，即可去除复合矿化剂。

第一种混合物中所用的化工试剂包括三硼酸锂、四硼酸钠、四硼酸钾、氟硼酸锂、氟硼酸钠、氟硼酸钾、氯化锂、氯化钠、氯化钾、氟化锂、氟化钠、氟化钾等以及它们的混合物。

三硼酸锂的浓度为1％～99％、四硼酸钠的浓度为1％～99％、四硼酸钾的浓度为1％～99％、氟硼酸锂的浓度为1％～99％、氟硼酸钠的浓度为1％～99％、氟硼酸钾的浓度为1％～99％、氯化锂的浓度为1％～99％、氯化钠的浓度为1％～99％、氯化钾的浓度为1％～99％、氟化锂的浓度为1％～99％、氟化钠的浓度为1％～99％、氟化钾的浓度为1％～99％。

对第一种混合物在混料机中的混合时间为1.0min-10h。

对第二种混合物的加热方式包括：电加热、可燃气体加热、红外线加热、电磁波加热等不同加热方式，加热时间为0.5h-10h。

对第一种熔融玻璃的冷却介质包括：气体、水等。

第二种固态玻璃的破碎方法包括球磨、压碎、劈碎、折断、磨剥、冲击等，最终将复合矿化剂破碎至粒径为0.5μm-5mm。

加入1-30％的该复合矿化剂可以降低复合无机颜料的烧结温度50℃-300℃。

附图说明

图1示出了制备的典型复合矿化剂的扫描电镜图。